Standard sample as an obligatory element in the diagnosis of poisoning by toxic substances

Abstract

One of the actual problems of poisoning diagnosing remains a wide variety of toxic substances and the constant emergence of new natural and synthetic compounds. Classes of compounds to which toxic substances may belong are extremely diverse. Plant, animal, bacterial and biotechnological toxins can cause acute poisoning. The difference in their physicochemical properties and chemical structure complicates the reliable and timely detection of the toxin in the human body. In the review, the authors describe the main modern diagnostic methods that allow for a qualitative and quantitative assessment of the content of the toxin. Methods of analytical control, the result of which is a quantitative characteristic of the analyzed component, in turn provide for the use of a standard sample, since this allows not only to identify the toxicant, but also to evaluate its content in the human body. The review considers the role of a standard sample in the diagnosis of poisoning by toxic substances, including in accordance with the requirements of the legislative framework of the Russian Federation in the field of ensuring the uniformity of measurements. This requirement includes ensuring the metrological traceability of measurement results, monitoring the accuracy of measurement results, conducting validation and verification procedures for analytical methods that require the use of a certified standard sample. The main problems specialists face in the process of diagnosing and determining the direction of activity for their solution are indicated. Today, the need to develop domestic analytical standards is becoming important, which is associated with the difficulties of acquiring them in other countries and restricting the access of the Russian Federation to world biobanks, storages of reference samples.

Keywords

analysis / chromatography / diagnosis / dimensional measurement accuracy / mass spectrometry / reference standards / mass spectrometry / toxin

References

[1] Rossijskaja Federacija. Federal’naja sluzhba gosudarstvennoj statistiki. Rosstat. Zdravoohranenie v Rossii: statisticheskij sbornik metodika. – Moskva, 2021–171 s. (In Russ).

[2] Российская Федерация. Федеральная служба государственной статистики. Росстат. Здравоохранение в России: статистический сборник методика. – Москва, 2021–171 с.

[3] Eremin S. A., Kaletin G. I., Kaletina N. I. Toksikologicheskaja himija. Metabolizm i analiz toksikantov. Moscow: GJOTAR-Media, 2010. (In Russ).

[4] Еремин С. А., Калетин Г. И., Калетина Н. И. Токсикологическая химия. Метаболизм и анализ токсикантов. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2010.

[5] Efimochkina N. R., Sedova I. B., Sheveleva S. A. Toksigennye svoistva mikroskopicheskih gribov. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. 2019;45: 6–33. DOI: 10.17223/19988591/45/1. (In Russ).

[6] Ефимочкина Н. Р., Седова И. Б., Шевелева С. А. Токсигенные свойства микроскопических грибов // Вестник Томского государственного университета. 2019. № 45. С. 6–33. DOI: 10.17223/19988591/45/1.

[7] Kepinska-Pacelik J., Biel W. Alimentary risk of mycotoxins for human and animals. Toxins (Basel). 2021; 13(11):822. DOI: 10.3390/toxins13110822. (In Russ).

[8] Kepinska-Pacelik J., Biel W. Alimentary risk of mycotoxins for human and animals // Toxins (Basel). 2021. Vol. 13. No. 11. P. 822. DOI: 10.3390/toxins13110822.

[9] Sivamaruthi B.S., Kesika P., Chaiyasut C. Toxins in fermented foods: prevalence and preventions – a mini review. Toxins (Basel). 2018; 24(11):4. DOI: 10.3390/toxins11010004.

[10] Sivamaruthi B. S., Kesika P., Chaiyasut C. Toxins in fermented foods: prevalence and preventions – a mini review // Toxins (Basel). 2018. Vol. 24. No. 11. P. 4. DOI: 10.3390/toxins11010004.

[11] Herzig V., Christofori-Armstrong B., Israel M. R. et al. Animal toxins – Nature’s evolutionary-refined toolkit for basic research and drug discovery. Biochem Pharmacol. 2020;181. DOI: 10.1016/j.bcp.2020.114096.

