导图社区 一般毒性试验
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编辑于2024-05-18 17:55:16一般毒性作用
急性毒性作用
急性毒性
是指机体一次接触或24小时内多次接触大剂量化学物后在短期(最长到14天)内所发生的毒性效应,包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应。
急性染毒试验
一次接触:指瞬间或24小时内多次接触(不超过3次,间隔4~6h/次)
中毒效应的观察时间:一般定为2周,与化学物的毒性相关
实验目的
1.测试和求出化学毒物对一种或几种实验动物的致死剂量(以LD₅₀)以及其它的急性毒性参数,初步估计对人体产生损害的危险性,为毒理学机制研究提供线索
2.阐明化学物急性毒性的剂量--反应关系与中毒特征
3.利用急性毒性试验方法研究化合物在机体内的生物转运与生物转化过程及其动力学变化
4.为亚慢性、慢性毒性试验进行剂量和观察指标的选择提供参考依据
5.可用于研究急性中毒时抢救、治疗和预防措施
动物的选择
种属:最好用两种属的哺乳动物,包括啮齿和得啮齿类
年龄:健康成年大鼠(180-220)和(或)小鼠(18-22);须是未曾交配和受孕的动物
禁食:大鼠(16h左右),小鼠(4-6h),自由饮水;给予受试物后,大鼠继续禁食3--4h),小鼠继续禁食1--2h
检疫期:小鼠≥3天,大鼠≥5天,家兔和犬≥7天,实验用狗应先进行肠道寄生虫检查或直接进行驱虫治疗
饲养条件:有恒定的温度:22±3℃,相对湿度50--60%为宜,人工照明,每12h光暗交替。饮水不限。
染毒方法
经口染毒
灌胃
小鼠灌胃量:0.2-1ml 大鼠:1-4ml 豚鼠1-5ml
优缺点
优点:计量准确
缺点:工作量大,易伤及消化道或误入气管而造成动物死亡
喂饲
优缺点
优点:符合人类接触化学物的实际情况
缺点:因为外源化学物暴露在空气中,非一次进入消化道,干扰因素较多
吞咽胶囊
优点:适用于易挥发,易水解的化学物
经呼吸道
吸入接触
静式吸入
优点:设备简单,操作方便,消耗少,适用于小型动物
缺点:实验期间无氧气补充,容器中氧分压逐渐降低,CO2分压, 温度,湿度逐渐升高,影响毒作用。
动式吸入
优点:符合人类接触化学物的实际情况
缺点:设备复杂,受试物消耗量大,易污染工作环境
气管注入
经皮肤
斑贴法(家兔):12~24h
浸尾法(小鼠及大鼠):2~6h
注射途径
肌肉注射
皮内注射
腹腔注射
静脉注射
皮下注射
染毒剂量与分组
查阅资料
•了解化学毒物的理化特性,生产批号及纯度,杂质成分与含量等 •找出与受试化学毒物结构与理化性质近似的化学物的毒性资料,并以文献资料中 相同的动物种系和相同接触途径所测得的LD50(LC50)值作为受试化学物的预期毒性中值。
预实验 (改进寇氏法)
•以预期毒性中值作为待测化学物的中间剂量组,并以一定的组距在该剂量的上下各设1-2个剂量组 作为预试验剂量。组距相对要大,以便寻找出受试物的致死剂量范围,每组剂量相差4-5倍 •根据确定的剂量组进行染毒,动物数:2-3只/组 •根据预试验的死亡资料确定正式试验的组距(i)
正式试验
•以预试验的LD0或LD10为正式试验的低剂量组,以其对数值lgLD0+i、lgLD0+2i...依此类推, 直至最高剂量组,查各自 的反对数,即得各剂量组的数值(一般设5-7个剂量组即可) •每组动物数:小鼠不应少于10只,大鼠6-8只,家兔4-6只 •根据动物的死亡数求LD50
