鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验
遗传毒性试验-动物中心
致突变试验:根据受试物的化学结构、理化性质及对遗传物质作用终点(基因突变和染色体畸变)的不同。
要求新药必须做下列三项试验。
(1)微生物回复突变试验菌株:组氨酸缺陷型鼠伤寒沙门氏菌(Styphimurium)四株(TA97、TA98、TA100、TA102),亦可采用大肠杆菌(E.Coli)WP2若干株(大肠杆菌试验)。
剂量:决定受试物最高剂量的标准是细菌毒性和溶解度。
一般最大剂量可达5mg/皿。
受试物至少应有五种不同剂量否则应说明选定剂量的理由。
代谢活化:应用诱导剂处理后的哺乳动物肝脏微粒体酶(S9)进行体外代谢活化试验,即在加S9混合物和不加S9混合物平行的条件下测试。
对照组:用溶媒作阴性对照,用已知突变原作阳性对照。
结果判定:受试物的回复突变菌落数的增加与剂量相关并有统计学意义,或至少某一测试点呈现可重复的并有统计学意义的阳性反应时记为阳性。
(2)哺乳动物培养细胞染色体畸变试验细胞:哺乳动物原代或传代培养细胞。
剂量:至少应用三种不同剂量,高剂量以50%细胞生长抑制浓度为基准,否则应说明选定剂量的理由。
标本制作时间:药物与细胞接触后应有适当时间最好包括整个细胞周期,通常在药物处理后24和48小时制作染色体标本。
代谢活化:应用适当的代谢活化法。
对照组:用溶媒作阴性对照,已知突变原作阳性对照。
镜检:每种浓度至少观察100个中期分裂相细胞的染色体结构的异常及多倍体的出现率。
结果判定:受试物诱发的染色体畸变的出现率较阴性对照有统计学意义的增加,并有剂量反应关系时记为阳性,同时标明异常细胞出现的频度和种类。
(3)体内试验一般选用微核试验,但作用于生殖系统的药物进行显性致死试验等。
a.啮齿类动物微核试验动物:一般用小鼠,每组10只性成熟动物(雌雄各半)或至少6只性成熟雄性动物。
给药剂量及途径:至少采用三种剂量,最高剂量从1/2LD50为基准,腹腔和/或口服一次给药,必要时可连续给药。
否则应说明选定剂量的理由。
Ames试验
• 突变型菌株的某些特征有可能会在贮存过程中丢失或变异,所以 在Ames试验前必须对所有菌株进行基因型鉴定、自发回变数鉴 定及对鉴别性致突变物的反应鉴定。鉴定合格后才能用于试验, 否则应重新挑选菌种。
• Ames试验的方法分为点试验法、平板掺入法及预培养平板掺入
法。
B
8
应用
• 例如:用Ames试验检测食品添加剂、化妆品等的致突变性,由此推测其致癌
B
5
Ames试验原理
B
S9是什么
6
• 因为许多外源化学物是间接诱变剂,需经过代谢活化转变为亲电
子的终致突变物才能与DNA反应,引起突变。鼠伤寒沙门氏菌缺
乏哺乳动物的代谢酶,微量检测直接及间接诱变剂,在进行
Ames试验时,应分别进行不加及加代谢活化系统的检测。而在
生物体内参与代谢活化的主要酶系是混合功能氧化酶系,所以,
• 为使受试物在体外测试中受到同活体类似
的代谢活化作用,在试验中采用将哺乳动
物的肝细胞微粒体(微粒体酶)及受氢系
统一并加入培养基中,进一步提高实验方
法的灵敏度。
B
4
• 标准试验菌株(配套菌株):有四种 • TA98 、TA97:检测移码突变 • TA100:检测碱基置换突变 • TA102:对醛、过氧化物及DNA交联剂较敏感 • 只要在一种试验菌株得到阳性结果,即认为受试物是致突变物。 • 只有在四种试验菌株得到阴性结果,才认为受试物是非致突变物。
• 该法适用于测试混合物,反映多种污染物的综合效应。是应用最
广泛的检测基因突变的体外试验。
B
3
实验原理
• 鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)的组氨酸营养缺陷型(his-)菌 株,在含微量组氨酸的培养基中,除极少数自发回复突变的细胞外,一般只 能分裂几次,形成在显微镜下才能见到的微菌落。受诱变剂作用后,大量细 胞发生回复突变成野生型微生物,自行合成组氨酸,发育成肉眼可见的菌落。 据此来检定受试物是否具有致突变作用。
微生物免疫学:第三节、突变株的类型及实际应用
3.可诱发性: 诱变:人为理化因素的处理
4.独立性 5.可遗传性
6.可塑性
野生型 wild type:是指存在于自然界中没有经过基因突 变 具有正常生化代谢功能的遗传类型
突变株 mutant:突变后性状改变的菌株
回复突变:突变后又一次突变,获得野生型表型 回复突变株:抑制突变
➢正突变(forward mutation):显性基因A隐性基因a; ➢反突变(reverse mutation):隐性基因a显性基因A
第三节、突变株的类型及实际应用
产突变株
2.抗性突变株 抗噬菌体突变株和抗药突变株
3.条件致死性突变株 在许可条件下,突变株表达出野生菌的表型; 而在限制条件下致死。
4. 营养缺陷突变株