[12] Herzig V., Christofori-Armstrong B., Israel M. R. et al. Animal toxins – Nature’s evolutionary-refined toolkit for basic research and drug discovery // Biochem Pharmacol. 2020. No. 181. DOI: 10.1016/j.bcp.2020.114096.

[13] Baron A., Diochot S., Salinas M. et al. Venom toxins in the exploration of molecular, physiological and pathophysiological functions of acid-sensing ion channels. Toxicon. 2013;75: 187–204. DOI: 10.1016/j.toxicon.2013.04.008.

[14] Baron A., Diochot S., Salinas M. et al. Venom toxins in the exploration of molecular, physiological and pathophysiological functions of acid-sensing ion channels // Toxicon. 2013. No. 75. P. 187–204. DOI: 10.1016/j.toxicon.2013.04.008.

[15] Solino L., Costa P. R. Differential toxin profiles of ciguatoxins in marine organisms: chemistry, fate and global distribution. Toxicon. 2018; 150: 124–143. DOI: 10.1016/j.toxicon.2018.05.005.

[16] Solino L., Costa P. R. Differential toxin profiles of ciguatoxins in marine organisms: chemistry, fate and global distribution // Toxicon. 2018. No. 150. P. 124–143. DOI: 10.1016/j.toxicon.2018.05.005.

[17] Eizadi-Mood N., Lalehzar S. S., Niknam S. et al. Toxico-clinical study of patients poisoned with household products; a two-year cross-sectional study. BMC Pharmacol Toxicol. 2022;23(1):96. DOI: 10.1186/s40360-022-00640-z.

[18] Eizadi-Mood N., Lalehzar S. S., Niknam S. et al. Toxico-clinical study of patients poisoned with household products; a two-year cross-sectional study // BMC Pharmacol Toxicol. 2022. Vol. 23. No. 1. P. 96. DOI: 10.1186/s40360-022-00640-z.

[19] Nazarenko G. G. Immunnaya khromatografiya kak predvaritel’nyi metod khimiko-toksikologicheskogo analiza. Analiz lozhnopolozhitel’nykh resul’tatov. Izbrannye voprosy sudebno-meditsinskoi ekspertizy; 11 dekabrya, 2017; Khabarovsk; 16:56–60 (In Russ).

[20] Назаренко Г. Г. Иммунная хроматография как предварительный метод химико-токсикологического анализа. Анализ ложноположительных результатов // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы; 11 декабря, 2017; Хабаровск Т. 16. С. 56–60.

[21] Krylov A. I., Micheeva A. U., Buduo A. G. Attestacija standartnogo obrazca “dioksinov” v zhivotnom zhire metodom tandemnoj hromato-mass-spectrometrii. Standartnye obrazcy. 2020;16(2):31–40. DOI: 10.20915/2687-0886-2020-16-2-31-40. (In Russ).

[22] Крылов А. И., Михеева А. Ю., Будко А. Г. Аттестация стандартного образца «диоксинов» в животном жире методом тандемной хромато-масс-спектрометрии // Стандартные образцы. 2020. Т. 16. № 2. С. 31–40. DOI: 10.20915/2687-0886-2020-16-2-31-40.

[23] Shohina О. S., Medvedevskih М. J., Krashenina M. P. Razrabotka gosudarstvennogo vtorichnogo jetalona i standartnyh obrazcov sostava na osnove zhidkostnoj i gazovoj hromatografii. Standartnye obrazcy. 2017;13(1):9–26. DOI: 10.20915/2077-1177-2017-13-1-9-26. (In Russ).

[24] Шохина О. С., Медведевских М. Ю., Крашенинина М. П. Разработка государственного вторичного эталона и стандартных образцов состава на основе жидкостной и газовой хроматографии // Стандартные образцы. 2017. Т. 13. № 1. С. 9–26. DOI: 10.20915/2077-1177-2017-13-1-9-26.