观察周期:一般观察14天,必要时延长到28天,特殊应急情况下至少观察7天 观察指标:中毒症状、体重、病理检查及其他指标、死亡和死亡时间
主要参数:LD₅₀、Zac、剂量--死亡曲线的概率单位直线的斜率
局限性:消耗的动物量大;获得的信息有限;测得的LD₅₀仅是一个近似值;需要继续进行深入的后续试验
急性毒性替代试验
固定剂量法、急性毒性分级法、上-下移动法、探针剂量法、积累剂量设计法、近似致死剂量法
局部毒性试验
眼刺激试验
受试物
•液体受试物一般不需稀释,可直接使用原液,染毒量为0.1mL •固体或颗粒状受试物,应将其研磨成细粉状,染毒量应为体积0.1mL或重量不大于100mg(染毒量应进行记录) •受试物证实对皮肤有腐蚀性或强刺激性时,可以不再进行眼刺激性试验
实验动物
健康成年家兔,3-4只
实验步骤
•采用自身对照,若非必要,滴入受试物后24h内不冲洗眼睛 •若受试物有刺激性,需另选用3只家兔进行冲洗效果实验
临床检查和评分
在滴入受试物后1、24、48、72h以及第4天和第7天对动物眼睛进行检查。如果72h未出现刺激反应,即可终止试验
皮肤刺激
受试物
可能对皮肤产生刺激作用的化学物
实验动物
•健康成年家兔,至少4只 •试验前24h,将家兔脊柱两侧毛剪掉,各约3×3cm²
实验步骤
•受试物约0.5mL(g)直接涂在皮肤上→二层纱布和一层玻璃纸覆盖→无刺激性胶布和绷带加以固定 •采用自身对照,采用封闭试验,敷用时间为4h
临床检查和评分
•于清除受试物后的1、24、48 和72h 观察涂抹部位皮肤反应 •观察时间的确定应足以观察到可逆或不可逆刺激作用的全过程,一般不超过14d
皮肤变态反应试验
实验动物
•常用豚鼠 •动物数:试验组至少20只,对照组至少10只
蓄积毒性
定义:毒物进入机体的速度>代谢转化的速度和排泄的速度→蓄积作用
形式
物质蓄积
化学分析方法能测的机体内或某些器官组织内存在该化合物的原型或其代谢产物
功能蓄积
又叫损伤蓄积,机体内虽不能检出化学毒物或代谢产物,然而机体可以出现慢性中毒现象
原因:•由于贮存体内的化学物或其代谢产物的数量极微,不能检出物质的蓄积 •是由于每次机体接触化学物之后所引起的损害积累所致
蓄积毒性试验
目的:是通过试验求出蓄积系数K,了解化学毒物蓄积毒性的强弱
蓄积系数法
K=ED₅₀(n)/ED₅₀(1)或K=LD₅₀(n)/LD₅₀ ED₅₀(n):多次染毒使半数动物出现效应(或死亡)的累积剂量 ED₅₀(1):一次染毒使半数动物出现相同效应(或死亡)的剂量
常用试验方法
固定剂量法:先测出1次染毒的LD₅₀(1),然后每天给予1/10(1/20)LD₅₀直到半数动物死亡为止,此时总剂量即为LD₅₀(n),计算结果
剂量固定的步骤评定
步骤
•实验分为5组,包括阴性对照组和1/20LD₅₀,1/10LD₅₀,1/5LD₅₀, 1/2LD₅₀ •每组动物数10只,雌雄各半 •每日染毒1次,连续20天,观察每总动物死亡数
评定标准
1.各剂量组均无死亡,即为蓄积性不明显 2.如仅1/2LD50剂量组有死亡,其他组均无死亡,则为弱蓄积性 3.如1/20LD50剂量组无死亡,其他各组间死亡数有剂量反应关系时,则为中等蓄积性 4.如1/20LD50剂量组有死亡,且有剂量反应关系,则为强蓄积性
剂量递增法:•实验开始时,按0.1LD₅₀×4 天,0.15LD₅₀×4天,0.22LD₅₀×4天,0.34LD₅₀×4天,依次类推,最长28天 •试验期间,当化学物引起动物累计死亡一半时间即可终止,计算K值
生物半减期法:一般来说t1/2较短的化学毒物达到蓄积极限所需的时间也短,t1/2长者达到蓄积极限的时间也长
短期、亚慢性和慢性毒性作用
亚慢性毒性
定义:是指实验动物或人连续接触较长时间、较大剂量的化学毒物所产生的中毒效应
时间
•工业毒理学要求连续接触为1-3个月 •环境毒理学与食品毒理学要求连续接触为3~6个月
剂量:上限一般小于LD₅₀
亚慢性毒性试验
实验目的
1、研究受试物亚慢性毒性剂量-反应(效应)关系,确定NOAEL和LOAEL,提出安全限量参考值 2、观察受试物亚慢性毒性效应谱、毒作用特点和毒作用靶器官 3、观测受试物亚慢性毒性作用的可逆性 4、为慢性毒性试验的剂量设计和观察指标选择提供依据 5、比较不同动物物种毒效应的差异,为受试物毒性机制研究和将研究结果外推到人提供依据
实验动物选择
物种、品系
1.选择对化学毒物代谢过程、生理、生化特征基本与人接近的 2.选择急性毒性试验证明的对受试物敏感的物种和品系 3.选择两个种属:一般啮齿类动物首选大鼠,非啮齿类动物首选犬(通常选用Beagle犬)
年龄
•大鼠不超过6周龄(体重50g~100g) •小鼠3周龄(体重15g左右) •犬通常选用4个月~6个月的幼犬,一般不超过9个月
每个性别动物体重差异 不应超过平均体重的±20%
性别:雌雄各半
动物数
小动物每组不应少于20只,大动物每组不应少于8只; 若计划实验中间尸检或试验结束做恢复期的观察,应增加动物数
饲养条件
•试验期间动物自由饮水和摄食,可按组分性别分笼群饲 •每笼动物数(一般大鼠不超过3只)应满足实验动物最低需要的空间, 以不影响动物自由活动和观察动物的体征为宜 •试验期间每组动物非试验因素死亡率应小于10% •濒死动物应尽可能进行血液生化指标检测、大体解剖以及病理组织学检查 •每组生物标本损失率应小于10%
观察期限
观察期限为90d,若设恢复期观察,动物应停止给予受试物后继续观察28d, 以观察受试物毒性的可逆性、持续性和迟发效应
染毒方法
1.径口染毒
灌胃法
每日同一时段灌胃1次(每周灌胃6d);灌胃体积一般不超过10mL/kg体重,如为水溶液时,最大灌胃体积大鼠可达20 mL/ kg体重,犬为15 mL/kg体重;如为油性液体,灌胃体积应不超过4mL/kg体重;各组灌胃体积一致。
喂饲法
将受试物与饲料(或饮水)充分混匀并保证该受试物配制的稳定性和均一性,以不影响动物摄食、营养平衡和饮水量为原 则,受试物掺人饲料比例一般小于质量分数5%,若超过5%时(最大不应超过10%),可调整对照组饲料营养素水平使其与 剂量组饲料营养素水平保持一致
吞咽胶囊
2.经呼吸道染毒的时间通常为每日2-6h,根据设计需要可缩短或延长 3.需要经常进行注射染毒长期毒性试验时,应注意无菌操作 4.进行亚慢性毒性试验时,最好结合进行毒代动力学血药浓度的监测
剂量选择和分组
一般至少应设3个剂量组和1个对照组
我相同物种的短期 毒性资料为依据
高剂量组
该化学物的1/20~1/5 LD₅₀作为最高染毒剂量,引起明显毒性或少量动物死亡(少于10%)
中间剂量组
相当于观察到有害作用最低剂量(LOAEL)
低剂量组
相当于亚慢性的阈剂量或NOAEL水平
对于人群主动摄入的食品和药品,可采用人体可能拟用的最高剂量
大鼠可用人临床拟用量的10、30、和100倍
非啮齿类可用5、15、50
保健食品:100倍;化学药品30倍;中药:50倍
观察指标
一般指标
•动物体重 •食物利用率=g体重/100g饲料 •中毒症状 •脏器系数=脏器重量g/体重100g •生化检验指标
特异性指标
可以反映受试物的中毒特征,有助于取得中毒机制的线索
病理学检查
•亚慢性毒性试验中最重要的检测指标之一 •从病理学角度寻找化学物与病例改变的剂量效应关系,为了解化学毒物的毒性效应及其机制提供依据
慢性毒性
定义:指实验动物或人长期反复接触低剂量外源化学物所产生的毒性效应
特点
•慢性毒性试验的试验期限,应依受试物的具体要求和实验动物的物种而定 •要求和实验动物的物种而定 如用大鼠试验期限可为1年,用狗则试验期限可1~2年 •慢性毒性试验应终生接触受试物 •如果慢性毒性试验与致癌试验结合进行,则实验动物染毒时间最好接近或等于动物的预期寿命
慢性毒性试验
实验目的
1.研究受试物慢性毒性的剂量一反应(效应)关系,确定LOAEL和NOAEL, 为对该受试物的危险性评价和制定安全限量提供依据 2.研究受试物的慢性毒性效应谱,确定慢性毒作用的靶器官 3.如果试验期限不是终生染毒,则还应观察受试物毒性损害的可逆性 4.为毒性机制研究和将毒性结果外推到人提供依据
实验动物选择
种属
啮齿类首选:大鼠 非啮齿类:犬
年龄
大鼠和小鼠应选初断奶者 犬月龄不超过9个月的幼犬
•大鼠:出生后6~8周,体重50~70g •小鼠:出生后3周,体重10~12g
性别
雌雄各半,未孕未产
动物数
•大小鼠:每组40~60只 •犬:每组8~10只
检疫
试验前动物在实验动物房至少应进行3~5天的环境适应和检疫观察
饲养条件
•试验期间动物自由饮水和摄食,可按组分性别笼群饲 •每笼动物数(一般大鼠不超过3只)应满足实验动物最低需要的空间,以不影响动物自由活动和观察动物的体征为宜 •试验期间每组动物非试验因素死亡率应小于10% •濒死动物应尽可能进行血液生化指标检测、大体解剖以及病理组织学检查 •每组生物标本损失率应小于10%
慢性毒性试验期限
•工业毒理学慢性试验动物染毒6个月或更长时间 •环境毒理学与食品毒理学则要求实验动物染毒1年以上或2年 •试验期限至少12个月。卫星组监测由受试物引起的任何毒性改变的可逆性、持续性或延迟性作用,停止给受试物后观察期限不少于28,不多于试验期限的1/3
染毒途径
•慢性毒性试验多为经口与经呼吸道接触染毒途径,经呼吸道接触, 每日接触时间,依试验要求而定 •工业毒物的试验通常每日吸入4~6小时 •环境污染物一般要求每日吸入8小时或更长
高剂量选择与剂量分组
原则: 有1~2个高剂量组能够出现明显的毒性效应,同时有1~2个低剂量组不出现明显的毒性效应,求出毒作用的剂量反应关系和最大无作用剂量
分组
一般设3个染毒剂量组和1个对照组
①以LOAEL为基准: 高剂量组:1/5~1/2 LOAEL 中剂量组:1/50~1/10 LOAEL 低剂量组:1/100 LOAEA
②以LD₅₀为基准: 高剂量组:1/10LD₅₀ 中剂量组:1/100LD₅₀ 低剂量组:1/1000LD₅₀
观察指标
•一般指标:体重、外观、行为、食物利用率 •实验室检查:常规生化检查(肝肾功,血常) •处死解剖检查:脏器湿重、脏器系数 •病理学检查:确定化学毒物对机体毒作用的靶器官、损害的性质和程度 •特异性指标
注意事项⚠️: •实验动物环境要求 •检测条件控制 •重视试验前和对照组的检测