微生物突变后失去对某种生长因素的合成能力,必 须依靠外界供应才能生长。
原养型菌株:
Ames实验(鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验 ):一系 列的鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型进行的试验 新药等是否有诱变作用。
暗修复
(三) 重组修复
DNA在复制情况下进行的修复作用。 DNA聚合 酶跳过胸腺嘧啶二聚体损伤部位,沿着下面DNA的 模板,留下一个缺口,继续合成。缺口由RecA蛋白 调控的通过与母链DNA螺旋发生重组来填补。母链 DNA在二聚体的对面应当含有完整的序列。尽管重 组并不能修复损伤,它确创造了两个新的DNA分子, 通过切补修复完成了修复的功能。
这些菌株(1)确定的组氨酸营养缺陷;(2)对化合 物高度渗透;(3)修复功能突变。
实验菌无组氨酸培养基上不能生长,药物作用后, 回复突变后可生长。回复突变率过高的,认为有诱变 作用
Ames试验应用
➢ 检测食品添加剂、化妆品等的致突变性,推测致 癌性;
471472细菌回复突变试验
471 472 细菌回复突变试验(Bacterial Reverse Mutation Test)1受试物必备受试物的化学鉴定纯度(杂质)溶解特性pH(必要时)稳定性(包括受试物在赋形剂中的稳定性)熔点/沸点2 试验目的2.1目的和意义细菌回复突变试验利用鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌需要某种氨基酸的菌株来检测点突变,涉及DNA的一个或几个碱基对的置换,插入或缺失。
此试验的原理是检测试验菌株已存在突变的回复,细菌恢复合成必需氨基酸的能力。
通过在缺乏受试菌株所需氨基酸的培养基上的生长来检测回复突变的细菌。
点突变是很多人类遗传病的原因,有很多证据表明在人类和试验动物肿瘤形成涉及体细胞癌基因和肿瘤抑制基因的点突变。
细菌回复突变试验是快速的、费用较低和较易进行的试验。
试验菌株具有一些使其对检测突变更为敏感的特征,如回复突变部位的反应性DNA 序列,增强细菌对大分子的通透性,DNA修复系统缺失或DNA易误修复过程增强。
试验菌株的特异性可为诱发突变的种类提供某些有用的信息。
2.2定义回复突变试验(reverse mutation test):利用鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌检测需要某种氨基酸的菌株(分别为组氨酸或色氨酸)成为不需要外源性供应氨基酸的菌株的突变。
碱基置换型致突变物(base pair substitution mutagens):引起DNA中碱基改变的因子。
在回复突变试验此改变可能发生在细菌基因组的原突变部位或另一个部位。
移码型致突变物(frameshift mutagens):引起DNA中一个或多个碱基对增加或缺失,故改变RNA的读码框。
3测试原理细菌回复突变试验是利用原核生物(细菌)作指示生物的体外遗传毒理学试验,遗传学终点为基因突变。
(1)在有或无外源性代谢活化系统条件下,细菌悬浮液暴露于受试物。
在平板掺入法,细菌悬浮液与顶层琼脂混合,再立即铺至最低培养基上。
在预保温法,处理混合物经预保温后,与顶层琼脂混合,再立即铺至最低培养基上。
鼠伤寒沙门氏菌试验(Ames试验)文献综述
文献综述:鼠伤寒沙门氏菌试验(Ames试验)摘要:食品安全无论如何怎样强调都不会过分,迅速而准确地检测致癌物质是食品安全问题的重要方面。
美国科学家Dr. Bruce Ames及其同事创立了一种方法,叫鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验(Ames试验),它是利用一组组氨酸营养缺陷型菌株加入待测物在有或没有微粒体活化系统条件下,发生回复突变的特征鉴定化学物质的诱变活性,现已成为初步筛选化学物潜在致突变的首选方法。
关键词:鼠伤寒沙门氏菌试验;基本原理;一般步骤;应用及其研究进展;1 前言污染物对人体的潜在危害,引起人们的普遍关注。
世界上已发展了百余种短期快速测试法,检测污染物的遗传毒性效应。
美国科学家Dr. Bruce Ames等经十余年努力,于1975年建立并不断发展完善的沙门氏菌回复突变试验(亦称Ames试验)已被世界各国广为采用。
该法比较快速、简便、敏感、经济,且适用于测试混合物,反映多种污染物的综合效应。