[25] George R., Haywood A., Khan S. Enhancement and suppression of ionization in drug analysis using HPLC-MS/MS in support of therapeutic drug monitoring: a review of current knowledge of its minimization and assessment. Drug. Monit. 2018;40(1):1–8. DOI: 10.1097/FTD.0000000000000471.

[26] George R., Haywood A., Khan S. Enhancement and suppression of ionization in drug analysis using HPLC-MS/MS in support of therapeutic drug monitoring: a review of current knowledge of its minimization and assessment // Drug. Monit. 2018. Vol. 40. No. 1. P. 1–8. DOI: 10.1097/FTD.0000000000000471.

[27] Sotgia S., Murphy R. B., Zinellu A. Development of an LC-tandem mass spectrometry method for the quantitative analysis of hercynine in human whole blood. Molecules. 2018;23(12):3326. DOI: 10.3390 /molecules23123326

[28] Sotgia S., Murphy R. B., Zinellu A. Development of an LC-tandem mass spectrometry method for the quantitative analysis of hercynine in human whole blood // Molecules. 2018. Vol. 23. No. 12. P. 3326. DOI: 10.3390/molecules23123326.

[29] Malyutin A. E. Dostovernost’ metodov identifikatsii v khromato-mass-spectrometrii. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo radiotekhnicheskogo universiteta. 2022;79:133–140. DOI: 10.21667/1995-4565-2002-79-133-140. (In Russ).

[30] Малютин А. Е. Достоверность методов идентификации в хромато-масс-спектрометрии // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2022. № 79 С. 133–140. DOI: 10.21667/1995-4565-2002-79-133-140.

[31] Borodin E. A. IFA i PTsR – sovremennye metody klinicheskoi laboratornoi diagnostiki // Poliklinika. 2012;2–2: 16–22 (In Russ).

[32] Бородин Е. А. ИФА и ПЦР – современные методы клинической лабораторной диагностики // Поликлиника. 2012. Т. 2–2 С. 16–22.

[33] GOST 8.315-2019. Gosudarstvennaja sistema obespechenija edinstva izmerenij. Standartnye obrazcy sostava i svojstv veshhestv i materialov. Osnovnye polozhenija: izdanie oficial’noe ot 30 oktjabrja 2019 g. № 1059-st: vveden vpervye: data vvedenija 2020–10 / razrabotan FGUP “UNIIM”. – Moskva: Standartinform, 2019. (In Russ).

[34] ГОСТ 8.315-2019. Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения: издание официальное от 30 октября 2019 г. № 1059-ст: введен впервые: дата введения 2020–10 / разработан ФГУП «УНИИМ». – Москва: Стандартинформ, 2019.

[35] RMG 61-2010. GSI. Pokazateli tochnosti, pravil’nosti, precizionnosti metodik kolichestvennogo himicheskogo analiza: izdanie oficial’noe ot 13 dekabrja 2011 g. № 1064-st: pereizdan: data pereizdanija 2013–04 / razrabotan FGUP “UNIIM”. – Moskva: Standartinform, 2013. – 59 p. (In Russ).

[36] РМГ 61-2010. ГСИ. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа: издание официальное от 13 декабря 2011 г. № 1064-ст: переиздан: дата переиздания 2013–04 / разработан ФГУП «УНИИМ». – Москва: Стандартинформ, 2013. – 59 c.

[37] GOST 17025-2019. Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmerenii. Obshchie trebovaniya k kompetentnosti ispytatel’nykh i kalibrovochnykh laboratorii: izdanie ofitsial’noe ot 15 iyulya 2019 g. № 385-st: pereizdan: data pereizdaniya 2021–03 / razrabotan RUP “BGTsA”. – Moskva: Standartinform 2021. – 32 p. (In Russ).

