Análise Toxicológica Sistemática (ATS)


A triagem toxicológica é uma das atividades fundamentais de qualquer laboratório de toxicologia clínica e forense. Uma das formas mais racionais para realização de triagens que compreendam um grande número de substâncias é a análise toxicológica sistemática. A investigação toxicológica daqueles casos que apresentam evidências sobre o analito a ser pesquisado, procede-se à marcha analítica direcionada para o analito em questão. Se, entretanto, como acontece na maioria das vezes, a pesquisa for relacionada a um agente tóxico desconhecido, preconiza-se que se proceda à ATS (análise toxicológica sistemática).

A ATS (Análise Toxicológica Sistemática) pode ser definida como a busca químico-analítica em diferentes matrizes (sangue, plasma, tecidos) por substâncias potencialmente tóxicas, cuja presença é incerta e sua identidade é desconhecida. O objetivo final da ATS é a exclusão de todas as substâncias potencialmente contidas na amostra, com exceção das efetivamente presentes. Ou seja, a identificação positiva ocorre quando os dados analíticos são compatíveis com uma determinada substância e incompatíveis com todas as demais substâncias possivelmente presentes na amostra, tais como metabólitos, compostos endógenos e demais interferentes. 

A ATS possui três fases, a saber: preparação da amostra, isolamento, concentração, detecção e diferenciação dos analitos e, por fim, identificação.

A aplicabilidade da ATS é limitada pela dificuldade associada ao tratamento dos dados obtidos e à busca simultânea em diversas bases de dados. Um  grande  número  de  técnicas  analíticas  se  encontra  hoje  disponível  para a realização da ATS,  como  a  cromatografia  gasosa  (CG),  cromatografia  em  camada delgada  (CCD),  cromatografia  líquida  de  alta  eficiência  (CLAE)  e  uma  grande variedade  de  imunoensaios  que  podem  ser  associados  a  detectores  altamente seletivos como espectrômetros de massas  (EM) ou detectores de arranjo de diodos (DAD).

A análise de drogas e seu metabólitos em fluidos biológicos, particularmente plasma, soro ou sangue total, necessita de uma boa técnica extrativa para prover um extrato  limpo e que contenha o(s) analito(s) de  interesse, visto que estes  fluidos,  contêm  numerosos  compostos  endógenos  freqüentemente  presentes em  concentrações  consideravelmente maiores  que  as  do(s)  analito(s)  de  interesse. Estes podem também se encontrar em baixas concentrações devido à ligação a proteínas plasmáticas, diminuindo a quantidade de analito livre a ser medido.

LINDEN, RAFAEL et.al. Identificação de substâncias em análise toxicológica sistemática utilizando um sistema informatizado para cálculo de parâmetros cromatográficos e busca em bases de dados. Quim. Nova, Vol. 30, No. 2, 468-475, 2007

WÜNSCH DONINI, MARCO AURÉLIO. Utilização da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência associada a detectores de arranjo de diodos na análise toxicológica sistemática de sangue total de cadáveres: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TOXICOLOGIA FORENSE.NOVO HAMBURGO, JULHO DE 2009

Análises forenses equipamentos da atualidade

Análises químicas elucidam crimes
Uma das salas mais vigiadas por sistemas de segurança do planeta é o laboratório de química forense do escritório central do Federal Bureau of Investigation (FBI), Polícia Federal dos EUA, um prédio camuflado entre bosques e vigiado por câmeras e sensores de presença, no estado norte-americano da Virgínia. Nesta sala estão protegidos vinte aparelhos de cromatografia líquida com espectrômetro de massa acoplado (LC-MS) que somam aproximadamente entre R$ 15 milhões e R$ 20 milhões. A partir desta informação observamos o quanto à técnica de cromatografia líquida é importante para as análises forenses “A cromatografia líquida com espectrometria de massa é atualmente a tecnologia de maior eficiência na química aplicada à criminalística”, assinala o especialista José Luiz da Costa, com pós-doutorado em Química Forense pela Universidade de São Paulo. Ele já esteve a serviço da perícia criminal de alta tecnologia tanto da polícia paulista como da Polícia Federal brasileira e conhece os laboratórios do FBI. No Brasil existem equipamentos semelhantes em São Paulo e Porto Alegre.
Segundo Costa, o LC-MS permite detectar uma variedade de substâncias ilegais no combate ao crime organizado. Como explicou, o espectrômetro informa o peso molecular, mas não separa nem caracteriza as substâncias. O resultado final de um ensaio em química forense fica muito mais interessante se você apontar a quantidade de cada composição devidamente separada. Neste caso, emprega-se a cromatografia líquida como forma de identificar e caracterizar cada material, que em diversas ocasiões apresenta matrizes complexas. 
Selecionados os grupos de vestígios, apresentados em suas dezenas de partículas diferenciadas, o material está pronto para ser qualificado quanto ao seu peso molecular no espectrômetro de massa acoplado. Conforme Costa, a cromatografia gasosa acoplada ao MS ainda é muito empregada, mas por degradar algumas famílias de substâncias, como drogas de abuso sintéticas, pode comprometer o resultado de uma análise. Costa citou o exemplo prático de uma perícia realizada por ele para a polícia judiciária de São Paulo.
Neste caso, ele procurava as provas para incriminar traficantes de DOB, um alucinógeno sintético conhecido como cápsula do medo, pois seu efeito deletério conduz o usuário a uma sequência de crises de pânico. Pode ser acondicionado em apenas um miligrama em cápsulas muito pequenas. Na cromatografia gasosa, este não apareceria, e não haveria como confirmar a distribuição isotrópica do mesmo para produzir a prova criminal, diferentemente da cocaína e do ecstasy, que apesar de degradáveis, quase sempre são encontrados em grandes volumes. Como explicou Costa, o DOB incorpora na sua composição o bromo, elemento químico encontrado na tabela periódica com peso molecular variável entre 79 e 81. No caso da perícia realizada pelo especialista foi possível detectar oscilações entre 70 e 74 até 80 de peso molecular.
O próximo passo foi produzir a fragmentação. Depois os químicos forenses isolaram cada substância e conseguiram encontrar mais de dez massas diferentes do elemento químico. Contudo, nesta amostragem não houve separação, mas infusão direta da substância diluída em metanol por meio de uma seringa. Uma partícula do bromo se fragmentou em partícula pericialmente aceitável e permitiu a produção do laudo criminal.
Na Universidade de Campinas, técnica semelhante é empregada na identificação de perfumes e uísques falsificados. Neste aspecto, o LC-MS se constitui numa balança físico-química bastante confiável.
Incorporação de tecnologias
 O II Seminário Internacional de Química Analítica ministrada pelo coordenador do programa de ciências forenses da Florida International University, o doutor em Química, José Almirall. Detalhou as mais diversas técnicas à disposição da química pericial. Mas em resumo afirmou que; a química forense é a aplicação da química na investigação de crimes. Almirall conhece bem o Brasil e salientou que no país vários casos de homicídios, suicídios e suas respectivas tentativas (casos em que a morte não é alcançada) são registrados mensalmente nas Delegacias Policiais. Os materiais suspeitos de envolvimento com a prática criminosa são encaminhados aos institutos de criminalística, os quais estão se aparelhando cada vez mais.  A química forense está dividida por tipologias. As principais são as investigações de acidentes de trânsito, incêndios e disparos com armas de fogo. O objetivo sempre é o de apontar a existência de dolo, negligência ou imperícia.
Conforme o pesquisador, a química analítica forense estuda pinturas e escombros de incêndios para identificar se os sinistros ocorreram acidentalmente ou foram premeditados. As técnicas perseguem ainda rastros de resíduos de disparos. Evidências são encontradas em doadores e receptores.
No agrupamento dos vestígios por características similares de qualquer tipo surgem as evidências capazes de apontar quem esteve na cena do crime e quais materiais foram empregados pelos autores do fato. Em automóveis, os diferentes fabricantes usam as mais variadas formulações de polímeros nas pinturas, das camadas inferiores de proteção até o revestimento de cobertura com finalidade estética. São dezenas de marcas e composições ofertadas no mercado. Se houve retoque para maquiar alguma prova é possível identificar pelas diferenças encontradas entre os polímeros dos materiais de fábrica e os de repintura.
Os vidros se originam de composições também diferenciadas e sem individualizar a origem desses materiais não é possível apontar as qualidades raras. Nem uma fibra de lã. De acordo com Almirall, os passos para as análises de vestígios se relacionam com o isolamento do corpo-de-prova, sua identificação, comparação, interpretação, valores qualitativos e quantitativos.
Os métodos manuais são os adesivos, a lavagem, a raspagem, identificação de fibras têxteis, telas, cordas e rupturas de estruturas das mais diversas. Por processos de análise sofisticados como a estereomicroscopia, identificam-se fibras e cor, substâncias naturais como plantas e argilas, ou sintéticas, poliéster, náilon.
No entanto, é sempre importante apontar qual substância esteve diretamente relacionada com o crime. Por exemplo, um incêndio foi provocado por gasolina, mas o local era uma fábrica de móveis. No ambiente havia tintas, vernizes, solventes, tíneres, lacas, plásticos. Com a química forense é possível apontar exatamente qual formulação produziu a ignição inicial e quais queimaram como consequência do ato criminoso. Muitas vezes ao recolher amostras pode ocorrer a destruição de provas. Logo nas inspeções iniciais para coleta de amostras no local da ocorrência é preciso cuidado e rapidez, pois as evidências são altamente voláteis.  Outra técnica utilizada é a espectrometria de raio X, a qual mede o peso das partículas emitidas. É considerada interessante em química forense por não destruir corpos-de-prova, o que acontece na absorção atômica, nas técnicas com uso de plasma e emissão ótica.
A outra técnica modernamente empregada é o laser por ablação acoplado ao ICP-MS, espectrômetro de massa que analisa componentes de amostras ionizadas, usado na investigação de vidros.
 Com o avanço nos métodos de análise fica mais  fácil aprimorar a perícia criminal no combate ao crime organizado, o tráfico de entorpecentes, crimes ambientais e os atentados contra a pessoa.

Referências: 
Castro , F.C. Análises químicas elucidam crimes. Revista Química e Derivados Edição nº477 Setembro. 2008. Disponível em: www.quimica.com.br/revista/qd477/atualidades/atualidades01.html






Videos sobre Análises Forenses

Este video mostra a estrutura, equipamentos e como são feitas analises em diversas matrizes biológicas no Instituto nacional de Toxicologia y Ciencias Forenses, que está localizado na Espanha e é um dos melhores da Europa.






Este video foi produzido pela UNISANTOS e além de explicar sobre as analises forenses, demostra como pode ser feita a análises de larvas encontradas em um cadaver a fim de verificar a exposição a  cocaína.




Este documentario mostra um pouco do trabalho dos peritos criminais em Minas Gerais, tanto no sentido de identicar o criminoso como de obter informações sobre a morte da vítima.



ANÁLISES FORENSES
        Toxicologia Forense estende-se a qualquer aplicação da ciência dos toxicantes cujo objetivo seja a elucidação de uma investigação criminal. O adjetivo forense implica que, quando praticada para esse fim, Toxicologia  tem proposições legais como base.

       De acordo com as diretrizes exaradas pela Sociedade de toxicologia Forense – SOFT (Society of Forensic Toxicologists) e a Academia Americana de Ciências Forenses – AAFS (American Academy of Forensic Sciences) podem se considerado integrantes de caráter  “forense” da toxicologia:

*   Investigação médico-legal (análises post-mortem e investigação criminal);
*      Análise de mudança de desempenho pelo uso de substâncias que alteram o estado de consciência (aqui se inclui o controle de dopagem), como, por exemplo, verificação de alcoolemia e outras análises que requeiram avaliação clínica;
*      Testagem “forense” de drogas na urina (relacionada com a investigação do uso de substâncias que alteram o desempenho, inclusive no ambiente de trabalho);
*      Caracterização de crime ambiental.

      As análises toxicológicas desempenham importante papel quando se pretende estabelecer um nexo causal entre um determinado evento e o efeito, no caso o efeito tóxico, a ele associado. Configuram-se como fator imprescindível no estabelicimento de um aspecto (finalidade de análise). Evidencia-se assim a importância de reconhecer as aspectos analíticos inequívocos, que envolvem essas análises.

      Um resultado analítico, para ser inequívoco, precisa ser gerado em nível de excelência e, para tanto, os preceitos da Garantia da Qualidade Analítica devem ser observados. Envolvem os procedimentos e processos administrativos e técnicos que controlam a qualidade dos resultados provenientes dos ensaios realizados no laboratório e que tornam possível decidir sobre a confiabilidade desses resultados.

      Especificamente para laboratórios que realizam análises toxicológicas com finalidade forense em materiais biológicos de indivíduos vivos ou matrizes post- mortem , a SOFT/AAFS publicou diretrizes expressando que, na busca do reconhecimento formal da competência dos laboratórios e na realização de ensaios utilizados em Toxicologia Forense , é importante que sejam observados todos os preceitos de qualidade, inclusive a realização de ”Ensaios de Proficiência”por comparações interlaboratoriais e a implementação de diretrizes, em conformidade com as modernas práticas e exigências preconizadas por normas de consenso internacional.

      Esses sistemas de qualidade enfatizam a importância da capacitação do analista; da adequação dos equipamentos e condições laboratoriais; de planos de trabalho definidos e bem elaborados; de cuidados na documentação dos procedimentos e dos dados obtidos; de auditorias internas e externas e de validação da metodologia utilizada. Ao enfocarem mais especificamente os sistemas utilizados em laboratórios que realizam análises toxicológicas com finalidade forense, os procedimentos que consubstanciam a chamada “cadeia de custódia” também constituem aspectos relevantes no estabelecimento da política de qualidade do laboratório.

      O termo cadeia de custódia refere-se à documentação que o laboratório preenche com o propósito de rastrear todas as operações realizadas com cada amostra desde sua coleta até a completa destruição do material. Os documentos da cadeia de custódia deve possibilitar que seja documentada cada fase do recebimento, aliquotagem, preparação, testes realizados até o processo de disposição final, quer seja estocagem ou o descarte. Deve conter informações sobre:

*      Quem manuseou a amostra ou alíquota?
*      Quando tal manuseio ocorreu?
*      Onde a amostra ou alíquota foi obtida?
*      Para onde a amostra ou alíquota retornou/
*      Por que a amostra ou alíquota foi manuseada?
      As anotações devem ser feitas concomitantemente a cada ato do manuseio e cada ato deve corresponder a assinatura completa de quem o realizou.
      Há dois tipos de cadeias de custódia:

*      Cadeia de custódia externa – do local da coleta até chegar ao laboratório. Esse formulário documenta a transferência da amostra original desde a apreensão ou coleta, durante todo o transporte, que pode até ser estafeta ou correio até o laboratório.
*      Cadeia de custódia interna – refere-se à amostra ou a alíquotas. Geralmente refere-se à bateria de amostras e, via de regra, deve incluir dados de transferência, armazenamento e descarte.
      Qualquer que seja a natureza da amostra a abordagem analítica deve considerar:
*      Casos com histórico: análises direcionadas
*      Casos sem histórico (general unknowm): análise toxicológica sistemática
      A investigação toxicológicas daqueles casos que apresentam evidências  sobre o analito a ser pesquisado, ou histórico de uso, segue diretamente pesquisa dirigida no sentido de se confirmar a suspeita. Por outro lado, quando não há nenhuma indicação sobre a substância a ser pesquisada, o que ocorre na maioria dos casos de exames em material biológico, inicia-se a marcha analítica pelos chamados métodos de triagem. Os métodos de triagem possibilitam a exclusão de grupos, indicação da presença de substância a ser confirmada. Os resultados de triagem ou histórico das circunstâncias do evento orientam  os métodos dirigidos. Tanto as análises  direcionadas como aquelas integrantes de uma determinada marcha sistemática devem contemplar os chamados “testes de triagem ou presuntivos” e os “testes confirmatórios”, sem que o resultado toxicológico com finalidade forense não pode ser considerado.       
                                        
      Atualmente a TIAFT ( The International Association of Forensic Toxicology) preconiza que as análises que compõem o processo de triagem sigam a chamada “análise toxicológica sistemática”, que é a busca químico- analítica lógica por uma substância de interesse toxicológico cuja presença não  é suspeitada e cuja identidade é desconhecida.

ANÁLISES EM FLUIDOS BIOLÓGICOS    
Ciscunstâncias de solicitação de exame toxicológico forense: In Vivo e em amostras biológicas  post- mortem
      A investigação toxicológica é comum nos casos de morte violenta que pode se dar por acidentes, homicídios ou suicídios ou ainda em se tratando de averiguação de intoxicação exógena que contribua para o diagnostico na Clínica Médica, integrante da estruturas dos Institutos Médicos Legais.

      A realização de análises toxicológicas em fluidos biológicos com finalidade forense ‘;e realizada, oficialmente no Brasil, em laboratórios pertencentes á Secretaria de Segurança  Pública, estaduais e , em vários casos, como acontece no estado de São Paulo, nos Institutos Médicos-Legais.

Escolha, Coleta, Transporte e Armazenamento de  Amostra Biológica para Fins Forenses

      A escolha da amostra (matriz biológica) deve ser orientada pelo histórico do caso, que, na maioria das vezes não acompanha o material. Os conhecimentos acerca da toxicocinética – absorção, distribuição, biotransformação, armazenamento e excreção da substância e os relativos a toxicodinâmica – macanismo de ação , se houver histórico são fundamentais para que se alcance o êxito analítico. Outro fator importante a se considerar é o tipo de intoxicação que se foca, aguda ou crônica. Orienta também a escolha da amostra o conhecimento do fenômeno que se pretende averiguar, se exposição passada ou prefressa.
      Os fluidos biológicos mais comumente utilizados em análises de indivíduos vivos são sangue e urina. Tanto melhor uma amostra quanto menos invasivo for considerada. No caso das análises post - mortem  em que haja histórico da intoxicação, orienta-se a coleta de acordo com o conhecimento da disposição da substância no organismo. Naqueles casos sem históricos, o que é mais comum, opta-se por uma coleção de amostras que possibilitem o achado de praticamente 100% dos xenobióticos envolvidos em intoxicação aguda.

      No caso de cadáveres queimados, exumados ou putrefatos, amostras não-usuais devem ser coletadas para análise. Neste caso, músculo esquelético, medula óssea, cabelo e humor vítreo são de eleição. No caso de queimados, o sangue pode ser uma amostra difícil e o humor vítreo sempre permanece, além de ser muito útil para a detecção de drogas voláteis. O cabelo tem sido utilizado nestes casos.


Quadro: Coleta de materiais biológicos para análises toxicológicas

NORMAS DE COLETA
CERÉBRO
100 g
FÍGADO
100 g
SANGUE
25 g coração
10 g periférico
HUMOR VÍTREO
Toda quantidade disponível
BILE
Toda quantidade disponível
URINA
Toda quantidade disponível
CONTEÚDO GÁSTRICO
Toda quantidade disponível





MÉTODOS DE ANÁLISES (TRIAGEM, IDENTIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO)

      Orfila foi o primeiro toxicologista a usar a análise toxicológica sistemática como prova legal de envenenamento ao provar apresença de arsênio em material proveniente de autópsia. Os princípios de Orfila continham toda a sistemática para a identificação de agentes químicos em material de autópsia, por meio de provas de identificação, como prova legal de envenenamento: objetivo definido, princípios teóricos para especificar as leis gerais que regem o comportamento do objeto, a relação com as teorias de campos conexos (química analítica, bioquímica e a fisiologia) e exemplos concretos da aplicação na teoria.  


      A análise toxicológica sistemática consta das seguintes etapas:

*      Etapa 1: isolamento e concentração .
Preparação da amostra – hidrólise e remoção dos interferentes.
Extração líquido-líquido.
Extração em fase sólida.
*      Etapa 2: diferenciação –detecção
Imunoensaios.
Cromatografia (CCD,CG, CLAE) com detecção por DIC (ionização em chamas), DNP(nitrogênio e fósforo),UV, EM etc.
*      Etapa 3: identificação
Comparação com bases de dados.
         A interpretação dos achados laboratoriais quer em situações in vivo ou o estabelecimento da causa mortis é a integração dos conhecimentos sobre toxicocinética do agente e toxicodinâmica e achados necroscópicos que evidenciem ser o toxicante o responsável pelo efeito letal.


REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

*      MOREAU, Regina Lúcia de Moraes; SIQUEIRA, Maria Elisa Pereira Bastos de.TOXICOLOGIA ANALÍTICA. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 318 p. (Ciências farmacêuticas).