众多学者有的用Ames试验检测食品添加剂、化妆品等的致突变性,由此推测其致癌性;有的用Ames试验检测水源水和饮用水的致突变性(比如,美国派斯净水器就通过了Ames 试验),探索较现行方法更加卫生安全的消毒措施;或检测城市污水和工业废水的致突变性,结合化学分析,追踪污染源,为研究防治对策提供依据;有的检测土壤、污泥、工业废渣堆肥、废物灰烬的致突变性,以防止维系生命的土壤受致突变物污染后,通过农作物危害人类;检测气态污染物的致突变性,防止污染物经由大气,通过呼吸对人体发生潜在危害;用Ames 试验研究化合物结构与致变性的关系,为合成对环境无潜在危害的新化合物提供理论依据;检测农药在微生物降解前后的致突变性,了解农药在施用后代谢过程中对人类有无隐患;还有用Ames试验筛选抗突变物,研究开发新的抗癌药等等[1]。
2 定义2.1 回复突变(Reverse mutation)细菌在化学致突变物作用下由营养缺陷型回变到原养型(prototroph)。
Ames试验
Ames试验原理
S9是什么
• 因为许多外源化学物是间接诱变剂,需经过代谢活化转变为亲电子的终致突 变物才能与DNA反应,引起突变。鼠伤寒沙门氏菌缺乏哺乳动物的代谢酶, 微量检测直接及间接诱变剂,在进行Ames试验时,应分别进行不加及加代 谢活化系统的检测。而在生物体内参与代谢活化的主要酶系是混合功能氧化 酶系,所以,在Ames试验中加入的代谢活化系统应主要是混合功能氧化酶 系,一般是加入S9混合液。S9即经多氯联苯诱导的大鼠肝匀浆,经 9000r/min离心得到的上清液。在S9中再加入一些辅助因子,如辅酶Ⅱ (NADP+)、葡萄糖-6-磷酸,K+、Mg2+及缓冲液等组成S9混合液(S9mix)
• 为使受试物在体外测试中受到同活体类似 的代谢活化作用,在试验中采用将哺乳动 物的肝细胞微粒体(微粒体酶)及受氢系 统一并加入培养基中,进一步提高实验方 法的灵敏度。
• 标准试验菌株(配套菌株):有四种 • TA98 、TA97:检测移码突变 • TA100:检测碱基置换突变 • TA102:对醛、过氧化物及DNA交联剂较敏感 • 只要在一种试验菌株得到阳性结果,即认为受试物是致突变物。 • 只有在四种试验菌株得到阴性结果,才认为受试物是非致突变物。
• 不加S9混合液得到阳性结果,说明受试物是直接致突变物。 • 加S9混合液得到阳性结果,说明受试物是间接致突变物。 • 突变型菌株的某些特征有可能会在贮存过程中丢失或变异,所以在Ames试
验前必须对所有菌株进行基因型鉴定、自发回变数鉴定及对鉴别性致突变物 的反应鉴定。鉴定合格后才能用于试验,否则应重新挑选菌种。 • Ames试验的方法分为点试验法、平板掺入法及预培养平板掺入法。
• 不足之处 • 微生物的遗传信息仅为哺乳动物的1/6; • 微生物的DNA修复系统没有哺乳动物复杂而精巧; • 微生物无免疫功能,而哺乳动物则具有复杂的免疫监视机能。 • 少数不在肝脏中进行代谢转化的外来化合物,本法不能检出其突变性,如苏
食品安全实验 鼠伤寒沙门氏菌回复突变实验
五,数据处理和结果判断
记录受试物各剂量组,空白对照(自发回变),溶剂 对照以及阳性诱变剂对照的每皿回变菌落数,并求平 均值和标准差. 如果受试物的回变菌落数是溶剂对照回变菌落数的两 倍或两倍以上,并呈剂量-反应关系者,则该受试物 判定为致突变阳性. 受试物经上述四个试验菌株测定后,只要有一个试验 菌株,无论在加S9或未加S9条件下为阳性,均可报 告该受试物对鼠伤寒沙门氏菌为致突变阳性.如果受 试物经四个试验菌株检测后,无论加S9和未加S9均 为阴性,则可报告该受试物为致突变阴性.
三,培养基和试剂
1, 0.5mmol/L组氨酸-0.5mmol/L生物素溶液 2,顶层琼脂培养基
3,底层琼脂培养基 4,营养肉汤培养基 5,盐溶液(1.65mol/L KCl+0.4mol/L MgCl2) 6,0.2mol/L磷酸盐缓冲液(p操作方法
1,增菌培养
取营养肉汤培养基5ml,加入无菌试管中,将主平板或冷冻保存的菌株培 养物接种于营养肉汤培养基内,37℃振荡(100次/min)培养10h.该菌 株培养物应每毫升不少于1~2×109活菌数.
2,平板掺入法
实验时,将含0.5mmol/L组氨酸-0.5mmol/L生物素溶液的顶层琼脂培养 基2.0mL分装于试管中,45℃水浴中保温,然后每管依次加入试验菌株增 菌液0.1mL,受试物溶液0.1mL和S9混合液0.5mL(需代谢活化时),充 分混匀,迅速倾入底层琼脂平板上,转动平板,使之分布均匀.水平放 置待冷凝固化后,倒置于37℃培养箱里孵育48h.记数每皿回变菌落数. 实验中,除设受试物各剂量组外,还应同时设空白对照,溶剂对照,阳 性诱变剂对照和无菌对照.
实验一 鼠伤寒沙门氏菌回复 突变实验
一,目的与要求 1,了解化学毒物致突变性分析的原理及分析要求. 2,掌握回复突变的测试方法. 二,实验原理 鼠伤寒沙门氏组氨酸营养缺陷型菌株不能合成组氨 酸,故在缺乏组氨酸的培养基上,仅少数自发回复突 变的细菌生长.假如有致突变物存在,则营养缺陷型 的细菌回复突变成原养型,因而能生长形成菌落,据 此判断受试物是否为致突变物. 某些致突变物需要代谢活化后才能引起回复突变, 故需加入经诱导剂诱导的大鼠肝制备的S9混合液.
鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验原理及注意事项
鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames试验,Salmonella Typhimurium / Reverse Mutation Assay)于 1975年建立并不断发展完善,目前已被世界各国广为采用,已经成为毒理学实验室必需开展的重要实验项目。
Ames实验用于检测待分析物质的致突变作用,该验灵敏、高效、检测范围广。
Ames 试验原理Ames 试验利用鼠伤寒沙门氏组氨酸营养缺陷型菌株,该缺陷型菌株不能合成组氨酸,故在缺乏组氨酸的培养基上,仅少数自发回复突变的细菌生长;假如有致突变物存在,则营养缺陷型的细菌诱导回复突变成原养型,因而能生长形成菌落,据此判断受试物是否为致突变物。
某些致突变物需要代谢活化后才能引起回复突变,故需加入经诱导剂诱导的大鼠肝制备的S9混合液。
北京汇智泰康医药技术有限公司针对Ames试验开发Ames试剂盒,本试剂盒省去了培养基成分准备、诱导 S9 制备、菌株鉴定、菌株培养等时间,可以直接使用,大大缩短了实验周期;试剂盒各成分均经过严格的质量检测,无杂菌污染,菌株特性与活菌数目以及诱导 S9 活性均符合 Ames 试验要求,实验结果准确、可靠、重现性高。
Ames试剂盒应用广泛,可进行食品与饮用水、化学品、洗涤剂、消毒剂、食品添加剂、药物残留、化妆品、容器与包装材料等多个方面的遗传毒理学检测。
Ames试验导则1 范围本规范确定了鼠伤寒沙门氏菌/回复突变试验的基本原则、要求和方法。
本规范适用于化妆品原料及其产品的基因突变检测。
2 规范性引用文件OECD G uidelines for Testing of Chemicals (No.471,Adopted:21,July 1997)。
3 定义3.1回复突变(R everse mutation)细菌在化学致突变物作用下由营养缺陷型回变到原养型(prototroph)。
3.2基因突变(G ene mutation)在化学致突变物作用下细胞DNA中碱基对的排列顺序发生变化。
艾姆斯试验法
Salmonellatyphimurium(鼠伤寒沙门氏菌的组 氨酸缺陷型(hisˉ)菌株在基本培养基[-]的平板 上不能生长,如发生回复突变则能生长。含 可疑“三致”物例如黄曲霉毒素、二甲氨基 偶氮苯(奶油黄)或“反应停”的试样,加入鼠 肝匀浆,保温一段时间后,吸入滤纸片中, 然后将滤纸片放置于上述平板中央 。
经培养后,出现三种情况:如在平板上无大 量菌落产生,说明试样中不含诱变剂;如在 纸片周围有一抑制圈,其外才是大量菌落, 说明试样中某诱变剂的浓度很高;如在纸片 周围即长大量菌落,说明诱变剂的浓度合适。
ห้องสมุดไป่ตู้
艾姆斯试验是较受重视的快速初筛化学致癌 物的试验方法。艾姆斯试验是快速地鉴别化 学品、新农药和新食品添加剂的致癌性,作 为致癌物质的筛选法而被广泛应用,可以检测 许多物质的致癌性。
艾姆斯试验法
化药三班
Ames试验(Ames test)
Ames试验全称污染物致突变性检测。 一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测 环境或食品中是否存在化学致癌剂的简便方 法。
Ames试验原理
用遗传学方法培植一种不能自行制造组氨酸的鼠伤 寒沙门氏菌的变异体,这种菌株在无组氨酸的培养 基中不能生长。如果将这种菌株与化学致癌物一起 培养,则可使其DNA(脱氧核糖核酸)再次突变, 恢复到能制造组氨酸的原型(野生型),即在无组 氨酸的培养基中也能生长。利用这一特征性变化来 测试化学物质有无致突变作用,也即致癌性,并根 据生长的菌落数目还可以判定其致癌性的强弱。
Ames
点试法
掺入法
背景菌生长良好受试物 将受试物0.1ml、菌液0.1ml分别加入 每皿回变菌落数增加一 顶层培养基中,倒入底层培养基中, 倍以上并有剂量-反应 凝固后37℃培养48h观察结果 关系,试验结果具有重 现性即可认为该受试物 为诱变阳性。
毒理学基础实验课
七、溶剂的选择 如果受试物为水溶性,可用灭菌蒸馏水作为溶剂; 如为脂溶性,应选择对试验菌株毒性低且无致突 变性的有机溶剂,常用的有二甲基亚砜(DMSO)、
丙酮、95%乙醇。
一般操作中,为了减少误差和溶剂的影响,常按
每皿使用剂量用同一溶剂配成不同的浓度,固定
加入量为100l。
滤纸片(有结晶紫) 抑菌环
0.1ml菌液
37℃24h
顶层
普通培养基
毒理学基础实验课
3、紫外线敏感特性
原理:具有△uvrB突变的菌株对紫外线敏感,当受到紫外线照射后,不能生长, 而具有野生型切除修复酶的菌株,则能照常生长。 鉴定方法:用灭菌牙签分别将菌株划线接种于普通培养基上,打开平皿盖,用 灭菌黑布盖住一半培养基,用15W紫外灯在距离33cm处照射8s,37℃温箱培养 18h~24h。 结果判断:具有△uvrB突变的菌株对紫外线敏感,经辐射后细菌不生长,而具 有完整的切除修复系统的菌株,则照常生长。
诱导 -最广泛应用的大鼠肝微粒体酶的诱导剂是多氯 联苯(PCB混合物),
-选择健康雄性大鼠体重200g左右,
-一次腹腔注射诱导剂,剂量为500mg/kg体重。
诱导剂溶于玉米油中,浓度为200mg/mL。
6-4 化学致突变物的检测
第四节化学致突变物的检测一、致突变试验(一) 基因突变试验1.鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验又称Ames试验,检测受试物诱发鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型突变株(his-)回复突变成野生型(his+)的能力。
试验菌株都有组氨酸突变(his-),不能自行合成组氨酸,在不含组氨酸的最低营养平皿上不能生长,回复突变成野生型后能自行合成组氨酸,可在最低营养平皿上生长成可见菌落。
计数最低营养平皿上的回变菌落数来判定受试物是否有致突变性。
标准试验菌株有四种:TA97和TA98检测移码突变、TA100检测硷基置换突变、TA102对醛、过氧化物及DNA交联剂较敏感。
这四个试验菌株除了含有his-突变,还有一些附加突变,以提高敏感性。
试验方法有点试验(预试验)和掺入试验(标准试验)两种。
在掺入试验中,受试物最高剂量为5mg/皿或出现毒性及沉降的剂量,至少有五个剂量点,并有阴性(溶剂)对照和阳性对照。
将受试物、试验菌株培养物和S9混合液加到顶层培养基中,混匀后铺在最低营养平皿上,37℃培养48小时,计数可见菌落数。
判断阳性结果的标准是,如每皿回变菌落数为阴性对照的每皿回变菌落数的两倍以上,并有剂量-反应关系,即认为此受试物为鼠伤寒沙门氏菌的致突变物。
S9混合液是用多氯联苯诱导的大鼠肝匀浆9000Xg上清液(S9)加上NADP及葡萄糖-6-磷酸等辅助因子,作为代谢活化系统。
如不加S9混合液得到阳性结果,说明受试物是直接致突变物;加S9混合液才得到阳性结果,说明该受试物是间接致突变物。
只要在一种试验菌株得到阳性结果,即认为受试物是致突变物;仅当四种试验菌株均得到阴性结果,才认为受试物是非致突变物。
2.哺乳动物细胞基因突变试验哺乳动物体外培养细胞的基因正向突变试验常用的测试系统有小鼠淋巴瘤L5178Y细胞,中国仓鼠肺V79细胞和卵巢CHO细胞的三个基因位点的突变,即次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)、胸苷激酶(TK)及Na+/K+ATP酶(OUA)位点。
Ames试验
应用
• 例如:用Ames试验检测食品添加剂、化妆品等的致突变性,由此推测其致癌
性;用Ames试验检测水源水和饮用水的致突变性,探索较现行方法更加卫生
安全的消毒措施;检测城市污水和工业废水的致突变性,结合化学分析,追踪
污染源,为研究防治对策提供依据;检测土壤、污泥、工业废渣堆肥、废物灰 烬的致突变性,以防止维系生命的土壤受致突变物污染后,通过农作物危害人 类;检测气态污染物的致突变性,防止污染物经由大气,通过呼吸对人体发生 潜在危害;检测农药在微生物降解前后的致突变性,了解农药在施用后代谢过
• 只要在一种试验菌株得到阳性结果,即认为受试物是致突变物。
• 只有在四种试验菌株得到阴性结果,才认为受试物是非致突变物。
S9是什么
Ames试验原理
• 因为许多外源化学物是间接诱变剂,需经过代谢活化转变为亲电子的终致突
变物才能与DNA反应,引起突变。鼠伤寒沙门氏菌缺乏哺乳动物的代谢酶, 微量检测直接及间接诱变剂,在进行Ames试验时,应分别进行不加及加代 谢活化系统的检测。而在生物体内参与代谢活化的主要酶系是混合功能氧化 酶系,所以,在Ames试验中加入的代谢活化系统应主要是混合功能氧化酶
鼠伤寒沙门氏菌微粒体酶试验法
Ames试验
杨灿
• 概述 • 实验原理 • 应用 • 缺点
目录
• Ames试验,全称污染物致突变性检测,也称为鼠伤寒沙门氏菌回复突变试 验。 • 它是一种利用微生物进行基因突变的体外致突变实验法。利用一种突变型微 生物菌株与被检化学物质接触,如果该化学物具有致突变性,则可使突变性 微生物发生回复突变,重新成为野生型微生物。 • 该法适用于测试混合物,反映多种污染物的综合效应。是应用最广泛的检测 基因突变的体外试验。
(AMES)细菌回复突变试验中采用的基本菌株——上海宝录
(AMES)细菌回复突变试验中采用的基本菌株——上海宝录在(AMES)细菌回复突变试验中至少应采用5种菌株,包括用于检测组氨酸靶基因中鸟嘌呤-胞嘧啶(G-C)位点碱基置换或移码突变的4种鼠伤寒沙门氏菌(TA1535;TA1537/TA97/ TA97a;TA98和TA100),以及用于检测组氨酸或色氨酸基因中腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)位点碱基置换或移码突变的鼠伤寒沙门氏菌TA102或埃希氏大肠杆菌WP2 uvrA(注释1)。
由于检测G-C位点突变的4种菌株无法检测交联剂,因此检测交联剂时最好采用TA102菌株或增加埃希氏大肠杆菌WP2 uvrA,要注意这类化合物在检测染色体损伤的试验中可被检测出。
因此,推荐的标准菌株组合如下(除特殊注明外,均为鼠伤寒沙门氏菌):1.TA982.TA1003.TA15354.TA1537或TA97或TA97a(注释2)5.TA102或埃希氏大肠杆菌WP2 uvrA或埃希氏大肠杆菌WP2 uvrA(pKM101)。
注释1:有将A-T靶位点突变的菌株包括在测试组合中检测一些遗传毒性致癌剂的相关文献报道(如Levin等,1983;Wilcox等,1990)。
日本劳务省对5525种化合物的数据库进行分析(以及由各个制药公司对较小的数据库进行分析)的结果表明,约7.5%的细菌诱变剂是由大肠杆菌WP2 uvrA而非4种鼠伤寒沙门菌株标准组合检出。
尽管尚未获得这些化合物对动物致癌性的资料,但很可能它们具有与诱导鼠伤寒沙门菌株标准组合变化的诱变剂同样的潜在致癌性。
注释2:TA1537、TA97和TA97a均含有胞嘧啶的重复序列,其位于相应的组氨酸靶位点内的突变敏感部位,它们对导致这些移码热点中碱基缺失的移码诱变剂的敏感性相似,因此该三种菌株可相互代替。
Ames实验
❑ Ames试验
应用 1.斑点试验只局限于能在琼脂上扩散的化学物 质,大多数多环芳烃和难溶于水的化学物质均 不适宜用此法。此法敏感性较差,主要是一种 定性试验,适用于快速筛选大量受试化合物。 2.平板掺入试验可定量测试样品致突变性的强 弱。此法较斑点试验敏感,获阳性结果所需的 剂量较低。点试获阳性结果的浓度用于掺入试 验(每皿0.1ml),往往出现抑(杀)菌作用。 3.致变作用迟缓或有抑菌作用的试样,培养时 间延长至72h。
Ames试验
Ames试验,即污染物致突变性检测,也称 为鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验 污染物对人体的潜在危害,引起人们的普 遍关注。世界上已发展了百余种短期快速 测试法,检测污染物的遗传毒性效应。 B.N.Ames等经十余年努力,于1975年建立 并不断发展完善的沙门氏菌回复突变试验 (亦称Ames试验)已被世界各国广为采用。
鼠伤寒沙门氏菌 野生型(his+)
正向突变
回复突变
鼠伤寒沙门氏菌 突变型(his-) 试验菌种 (his-) S9
受试物 试验菌种 (his-) S9
Ames试验原理
❑ Ames试验 结果判断:
➢ 只要在一种试验菌株得到阳性结果,即认为
受试物是致突变物
➢ 仅当四种试验菌株均得到阴性结果,才认为 受试物是非致突变物
❑ Ames试验
❖原理:检测受试物诱发鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营 养缺陷型突变株(his-)回复突变成野生型(his+)的能 力。即组氨酸突变菌(his-) 在不含组氨酸的最低营 养平皿上不能生长;回复突变成野生型(his+),可 在不含组氨酸的最低营养平皿上生长。 ❖是应用最广泛的检测基因突变的体外试验。
❖加S9 混合液才得到阳性结果,说明该受试物
鼠伤寒沙门氏菌哺乳动物微粒体酶试验
鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验1 主题内容与适用范围本标准规定了Ames试验的基本技术要求。
本标准适用于检测环境有害物质的致突变作用。
2 原理鼠伤寒沙门氏菌的突变型(即组氨酸缺陷型)菌株在无组氨酸的培养基上不能生长,在有组氨酸的培养基上可以正常生长。
但如在无组氨酸的培养基中有致突变物存在时,则沙门氏菌突变型可回复突变为野生型(表现型),因而在无组氨酸培养基上也能生长,故可根据菌落形成数量,检查受试物是否为致突变物。
某些致突变物需要代谢活化后才能使沙门氏菌突变型产生回复突变,代谢活化系统可以用多氯联苯(PCB)诱导的大鼠肝匀浆(S-9)制备的S-9混合液。
3 仪器3.1 实验室常用设备。
3.2 低温高速离心机,低温冰箱(-80℃)或液氮罐,洁净工作台,恒温培养箱,恒温水浴,蒸气压力锅,匀浆器等。
4 培养基制备及试剂的配制培养基成分或试剂除说明外至少应是化学纯,无诱变性。
避免重复高温处理,选择适当保存温度和期限,如肉汤保存于4℃不超过六个月,其他详见下述各培养基及溶液说明。
4.1 营养肉汤培养基牛肉膏 2.5g胰胨(或混合蛋白胨) 5.0g氯化钠 2.5g磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)1.3g蒸馏水500mL加热溶解,调PH至7.4,分装后0.103MPa20min灭菌,普通冰箱保存备用,保存期不超过半年。
4.2 营养肉汤琼脂培养基:用作a.基因型鉴定的结晶紫敏感试验,抗氨节青霉素和四环素试验,紫外线敏感性试验。
b.细菌活力鉴定。
琼脂粉 1.5g营养肉汤培养基100mL加热融化后调pH为7.4,0.103MPa 20 min灭菌。
4.3 底层培养基所需试剂及配制方法如下:4.3.1 磷酸盐贮备液磷酸氢钠铵(NaNH4HPO4·4H2O) 17.5g柠檬酸(C6H8O7·H2O) 10.0g磷酸氢二钾(K2HPO4) 50.0g硫酸镁1)(MgSO4·7H2O) 1.0g加蒸馏水至100mL,0.103MPa 20min灭菌。
农药登记毒理学细菌回复突变
农药登记毒理学细菌回复突变范围GB/T 15670的本部分规定了细菌回复突变试验的基本原则、方法和要求。
本部分适用于为农药登记而进行的细菌回复突变试验。
2术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
2.1回复突变试验reverse mutation test利用一组鼠伤寒沙门氏菌和/或大肠杆菌检测引起细菌碱基置换或移码突变的化学物质所诱发的需要某种氨基酸的菌株(分别为组氨酸或色氨酸)成为不需要外源性供应氨基酸的菌株的突变,即是由营养缺陷型回变到野生型。
2.2碱基置换型致突变物base pair substitution mutagens引起DNA分子中一个或多个碱基对置换的物质。
在回复突变试验,此改变可能发生在细菌基因组的原突变部位或另一个部位。
2.3移码型致突变物frameshift mutagens引起DNA分子增加或丢失一个或多个碱基对的物质。
3试验目的检测受试物的诱变性,预测其遗传危害和潜在致癌作用的可能性。
4试验概述细菌回复突变试验利用鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌来检测点突变,涉及DNA的一个或几个碱基对的置换、插入或缺失。
原理是通过观察试验菌株在缺乏所需要氨基酸的培养基上的生长情况,检测试验菌株是否恢复合成必需氨基酸的能力,评价受试物诱发突变的能力。
5培养基和试剂注:培养基成分或试剂至少应是化学纯,无诱变性。
避免重复高温处理,选择适当保存温度和期限,如肉汤保存于4℃不超过6个月,其他详见下述各培养基及溶液说明。
5.1营养肉汤培养基牛肉浸膏5g氯化钠 5 g胰胨10 g磷酸氢二钾(K2HPO4-3H2O) 2.6 g加蒸馏水至1000 mL加热溶解,调节pH至7.4,分装后0.103 Mpa, 20 min灭菌,保存期不超过6个月。
5.2营养肉汤琼脂培养基琼脂粉 1.5 g加营养肉汤培养基至100 mL加热溶解,调节pH至7.4,0.103 Mpa,20 min灭菌。
5.3底层培养基(即最低营养培养基)5.3.1Vogel-Bonner (V-B)培养基柠檬酸(C6H8O7-H2O) 2.0 g磷酸氢二钾(K2HpO4) 10.0 g磷酸氢铵钠(NaNH4HPO4-4H2O) 3.5 g硫酸镁(MgSO4-7H2O) 0.2 g加蒸馏水至200 mL逐个将化学物在少量蒸馏水中单独溶解后,硫酸镁水溶液在最后缓慢加入,加蒸馏水至200 mL。
ames试验实验方法
ames试验实验方法
Ames试验是一种检测化学物质是否存在致突变作用的试验,其全称是污染物致突变性检测试验。
以下是Ames试验的实验方法:
1. 准备细菌:选用具有回复突变特性的鼠伤寒沙门氏菌,通常使用组氨酸缺陷型或乳糖发酵缺陷型等菌株。
2. 制备平板:将细菌培养至一定数量,将其均匀涂布在不含抗生素的基本培养基上,制成细菌平板。
3. 添加诱变剂:将待测物质加入细菌平板,使诱变剂与细菌作用一定时间。
4. 培养细菌:将细菌平板在37℃培养一定时间,使细菌进行增殖。
5. 挑选突变菌落:观察细菌平板,挑选出与背景菌落不同的突变菌落。
6. 验证突变:通过生化反应或基因测序等方法,验证突变菌落中的基因是否发生了突变。
以上是Ames试验的实验步骤,建议查阅专业书籍或咨询专业人士获取更多信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
五菌株鉴定和保存
四种标准试验菌株必须进行基因型鉴定、自发回变数鉴定及对鉴别性致突变物的反
应鉴定,合格后才能用于致突变试验。
1.菌株基因型鉴定
}I)组氨酸营养缺陷鉴定(组氨酸需求试验):
取两个底层培养基、其中一组于培养基表面涂加0. 1毫升0.
培养基成分或试剂除说明外,应是化学纯,无诱变性。避免重复高温处理,选择适当
保存温度和期限。
2.培养基制备_
C1)营养肉汤培养基
牛肉膏2. 5g
胰陈(或混合蛋白膝)5. 0g
氯化钠2. 5g
磷酸氢二钾(KZHPO}.3H20 ) }. . 3 g
蒸馏水至500mL
加热溶解,调pH至7. 4,分装后0. 103MPa 20min灭菌,4℃保存备用。C2}?营养肉汤琼脂培养基:
迅速混匀,倒在底层培养基上,转动平皿使顶层培养基均匀分布在底层上,平放固化,37艺培养拐介时观察结果。
二,点试法
在攻层培养平皿上写上记号。取已融化并在45℃水浴中保温的顶层培养基一管(2m } ),加
人是试菌菌涛}_ }h-(_pmt }}}}(} }3}r,,、。"} } }}二_;、}1} .,e} \}
肝S9液1. 0 mL
混匀,置冰浴待用。菌株及增菌培养
试验菌株
四
采用四株鼠伤寒沙门氏突变型菌株TA97, TA98, TA100和TA102 o TA97, TA98可检侧
移码型诱变剂:TA100可检测碱基置换型诱变剂;TAZOZ检出移码型和碱基置换型诱变剂。
这4种标准菌株除均有组氨酸突变(his)外还有一些附加突变,可以提高试验菌株对致突
和阴性(溶剂)对照。
七方法和步骤
实验方法有平板掺入法和点试法。一般先用点试法作预试验,以了解受试物对沙门
氏菌的毒性和可能的致突变性,平板掺入法是标准试验方法。
1.平板掺入法
在底层培养平皿上写上记号。取已融化并在}5℃水浴中保温的顶层培养基一管(Zm } )
依次加入受试物溶液4. 1mL,测试菌菌液0. 05-0. 1mL }需活化时加} 0} s s混合液0. 5mL)
这4种试验菌株用途不同。TA97和TA98检测移码突变;TA}00检测碱基置换突变;
TA102检测碱基置换和移码突变,可检出多种对其它菌株不敏感的致突变物(如甲醛、乙
醛、.博莱霉素、苯麟、X线、紫外线及一些交联剂)。‘2.增菌培养
取灭菌的25m1三角烧瓶,加入营养肉汤10mI,从试验菌株母板上刮取少量细菌,接种
(1)D. Imo 1 /L组氨酸/0.02moI/L D一生物学素溶液(鉴定菌株用,
称取L一盐酸组氨酸(MW191. 17 )191. ?mg,D一生物素I2. Zmg,溶于
2Dmin灭菌,保存于4'C冰箱.
无菌配制)
14mL蒸馏水,0. 103MPa (2)0. 8}6氨节青霉素溶液(鉴定菌株用,无菌配制)称取氨节青霉素40mg,用0. 02mo1/L
3) 1096 S9混合液的配制:每10m1由以下成分组成,临用时配制。
灭菌蒸馏水3. 8m1
磷酸盐缓冲液(0. 2mo1/L, pH?. 4) 5. OmL
1.65mo1/L氯化钾/0. 4mo1/L氯化镁溶液0. 2mL
葡萄糖一6-磷酸溶液((0. 05mo 1几)40 } mo 1
辅酶II溶液(0. 05mo }. /L)50 } mol
水分及检查有无污染。(4)顶层培养基
1)顶层琼脂
琼脂粉一.0. fig
氧化钠‘0. 5g
加蒸馏水至100 ml
2 ) 0. 5mmo1/L组氨酸一生物素溶液(诱变试验用)
D-生物素(分子量244 ) 30. 5mg
L一组氨酸(分子量155 ) 17. 4mg
加蒸馏水至250mL
3。鉴定菌株基因型用试剂
含p}AQI质粒具有抗四环素的特性。
用结晶紫抑菌试验的方法,在二个肉汤平板上分别滴加氨节育祥素溶液20 a }.(浓度
为1毫克/毫升
溶于0. 02 c.0 }.,}L
,溶于0. 02mo 1 /L NaOH )’和四环素溶液20 u 1(浓度为0. O8奄克/奄升,
HC1),并在肉汤平板表面涂成一条带,_待挤
苯))诱导的大鼠肝匀浆制备的S9混合液作为代谢活化系统。
正向突变
眼伤寒沙门氏苗原养型}113}
一------一卜
气}}}
组氮酸营养缺陷型突变株(hiss
!士S9代谢活化系统
受试物
三仪器和试剂
I.低温高速离心机,低温冰箱(-80 0C)或液氮罐,洁净工作台,恒温培养箱,恒温水浴,
蒸气压力锅,匀浆器等实验室常用设备。
、丁,,-·,
脸菌株.经3?℃培养2448小时,观察生长情况.4个亩株
证明它们都带有R因子.TA102菌株生长应不受四环t抑低
2。自发回变数侧定
!粉E_2.自发回变数测定
取己融化并在45℃水浴中保温的顶层培养墓一管C2ml),加入测试菌菌液4.05-}0.2mL,