[38] ГОСТ 17025-2019. Государственная система обеспечения единства измерений. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий: издание официальное от 15 июля 2019 г. № 385-ст: переиздан: дата переиздания 2021–03 / разработан РУП «БГЦА». – Москва: Стандартинформ, 2021. – 32 c.

[39] GOST 17034-2021. Gosudarstvennaja sistema obespechenija edinstva izmerenij. Obshhie trebovanija k kompetentnosti proizvoditelej standartnyh obrazcov: izdanie oficial’noe ot 6 oktjabrja 2021 g. № 1074-st: pereizdan: data pereizdanija 2021–10 / razrabotan FGUP “UNIIM”. – Moskva: Standartinform, 2021. – 28 c. (In Russ).

[40] ГОСТ 17034-2021. Государственная система обеспечения единства измерений. Общие требования к компетентности производителей стандартных образцов: издание официальное от 6 октября 2021 г. № 1074-ст: переиздан: дата переиздания 2021–10 / разработан ФГУП «УНИИМ». – Москва: Стандартинформ, 2021. – 28 c.

[41] Rossijskaja Federacija. Zakony. Ob obespechenii edinstva izmerenij: Federal’nyj zakon № 102-FZ ot 11 ijunja 2008 g.: odobren Sovetom Federacii Federal’nogo Sobranija Rossijskoj Federacii 18 ijunja 2008 g. – 23 s. (In Russ).

[42] Российская Федерация. Законы. Об обеспечении единства измерений: Федеральный закон № 102-ФЗ от 11 июня 2008 г.: одобрен Советом Федерации Федерального Собрания Российской Федерации 18 июня 2008 г. – 23 с.

[43] Rossijskaja Federacija. Rasporjazhenie. Strategija obespechenija edinstva izmerenij v Rossijskoj Federacii na period do 2025 goda: Rasporjazhenie Pravitel’stva Rossijskoj Federacii № 737-r ot 19 aprelja 2017 g.: odobren Predsedatelem Pravitel’stva Rossijskoj Federacii 19 aprelja 2017 g. – 61 s. (In Russ).

[44] Российская Федерация. Распоряжение. Стратегия обеспечения единства измерений в Российской Федерации на период до 2025 года: Распоряжение Правительства Российской Федерации № 737-р от 19 апреля 2017 г.: одобрен Председателем Правительства Российской Федерации 19 апреля 2017 г. – 61 с.

[45] RMG 53-2002. GSI. Ocenivanie metrologicheskih harakteristik s ispol’zovaniem jetalonov i obrazcovyh sredstv izmerenij: izdanie oficial’noe ot 26 janvarja 2004 g. № 32-st: vveden vpervye: data vvedenija 2004–07 / razrabotan FGUP “UNIIM”. – Moskva: IPK Izdatel’stva standartov, 2004. – 6 p. (In Russ).

[46] РМГ 53-2002. ГСИ. Оценивание метрологических характеристик с использованием эталонов и образцовых средств измерений: издание официальное от 26 января 2004 г. № 32-ст: введен впервые: дата введения 2004–07 / разработан ФГУП «УНИИМ». – Москва: ИПК Издательства стандартов, 2004. – 6 c.

[47] GOST 8.315-2019. Gosudarstvennaja sistema obespechenija edinstva izmerenij. Standartnye obrazcy sostava i svojstv veshhestv i materialov. Osnovnye polozhenija: izdanie oficial’noe ot 30 oktjabrja 2019 g. № 1059-st: vveden vpervye: data vvedenija 2020–10 / razrabotan FGUP “UNIIM”. – Moskva: Standartinform, 2019. – 34 p. (In Russ).

[48] ГОСТ 8.315-2019. Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения: издание официальное от 30 октября 2019 г. № 1059-ст: введен впервые: дата введения 2020–10 / разработан ФГУП «УНИИМ». – Москва: Стандартинформ, 2019. – 34 c.

[49] GOST 17034-2021. Gosudarstvennaja sistema obespechenija edinstva izmerenij. Obshhie trebovanija k kompetentnosti proizvoditelej standartnyh obrazcov: izdanie oficial’noe: ot 6 oktjabrja 2021 g. № 1074-st: pereizdan: data pereizdanija 2021–10 / razrabotan FGUP “UNIIM”. – Moskva: Standartinform, 2021. – 28 p. (In Russ).

[50] ГОСТ 17034-2021. Государственная система обеспечения единства измерений. Общие требования к компетентности производителей стандартных образцов: издание официальное: от 6 октября 2021 г. № 1074-ст: переиздан: дата переиздания 2021–10 / разработан ФГУП «УНИИМ». – Москва: Стандартинформ, 2021. – 28 c.

[51] Men’shikov V. V. Analiticheskaya dostovernost’ klinicheskoi laboratornoi informatsii i rol’ etalonov v ee obespechenii. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2012;12:52–61 (In Russ).

[52] Меньшиков В. В. Аналитическая достоверность клинической лабораторной информации и роль эталонов в ее обеспечении // Клиническая лабораторная диагностика. 2012. № 12. С. 52–61.

[53] Kovaleva N. G. Standartnye obraztsy: budut li peremeny? Kontrol’ kachestva produktsii. 2018;2:47–48 (In Russ).

[54] Ковалева Н. Г. Стандартные образцы: будут ли перемены? // Контроль качества продукции. 2018. № 2. С. 47–48.

[55] Bogacheva A. M., Ponomareva O. B., Kanaeva Y. V. Razrabotka obraztsov dlya MSI i standartnykh obraztsov dlya obespecheniya kachestva resul’tatov izmerenii pokazatelei sostava vozdushnykh sred. Standartnye obraztsy. 2018;14 (3–4):43–50. DOI: 10.20915/2077-1177-2018-14-3-4-43-50 (In Russ).

[56] Богачева А. М., Пономарева О. Б., Канаева Ю. В. Разработка образцов для МСИ и стандартных образцов для обеспечения качества результатов измерений показателей состава воздушных сред // Стандартные образцы. 2018. Т. 14. № 3–4. С. 43–50. DOI: 10.20915/2077-1177-2018-14-3-4-43-50.

[57] Gryazskikh N. Y., Ivanov A. V., Muravskaya N. P. Razrabotka referentnykh metodik izmerenii i gosudarstvennykh standartnykh obraztsov belkov v oblasti fiziko-khimicheskogo analiza krovi. IV Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya “Metrologiya fizico-khimicheskikh izmerenii”; sentyabr’: 17–19, 2019; Suzdal’. P. 20–22 (In Russ).

[58] Грязских Н. Ю., Иванов А. В., Муравская Н. П. Разработка референтных методик измерений и государственных стандартных образцов белков в области физико-химического анализа крови // IV Международная научно-техническая конференция «Метрология физико-химических измерений»; сентябрь: 17–19, 2019; Суздаль. С. 20–22.

[59] Malov A. M., Sibirjakov V. K., Glushkov R. K. Opyt razrabotri referentnyh materialov dlja sozdanija standartnyh obrazcov sostava mochi, soderzhashhej toksichnye metally. Klinicheskaja toksikjlogija. 2017; 18: 237–246 (In Russ).

[60] Малов А. М., Сибиряков В. К., Глушков Р. К. Опыт разработки референтных материалов для создания стандартных образцов состава мочи, содержащей токсичные металлы // Клиническая токсикология. 2017. Т. 18. C. 237–246.

[61] Atanov A. N. Standartnye obrazcy kak osnova metrologiskogo obespenija kontrolja bezopasnosti i kachestva produkcii. Kontrol’ kachestva produkcii (MOS). 2014;12: 15–17 (In Russ).

[62] Атанов А. Н. Стандартные образцы как основа метрологического обеспечения контроля безопасности и качества продукции // Контроль качества продукции (МОС). 2014. № 12. С. 15–17.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector