Поиски метода обнаружения кристаллов. Новый акт драмы: создание искусственных алкалоидов. Спектральный анализ. Рентгеноструктурный анализ. Русский ученый Цвет и история бумажной хроматографии

7. Поиски метода обнаружения кристаллов. Новый акт драмы: создание искусственных алкалоидов. Спектральный анализ. Рентгеноструктурный анализ. Русский ученый Цвет и история бумажной хроматографии.

правильном применении метода Стаса; в-третьих, что использование по меньшей мере шести цветовых реакций и — при необходимости — дополнительных физиологических проб абсолютно исключает всякую возможность принять растительный алкалоид за трупный.

Но важнее было то, что токсикология сделала первые шаги по пути поиска абсолютно безупречных методов обнаружения ядов, который к середине XX столетия привел к поразительным успехам.

Первым шагом на этом совершенно новом пути были поиски метода определения ядов по их кристаллам. Правда, еще Стас пытался осуществить идентификацию никотина посредством кристаллообразования, а американец Уормли в 1895 г. сообщил о проведении подобных же опытов, но лишь в 1910 г. этот способ привлек к себе повышенное внимание. Заинтересованная общественность впервые узнала еще об одном новом способе, основанном на том, что алкалоиды после кристаллизации плавили. Причем процесс плавления начинался у каждого алкалоида при точно определенной температуре, проходил в типичных только для него температурных пределах, что позволяло идентифицировать яды по температуре точки их плавления либо по его характеру. Этот метод предложил Уильям Генри Уилкокс.

Напряженная работа в течение пяти следующих десятилетий привела к открытию таких способов обнаружения алкалоидов, о которых не могли мечтать не только первооткрыватели цветовых реакций, но и сам Уилкокс. В немалой степени этому способствовало развитие фармацевтической химии и фармацевтической промышленности, которое началось во второй четверти XX века с того, что по мере исследования натуральных растительных алкалоидов были созданы искусственные синтетические продукты, похожие как по своему терапевтическому, так и по отравляющему эффекту на растительные алкалоиды или даже превосходящие их.

Итак, известные растительные яды пополнил настоящий поток «синтетических алкалоидов». Он еще больше усилился, когда в 1937 г. во Франции были выпущены первые антигистамины — искусственные активные вещества против аллергических заболеваний всех видов — от астмы до кожной сыпи. За несколько лет их число перевалило за две тысячи, и из этого количества по крайней мере несколько дюжин быстро приобрели широкую популярность как лекарства (и потенциальные яды). Они тоже являлись «искусственными алкалоидами», и им не было числа. Все это заставило судебных токсикологов стать наконец участниками постоянной борьбы между изготовлением новых ядов и открытием новых методов их обнаружения.

Открытый Стасом способ обнаружения алкалоидов был усовершенствован, а это во многих случаях привело к тому, что чистота экстрактов достигла неслыханной, даже во времена Уилкокса, степени. Цветовые реакции тоже не потеряли своего значения.

Их число соответственно бурному увеличению числа ядов намного возросло.

Идентификация алкалоидов на основе определения точки их плавления получила дальнейшее развитие благодаря таким ученым, как Остеррайхер, Фишер, Брандштетер и Раймерс, а также не в последнюю очередь благодаря Людвигу Кофлеру, умершему в 1951 г. профессору фармакологии в Инсбруке. Кофлер создал аппарат для определения точки плавления, который позволял наблюдать плавление исследуемого вещества под микроскопом и одновременно засекать на термометре точку плавления этого вещества.

В этот же период в деле идентификации алкалоидов на основе их кристаллизации был достигнут совершенно явный прогресс. Англичанин Э. Кларк создал в Лондоне коллекцию не менее чем из пятисот кристаллических форм различных алкалоидов, чтобы сделать возможным быстрое сравнение с ними под микроскопом кристаллов неизвестных объектов исследования. Было опробовано около двухсот химических реактивов, с помощью которых можно было проводить кристаллизацию алкалоидных растворов.

Однако самый решительный прогресс связан с наукой, которая с середины XX столетия стала завоевывать себе все больше места в токсикологии,— с физикой. Немецкими учеными Робертом Вильгельмом Бунзеном и Густавом Кирхгофом в 1859 г. было положено начало тому направлению, которое привело к спектральному анализу при помощи видимых и невидимых лучей и к применению его в судебной медицине. С тех пор прошло более ста лет.

В 50-е годы XX в. такие токсикологи, как датчанин Т. Гаунг или бельгиец Лакруа, обратили внимание на чрезвычайное значение для токсикологии рентгеноструктурного анализа. Он сделал возможным простое и быстрое распознавание многих алкалоидных кристаллов и через них — самих алкалоидов. Американцы У. Барнз, Б. Марвин, Габарино и Шепард возглавили это направление и изучили характерные признаки, которые позволяли идентифицировать значительное число алкалоидов с помощью рентгеноструктурного анализа.

Но это было еще, пожалуй, не самое значительное достижение.

Более важное открытие носит довольно странно звучащее название «колоночной» или «бумажной хроматографии». Англичанин А. С. Кэрри в первую очередь помог этому методу триумфально вступить в область токсикологии.

В 1906 г. русский ботаник Цвет занялся изучением водных растительных экстрактов, содержащих различные натуральные красители. Какой-нибудь из этих экстрактов он пропускал через наполненную измельченным мелом стеклянную трубку — «колонку». При этом мел втягивал в себя красящее вещество из экстракта. На верхнем конце меловой «колонки» возникал пестрый слой, в котором были соединены все красящие вещества, в то время как с нижнего конца «колонки» стекал чистый водянистый раствор растительного экстракта. Но затем происходило нечто совсем удивительное. Когда русский ученый подливал сверху в «колонку»-трубку воду, то пестро окрашенная зона на верхнем конце ползла вниз. Но ползла она не как единое целое. Красящие вещества отделялись друг от друга и оставались «висеть», четко разделенные между собой, на различных уровнях меловой начинки. Если же вторично добавляли воду, они смещались вниз и вытекали порознь.

Цвет открыл тем самым метод разделения простым способом смеси различных веществ и разложения их на составные части. Этот метод разделения получил название «хроматографический анализ» —от греческих слов «хрома» («цвет») и «графо» («пишу» ). Открытие это находилось в забвении до тех пор, пока немецкий исследователь Рихард Кюн из Гейдельберга не открыл в начале 30-х годов этот метод заново. Оказалось, что самые различные химические вещества можно путем хроматографии разложить на составные части и что подобным же образом отдельные составные части можно идентифицировать. Если эти составные части бесцветны, то их местоположение в «колонке» можно распознать с помощью ультрафиолетовых лучей или реактивов, которые, как и при токсикологических анализах, ведут к образованию определенной окраски.

Наконец, оказалось, что «колонка» может быть заменена фильтровальной бумагой, на которой составные части исследуемых субстанций отделяются друг от друга аналогичным образом. Между 1950 и 1960 гг. новый способ взяла себе на вооружение и токсикология. Бумажная хроматография в области обнаружения алкалоидов стала, во всяком случае по признанию англичанина Кларка, «самым значительным событием со времен Стаса».

Когда бумажная хроматография укоренилась в токсикологии, охота за растительными алкалоидами и множеством их синтетических преемников имела уже более чем столетнюю историю. И эта охота представляла собой не рядовой акт в драме человеческих ошибок, усилий, триумфов, новых ошибок и новых триумфов, которым посвящена книга. Речь идет о решающем акте, который предопределил развитие всей судебной токсикологии. Тем не менее и он не последний.

В то время как шла борьба с алкалоидами, токсикологи научились распознавать действие многих других ядов и обнаруживать их. Из небольшого некогда ряда металломинеральных ядов эпоха химии и индустрии выковала почти необозримую по длине и ширине цепь. Она простерлась от соединений марганца, железа, никеля и меди до талия. В виде моющих и чистящих средств, дезинсектицидов или лекарств они попали в руки миллионов людей. Маленький ручеек газообразных ядов, таких, к примеру, как синильная кислота, также превратился в необозримый поток.

Возглавляла группу газов все еще окись углерода, пожиравшая год за годом тысячи жертв. За ней шел целый ряд сероводородных и сероуглеродных соединений вплоть до трихлорэтилена. Широкое распространение во всем мире получило и множество кислот и щелочей — от метилсульфата до салициловой кислоты, этого компонента жаропонижающего и болеутоляющего лекарства аспирина, который в течение десятилетий стоял на третьем месте среди ядов, применяемых самоубийцами, вслед за окисью углерода и барбитуратами.

Если взглянуть на развитие всех этих исследований в целом, то нельзя оспаривать, что из робких начинаний отдельных пионеров ныне выросла серьезная наука. И все же после всех усилий, триумфов и успехов с XIX в. остается нерешенным вопрос: достаточно ли доказать наличие яда в выделениях, крови, тканях тела живущих или умерших людей, чтобы распознать, идет ли в данном случае речь о жертве убийства с помощью яда, самоубийства, медицинского или профессионального отравления? Достаточно ли, как это подчас случалось, приблизительно определить количество обнаруженного яда, чтобы извлечь из этого столь же приблизительные выводы относительно того, какое количество яда получил потерпевший? Не следует ли поискать методы более точного определения количества обнаруженного яда? Не в этом ли заключается главная цель, венец всех усилий?