迅速混匀,倒在底层培养荃上,转动平皿使顶层培葬墓均匀分布在底层上,平放固化.37
作为指示生物。这些菌株在无组氨酸的培养基上不能生·长,在有组氨酸的培养基上可以正
常生长。致突变物可使沙门氏菌突变型回复突变为野生型(hi s}),恢复了合成组氨酸能力,
因而在无组氨酸培养基上也能生长为可见的菌落。故可根据在无组氨酸的培养基上菌落生
成数量,检查受试物是否为致突变物。对于间接致突变物,可用经Aroclor1254(或多氯联
『一再蔽轰晶升与泉在低叔C 0-4'}C)高速离心机上,以9000g离心‘Omi.n。吸出上清液为
59组分,分装。液氮或一80℃低温保存。S9应经无菌检查,蛋白含量测定(CLowry法),
及间接致突变剂鉴定其生物活性合格。
}2 } S9混合液的配制
}) 0. 4mo1/L化镁/1. fi5 mol/L氯化钾称取MgCLa ' 6Ha} 8. 1 g, KCL 12. 3g加
基上,转动平皿使顶层培养基均匀分布在底层上,平放固化。取无菌滤纸圆片(直径
,心放在已固化的顶层培养基的适当位置上,用移液器取适量受试物(如10,L ),
片上,或将少量固体受试物结晶加到纸上或琼脂表面,37℃培养48小时观察结果。
6mm),
点在纸
八结果与评价
王.点试法凡在点样纸片周围长出一圈密集的hi s+回变菌落者,该受试物即为致突变物质.
变物的敏感性。这4种菌株均有脂多糖突变(rfa),使分子较大的化合物如结晶紫、去氧胆
酸、苯并(}a)花等能进入胞体。TA97, TA98和TA100菌株均有切除修复突变,即△urvBa
这4种菌株均有R因子,对氨节青霉索具有抗药性,R因子可增强对DNA损伤的易误修复.
而且,TA102菌株还有pAQi质粒,对四环素具有抗药性(表)。
氢氧化钠溶液5毗溶解,保存于4'C冰箱。
(3) 0. 8%四环素溶液(鉴定菌株用,无菌配制)称取40mg四环素,用0. 02moZ/L盐酸SrnL
溶解,保存于4'}C冰箱。
}4) 0. }%结晶紫溶液(鉴定菌株用)称取结晶紫0.制备
}l)大鼠肝S9的诱导和制备:选健康雄性成年SD或}istar大白鼠,体重i50g左右,周
磷酸氢二钾(Ka HPO,) 1fi3. bg’
硫酸镁(MgSO,’7H20) 2. 5 g
加蒸馏水至500mL,0. i 03 MPa 20m i n灭菌
待其他试剂完全溶解后,再将硫酸镁缓慢放入其中继续溶解,否则易析出沉淀。
2 ) 4096葡萄糖溶液
葡萄糖‘40. 0g
加蒸馏水至140mL,0.055 MPa 20min灭菌
凉脂粉
营养肉汤培养基
加热融化后调pH为7.
C3)底层培养基
用于基因型C rfa突变,
2. 0g
R因子,P}Q1
...,份,卜州‘闷,r闷.
质粒,△
urvB)鉴定。
100mL
4, 0. 103MPa 20m i n灭菌。
1)磷酸盐贮备液(V--B盐贮备液)磷酸氢钠铁(NaNH,HP04)43 .8g
柠檬酸(C}Ha07 .H20 ) }5g
℃培养48h观察结果。计数回变菌落数。每株的自发回变率应落在表A1所列正常范围内.
3。对鉴别性致突变物的反应
试验菌株对不同致突变物的反应不同,应该在有和没有代谢活化的条件下鉴定各试验菌
株对致突变物的反应。可按下述的点试验或平皿掺入试验的方法进行.各试验菌株对鉴别
性致突变物的反应见表A2d
4.菌株保存
鉴定合格的菌种应加入DMSO作为冷冻保护剂,保存在一sa℃或液氮c-}ss}c },或者冰
冻干燥制成干粉,4℃保存。六实验设计
受试物最低剂量为每平皿4.1ug,最高剂量为5mg,或出现沉淀的剂量,或对细菌产
生最小毒性剂量。一般选用4}--5个剂量,进行剂量一反应关系研究,每个剂量应做2}‘或3
个平行平皿。溶剂可选用水、二甲基亚矾或其他溶剂。每次实验应有同时进行的阳性对照
物素溶液,另一个仅加0. 1毫升0. }mmol/L生物素溶液。
0.1mo1/L组氨酸/0. 5r}mo1}L生
将试验菌株在此两组培养基上划线接种,经37 }培养24--} 48小时,观察生长情况。此4种菌株应在补充有组氮酸的培养
基上生长,而在无组氮酸的培养墓上不能生长。
C2)深粗糙型Crfa)鉴定(结晶紫抑菌试验);深粗糙型突变的细菌,缺失脂多锗屏降,
蒸馏水稀释至100m1。0. 1031VIPa 24min灭菌或滤菌。
2) 0.2mo1/L磷酸盐缓冲液(pH7. 4),每500mL由以下成分组成: