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半数致死量(描述有毒物质或辐射的毒性的指标) 发布于:

半数致死量(median lethal dose, LD50) 表示在规定时间内,通过指定感染途径,使一定体重或年龄的某种动物半数死亡所需最小细菌数或毒素量。 在毒理学中,半数致死量,简称LD50(即Lethal Dose, 50%),是描述有毒物质或辐射的毒性的常用指标。按照医学主题词表(MeSH)的定义,LD50是指“能杀死一半试验总体之有害物质、有毒物质或游离辐射的剂量”。LD50数值越小表示外源化学物的毒性越强;反之LD50数值越大,则毒性越低 。这测试最先由J.W. Trevan于1927年发明。

半数致死浓度(LC50),即能使一群动物在接触外源化学物一定时间(一般固定为2~4小时)后并在一定观察期限内(一般为14小时)死亡50%所需的浓度。一般以mg/m³表示空气中的外源化学物浓度,以mg/L表示水中的外源化学物浓度 。

在测定某种毒物的半致死浓度(semilethal concentration,LC50)时,经常用到四个指标,分别是24小时半数致死浓度24h LC50;48小时半数致死浓度48h LC50;72小时半数致死浓度72h LC50;96小时半数致死浓度96h LC50。

在环境毒理学中,还常用半数耐受限量(mediantolerancelimit,TLm),也称半数存活浓度来表示一种环境污染物对某种水生生物的急性毒性。TLm是指在一定时间内一群水生生物中50%个体能够耐受的某种环境污染物在水种的浓度,单位mg/L 。

乙醇对年轻和年老大鼠的口服LD50分别为10.6 g/kg和7.06 g/kg。

烟碱(尼古丁)对大鼠的口服LD50为50 mg/kg。

LD50的表达方式通常为有毒物质的质量和试验生物体重之比,例如"毫克/千克体重"。虽然毒性不一定和体重成正比,但这种表达方式仍有助比较不同物质的相对毒性,以及估计同一物质在不同大小动物之间的毒性剂量。

应用半数致死这量度方法有助减少量度极端情况所带来的问题,以及减少所需试验次数;然而这亦代表LD50并非对所有试验生物的致死量:有些可能死於远低於LD50的剂量,有些却能在远高於LD50的剂量下生存。在特殊需要下,研究人员亦可能会量度LD1或LD99等指标(即杀死1%或99%试验总体之剂量)。

物质的毒性往往受给予方式影响。一般而言,口服毒性会低於静脉注射的毒性。故此在表达LD50时经常会附带给予方式,例如“LD50 i.v.”表示静脉注射下的LD50。

和LD50相关的两种指标,LD50/30和LD50/60,是分别指在没有治疗的情况下,导致受试总体在30天或60天後半数死亡的剂量。这些指标通常用於描述辐射毒性。

另一种毒性指标,LCt50,包含了浓度(C)和暴露时间(t)的描述,通常以"毫克·分钟/立方米"作描述,类似的ICt50则是使半数人员失能的剂量。这两种指标通常作描述化学武器,其毒性亦受呼吸速度和衣着影响。Ct这概念最先由弗里茨·哈伯提出,假设在100 mg/m3下暴露1分钟和10 mg/m3下暴露10分钟是相等的。然而这定律对於一些可以被身体快速分解的物质如氰化氢便不适用;在这种情况下,需要一定的暴露时间才可确定致死量。在环境研究中,LCt亦可用於描述水中的有毒物质。

对於病原体,亦有一种类似的半数感染量(ID50)的概念,是指在某一给予途径下足以令半数受试群体感染的病原体数量,例如口服1200个病原体/人。因为病原体数量难以量度,感染量亦会以对不同动物的LD50表达。对於生物武器的感染量,亦可以ICt50表达。

例子

乙醇对年轻和年老大鼠的口服LD50分别为10.6 g/kg和7.06 g/kg。

菸碱(尼古丁)对大鼠的口服LD50为50 mg/kg。

动物权利组织一直批评以动物进行LD50测试,特别是一些物质可能令动物在长时间痛苦下死去。一些国家如英国已开始禁止口服LD50测试,而经济合作与发展组织(OECD)亦在2001年废除对口服毒性测试的要求。

Reed-Muench法

生物受到病毒感染后,体内产生特异性中和抗体,并与相应的病毒粒子呈现特异性结合,因而阻止病毒对敏感细胞的吸附,或抑制其侵入,使病毒失去感染能力。中和试验(Neutralization Test)是以测定病毒的感染力为基础,以比较病毒受免疫血清中和后的残存感染力为依据,来判定免疫血清中和病毒的能力。

中和试验常用的有两种方法:一种是固定病毒量与等量系列倍比稀释的血清混合,另一种是固定血清用量与等量系列对数稀释(即十倍递次稀释)的病毒混合;然后把血清-病毒混合物置适当的条件下感作一定时间后,接种于敏感细胞、鸡胚或动物,测定血清阻止病毒感染宿主的能力及其效价。如果接种血清病毒混合物的宿主与对照(指仅接种病毒的宿主)一样地出现病变或死亡,说明血清中没有相应的中和抗体。中和反应不仅能定性而且能定量,故中和试验可应用于:

病毒株的种型鉴定:中和试验具有较高的特异性,利用同一病毒的不同型的毒株或不同型标准血清,即可测知相应血清或病毒的型,所以,中和试验不但可以定属而且可以定型。

测定血清抗体效价:中和抗体出现于病毒感染的较早期,在体内的维持时间较长。动物体内中和抗体水平的高低,可显示动物抵抗病毒的能力。

分析病毒的抗原性。

毒素和抗毒素亦可进行中和试验,其方法与病毒中和试验基本相同。

用组织细胞进行中和试验,有常量法和微量法两种,因微量法简便,结果易于判定,适于作大批量试验,所以得到了广泛的应用。

-稀释病毒法(病毒中和试验)

病毒毒价的测定 毒价单位:衡量病毒毒价(毒力)的单位过去多用最小致死量(MLD),即经规定的途径,以不同的剂量接种试验动物,在一定时间内能致全组试验动物死亡的最小剂量。但由于剂量的递增与死亡率递增不呈线性关系,在越接近100%死亡时,对剂量的递增越不敏感。而一般在死亡率越接近50%时,对剂量的变化越敏感,故现多改用半数致死量(LD50)作为毒价测定单位,即经规定的途径,以不同的剂量接种试验动物,在一定时间内能致半数试验动物死亡的剂量。用鸡胚测定时,毒价单位为鸡胚半数致死量(ELD50)或鸡胚半数感染量(EID50)。用细胞培养测定时,用组织细胞半数感染量(TCID50)。在测定疫苗的免疫性能时,则用半数免疫量(IMD50)或半数保护量(PD50)。

稀释血清法(血清中和试验)

病毒毒价的测定(微量法)

(1) 病毒的制备 将病毒接种于单层细胞,37℃吸附1h后加入维持液,置温箱培养;逐日观察,待细胞病变(CPE)达75%以上,收获病毒悬液冻融或超声波处理,以3 000r/min离心10min,取上清液,定量分装成1ml小瓶置-70℃保存备用,选用的病毒必须是对细胞有较稳定的致病力。

(2) 病毒毒价测定 取置-70℃冰箱保存的病毒一瓶,将病毒在96孔培养板上作10倍递进稀释即10,10,10……,每孔病毒悬液量为50μl,每个稀释度作8孔,每孔加入100细胞悬液,每块板的最后一行设8孔细胞对照,制备细胞悬液的浓度以使细胞在24h内长满单层为度。把培养板置5%CO2温箱37℃培养,从48-14h逐日观察细胞病变,记录结果。


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