第六章+化学毒物的一般毒性作用
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[医学]第六章 化学毒物的一般毒性作用-亚慢性和慢性毒性
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二、蓄积作用的研究方法
目的：通过蓄积试验求出蓄积系数K，了解化学 物蓄积毒性的强弱，并作为慢性毒性试验及其 它有关毒性试验的剂量选择提供参考。 蓄积系数法 生物半衰期法
（一）蓄积系数法
蓄积系数(accumulation coefficient)：指多次染毒使半数 动物出现某种效应的总量与一次染毒的半数效量之比值。 一般采用大鼠或小鼠，以死亡作为效应指标。 K=ED50(n)/ED50(1) 或 K=LD50(n)/LD50(1) ED50(n):以慢性方式多次接触受试物时产生预期效应的 累积剂量之和。 ED50(1):一次接触该物质产生相同效应的一次剂量。
＊1. 实验动物的选择 ＊2. 剂量设计与分组 ＊3. 染毒途径与时限 ＊4. 观察指标
五、长期毒性试验的注意事项
重视实验项目管理：选择经验丰富的专业人员对项目的设计和实施 进行管理，保证仪器设备状态良好，工作人员专业培训。
实验室环境的要求：注意动物饲养和试验环境的规范化，符合 GLP 。
蓄积系数的评价
蓄积系数（Ｋ） 蓄积作用分级
<1
高度蓄积
1-
明显蓄积
3-
中等蓄积
5-
轻度蓄积
1. 固定剂量法
方法：
（1）急性毒性实验
LD50(1)
（2）1/20-1/5LD50 每日染毒
LD50(n)
（ 50%动物死亡时累计染毒的总量）
（3）计算K值：K=LD50(n)/LD50(1)
若累计染毒量已达到5个LD50，动物仍未死亡或死 亡未达到半数，可终止实验，其Ｋ值按 ＞５作为结果。
蓄积库（depot）：化学物蓄积的组织器官部位。常见 的蓄积库包括： 血浆蛋白 脂肪组织 肝脏、肾脏 骨骼
化学毒物的一般毒性作用
特点特点产生清除顺顺磁性磁性化化学学性性质质十分活十分活泼泼反反应应性性极极高半高半减减期期极极短短氧化应激oxidativestress进而造成机体损伤自由基对机体损害作用机制ldl的氧化修饰自由基对机体损害作用机制致癌作用非突变机理主要毒性作用机制活化癌基因细胞毒性改变蛋白质dna相互作用致突变作用形成活化的癌基因亲核物的形成较少见较少见氰化物的形成氰化物的形成苦杏仁苦杏仁经肠经肠道道细细菌菌糖糖苷苷酶催化形成酶催化形成氰氰化物丙丙烯腈环氧烯腈环氧化后肽结合后形成合后形成氰氰化物钠经巯基基诱导诱导降解后形成降解后形成氰氰化物甲烷经氧烷经氧化化脱卤产脱卤产生的生的coco基反应应形成的形成的硒硒化化氢氢氧化还原活性还原剂的形成vitc黄素酶化学毒物产生毒性的可能途径化学毒物吸收分布代谢排汇与靶分子相互作用细胞功能失调损伤细胞修复功能失调最直接递径毒物在机体的重要部位出现丌不靶分子作用较为复杂递径毒物机体靶部位靶分子毒作用最为复杂的递径毒物机体靶部位靶分子细胞功能结构功能紊乱启动分子细胞戒组织水平的修复机制毒性作用发生主要毒性作用机制不蛋白质共价结合
50~500
>500
200~2000
>2000
200~2000
>2000
急性毒性分级和评价 化学物质性毒性分级
• 暴露的母体：强酸强碱、重金属、CO等
CH3 直接毒性作用
CH3
N-NO
CH3+（亲电子基团）
几个基本概念
• 代谢活化（metabolic activation） • 增毒（toxication）
对硫磷
对氧磷（高活性胆碱酯酶抑制剂）
ห้องสมุดไป่ตู้
常见的增毒作用
• 最为常见的增毒作用是使外源化学物（如 氧和氧化氮）转变为：
50~500
>500
200~2000
>2000
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急性毒性分级和评价 化学物质性毒性分级
• 暴露的母体：强酸强碱、重金属、CO等
CH3 直接毒性作用
CH3
N-NO
CH3+（亲电子基团）
几个基本概念
• 代谢活化（metabolic activation） • 增毒（toxication）
对硫磷
对氧磷（高活性胆碱酯酶抑制剂）
ห้องสมุดไป่ตู้
常见的增毒作用
• 最为常见的增毒作用是使外源化学物（如 氧和氧化氮）转变为：
化学毒物的一般毒性作用食品毒理学
三、急性毒性试验设计
外源化学物急性毒性分级（WHO）
毒性分级
大鼠一次经口LD50 (mg/kg)
6只大鼠吸入4小时，死亡2~4只的浓度(ppm)
兔经皮LD50(/mg/kg)
对人可能致死的估计量
g/kg
总量(g/60kg)
剧毒
<1
<10
<5
<0.05
0.1
高毒
1~
10~
5~
0.05~
3
中等毒
50~
三、急性毒性试验设计
(一)试验动物
选择原则： 急性毒性试验要求选择对化学毒物的代谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的试验动物。 动物易于获得 品系纯化 价格较低和易于饲养等条件。
三、急性毒性试验设计
最好用两种种属的动物 啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔； 非啮齿类：狗或猴。 急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔，优先考虑白色家兔。而急性吸入毒性试验和经口急性毒性试验则优先考虑大鼠。
病理检查及其他指标:
急性毒性试验中，对死亡的动物均应及时进行大体解剖和病理组织学检查，肉眼观察主要脏器的大体病理变化，如脏器大小、外观、色泽的变化，有无充血、出血、水肿或其它改变，对有改变的脏器进行取材做组织病理学检查。对存活动物在观察期结束时进行大体病理检查。必要时做组织病理学检查。根据试验需要可进一步扩大观察项目．如体温、心电图、脑电图或进行某些生化指标测定等。
100~
44~
0.5~
30
低毒
500~
1000~
350~
5~
250
实际无毒
5000~
10000~
2180~
>15
>1000
外源化学物急性毒性分级（WHO）
毒性分级
大鼠一次经口LD50 (mg/kg)
6只大鼠吸入4小时，死亡2~4只的浓度(ppm)
兔经皮LD50(/mg/kg)
对人可能致死的估计量
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三、急性毒性试验设计
(一)试验动物
选择原则： 急性毒性试验要求选择对化学毒物的代谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的试验动物。 动物易于获得 品系纯化 价格较低和易于饲养等条件。
三、急性毒性试验设计
最好用两种种属的动物 啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔； 非啮齿类：狗或猴。 急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔，优先考虑白色家兔。而急性吸入毒性试验和经口急性毒性试验则优先考虑大鼠。
病理检查及其他指标:
急性毒性试验中，对死亡的动物均应及时进行大体解剖和病理组织学检查，肉眼观察主要脏器的大体病理变化，如脏器大小、外观、色泽的变化，有无充血、出血、水肿或其它改变，对有改变的脏器进行取材做组织病理学检查。对存活动物在观察期结束时进行大体病理检查。必要时做组织病理学检查。根据试验需要可进一步扩大观察项目．如体温、心电图、脑电图或进行某些生化指标测定等。
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毒理学基础 第六章 化学物的一般毒性作用
〔四〕慢性实验设计要点
1.实验动物 2.染毒途径与期限
3.剂量分组: 高剂量组：1/5-1/2 LOAEL〔亚慢〕 中剂量组：1/50-1/10LOAEL 低剂量组：1/100 LOAEL或：1/1000-1/10LD50 阴性对照：
4.观察指标 同亚慢，但精，为亚慢显现靶的指标。
〔五〕结果评价
染毒使半数动物出现相同效应〔或死亡〕的剂量[ED50(1)]
的比值，K 即= 蓄ED5积0(n)系数。
ED50(l)
LD50(n
K
=
)
LD50(l
)
1)固定剂量法 2)剂量递增法
〔2〕生物半减期法
用毒物动力学原理描述化学毒物在机体内的蓄积作用 化学物的蓄积极限：
a.半减期的测定 b.计算蓄积极限
第六章 化学物的一般毒性作用
急性毒性 一般毒性亚慢性毒性
慢性毒性
急性毒性试验 亚慢性毒性试验 慢性毒性试验
第一节 急性毒性作用
一、急性毒性的概念
➢ 急性毒性(acute toxicity) ：是指机体〔实验动物或人〕 一次或24小时内屡次接触外源化学物后在短期内所引 起的毒性效应。
➢ 包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应 ➢ 说明： ➢ 1.接触的次数：一次/屡次 ➢ 2.毒效应出现时间： ➢ 3.中毒效应的强度：
〔二〕染毒途径
1.经消化道染毒 2.经呼吸道染毒 3.经皮肤染毒 4.经注射染毒
〔三〕剂量选择及分组
1.剂量范围确实定： 动物死亡率0％－100％ 〔或10％-90%〕的致死剂量范围
2.分组及剂量确实定： 窛氏法：6－8组为宜，各组剂量呈等比级数 霍恩氏法：4组，各组剂量呈等比级数
〔四〕毒作用观察
第六章 化学毒物的一般毒性作用
实验动物的预检
给药前检疫观察 大、小鼠、兔、豚鼠1周，犬猴2~3周 适应新环境，减少环境和生理条件变
化可能对试验结果的影响 筛检健康状况不符合试验要求的动物
实验动物的给药前禁食处理
经口途径染毒，实验动物胃肠道内食物 存留量对化学毒物的毒性可产生较明显 的干扰
大、小鼠隔夜禁食，染毒2h后提供饲料 经口多次染毒可不禁食
实验动物 染毒途径 染毒剂量 观察周期 观察指标的选择、计算方法和评价
（一）实验动物的选择和要求
主要原则
急性毒性反应与人近似 易于饲养、操作方便 繁殖力较强，数量较大 价格较低，易于获得
实验动物的物种和品系
啮齿类（rodent species） 小鼠：昆明种、NIH、ICR 大鼠：Sprague-Dawley(SD)、Wistar
根据接触毒物的时间长短， 一般毒性的实验方法分为：
❖ 急性毒性 ❖ 短期重复剂量 ❖ 亚慢性毒性 ❖ 慢性毒性
第一节 急性毒性试验
In 1984, 5,000 people died and 30,000 were permanently disabled due to exposure to methyl isocyanate （ 异 氰 酸 甲 酯 ， MIC ） from an industrial accident in India
(三) 染毒方法
模拟实际接触的途径和方式 有利于不同化学物之间结果的比较 受试物的性质和用途 受试物毒性评价程序的要求
染毒途径
消化道、呼吸道、皮肤、注射
工业毒物：经呼吸道、皮肤 农用化学物：经口、皮肤、呼吸道 药品：经口、注射、皮肤 食品：经口 环境污染物：经口、呼吸道、皮肤
化学物的一般毒性及其评价
几种动物不同注射染毒途径注射量范围(ml)
注射途径 静脉
肌内 皮下 腹腔
小鼠 0.2-0.5
0.1-0.2 0.1-0.5 0.2-1.0
大鼠 1.0-2.0
0.2-0.5 0.5-1.0 1.0-3.0
豚鼠 1.0-5.0
0.2-0.5 0.5-1.0 2.0-5.0
兔 3.0-10.0
0.5-1.0 1.0-3.0 5.0-10.0
1. 经口染毒
经口染毒可分为灌胃、喂饲、吞咽胶囊 等方式 .一般来说新物质均先进行经口染毒 途径的急性毒性试验,求出LD50值,通常用该 LD50值来比较不同化学物急性毒性大小
2. 经呼吸道染毒
气管内注入：在动物麻醉情况下，将已消毒 灭菌的受试物（粉尘混悬液或液体） 注入气管，使之分布于左右肺内。 动式吸入 吸入 静式吸入
(六)观察时间和周期
• 急性毒性的观察周期一般为１４天，LD50计 算时以观察周期内各组动物的总死亡数为依 据．不同化学物其中毒体征出现的时间和特 点各有不同，而且引起动物死亡的时间也存 在很大的个体差别．如氰化物多数动物在染 毒后几分钟至几个小时内死亡；羰基镍染毒 早期出现上呼吸道体征，很快就缓解，但２ －３天后甚至更迟些又出现明显的中毒体征， 表现为严重的肺水肿，呼吸困难，然后死 亡．
静式吸入染毒
将实验动物置于一个具有固定体积的容器内(染毒 柜)，定量加入易挥发的液态或气态受试物，在容 器内形成试验设计所需要的空气浓度，在一定时 间内，使动物连续吸入并观察毒性反应。 优点：该染毒方式设备简单、操作方便、消耗受试 物较少。 缺点：实验期间，实验动物得不到氧气补充；且随 实验的进行，染毒柜内受试物的浓度会逐渐降低 为保障实验顺利进行，应注意染毒柜容积、放置实 验动物的种类与数量以及放置时间之间的关系。 小鼠最低需气量：3.45L/h, 大鼠30.5L/h
6 第6章 一般毒性作用及其试验与评价方法
2、剂量设计与分组
• 根据受试物或其近似物的物理、化学性质选择与本实 验相同动物物种或品系，相同染毒途径的LD50值作为 参考值，选择剂量系列。 • 一般分四组：高中低三个剂量组及一个阴性对照组
3、确定实验动物染毒方法： 灌胃
4、观察周期及观察内容
观察周期：一般为14天或24h，但计算出LD50时应注明
• 品种、品系的选择 • 健康状况：健康成年动物
小鼠、大鼠测半数致死量，狗观察毒性反应。
• 年龄：大鼠180-240g，小鼠18-25g（35-50日 龄），家兔2-2.5kg，豚鼠200-250g，狗10-15kg。 • 性别：雌、雄各半，雌性实验动物要求是未 经交配和受孕的。 • 各剂量组动物数： 小动物数量为每组 10 只，大动物也应每组 6 只。
‘一次接触’
(P122)
经口接触和各种方式的注射接触，“一次接触”，是指 在瞬间将受试化合物输入实验动物的体内；
而经呼吸道吸入与经皮肤接触，“一次接触”是指在一
个特定的期间内实验动物持续地接触受试化合物的过程; 此外，当化学物毒性较低时，需要给予动物较大剂量时， 可在 24 小时内分多次给予，这时的急性接触即为“多 次”。
免费茶水的重金属严重超标
一份外国学者的研究指出， 中国13个品牌的香烟重金属含量超标
第二节 蓄积毒性
一、基本概念 P138
当化学毒物连续、反复进入机体，而且进 入的速度（或总量）超过代谢转化与排出的速度 （或总量）时，物质就有可能在体内逐渐增加并 贮留的现象--蓄积作用（accumulation） 化学毒物容易蓄积的组织和器官——贮存库
急 以性 死毒 亡性 为的 终上 点限 参 数 急 非性 毒 作致 性 用死 的 为性 下 终急 限 点性 毒参 性数 ，
川大公卫毒理学第六章 化学毒物的一般毒性作用
第六章化学毒物的一般毒性作用主要内容*毒理学实验基础知识*急性毒性作用*蓄积毒性作用*亚慢性和慢性毒性作用毒理学试验○急性毒性试验○经口局部毒性试验○经皮○蓄积毒性试验○吸入致突变试验(一大类试验)○亚慢性毒性试验致畸试验○慢性试验○体内致癌试验○体外一、毒理学试验的原则和局限性三个基本原则：○化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人。
○实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法。
○成年的健康（雄性和雌性未孕）实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择。
实验动物外推到人化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人。
基本假设为：①人是最敏感的动物物种；②人和实验动物的生物学过程包括化学物的代谢，与体重（或体表面积）相关。
这二个假设也是全部实验生物学和医学的前提。
实验动物外推到人○以单位体表面积计算在人产生毒作用的剂量和实验动物通常相近似。
而以体重计算则人通常比实验动物敏感，差别可能达10倍。
因此可以利用安全系数来计算人的相对安全剂量。
○已知人致癌物都对某种实验动物具有致癌性。
实验动物致癌物是否都对人有致癌性，还不清楚，但此已作为动物致癌试验的基础。
○一般认为，如果某一化学物对几个物种实验动物的毒性是相同的，则人的反应也可能是相似的。
高剂量暴露实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法。
毒性试验的设计并不是为了证明化学品的安全性，而是为了表征化学品可能产生的毒作用。
检测和评价人拟用剂量100倍↓↓化学物A ┕──────────────┘30倍毒性作用↓↓化学物B ┕────┘∴毒性无毒性毒性作用 B > A 作用成年健康动物和人暴露途径*成年的健康（雄性和雌性未孕）实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择。
*成年的健康（雄性和雌性未孕）实验动物是为了使实验结果具有代表性和可重复性。
以成年的健康（雄性和雌性未孕）实验动物作为一般人群的代表性实验模型，而将幼年和老年动物、妊娠的雌性动物、疾病状态作为特殊情况另作研究。
第六章 化学毒物的一般毒性作用-急性毒性
某化学物预实验剂量表
组别 1. 2. 3. 4. 5. 剂量(mg/kg) 剂量 15.625 25 40.0 64 102.4 对数剂量 1.6021-2×0.2 × 1.6021-0.2 1.6021 1.6021+0.2 1.6021+2×0.2 ×
2）按预实验求得大概剂量范围后（即10%-90%或0-100% ）再按下式 ）按预实验求得大概剂量范围后（ 或 求正式试验的组距。 求正式试验的组距。 i = log LD 90 − log LD10
3．有关急性毒性试验常见的参数
急性毒性上限参数，以死亡为终点： 急性毒性上限参数，以死亡为终点： 半数致死剂量或浓度（LD50或LC50）； 半数致死剂量或浓度（ 绝对致死剂量或浓度（ 绝对致死剂量或浓度（LD100或LC100）； 最小致死剂量或浓度（MLD，LD01或MLC，LC01）； 最小致死剂量或浓度（ ， ， 最大耐受剂量或浓度（ ），或称为 最大耐受剂量或浓度（MTD，LD0或MTC），或称为 ， ）， 最大非致死剂量（MNLD）。 最大非致死剂量（ ）。 急性毒性下限参数，以非致死性急性毒作用为终点： 急性毒性下限参数，以非致死性急性毒作用为终点： 观察到有害作用的最低水平（急性毒性 观察到有害作用的最低水平（急性毒性LOAEL）； ）； 未观察到有害作用的水平（急性毒性 未观察到有害作用的水平（急性毒性NOAEL）。 ）。
2．急性毒性试验的目的
测定毒物的致死剂量以及其他急性毒性参数， 测定毒物的致死剂量以及其他急性毒性参数，LD50为最主 要的参数，并根据LD 值进行急性毒性分级。 要的参数，并根据 50值进行急性毒性分级。其他毒性参 数还有LD 数还有 100、LD01、LD0等。 通过观察动物中毒表现，毒作用强度和死亡情况，初步评 通过观察动物中毒表现，毒作用强度和死亡情况， 价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、剂量-反应 效应） 反应（ 价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、剂量 反应（效应） 和对人类的潜在危险性程度。 和对人类的潜在危险性程度。 为重复剂量、 为重复剂量、亚慢性和慢性毒性研究及其他毒性试验提供 接触剂量的设计依据，并为观察指标的选择提出建议。 接触剂量的设计依据，并为观察指标的选择提出建议。 为毒理学机制研究提供初步线索。 为毒理学机制研究提供初步线索。
6 第六章 外源化学物的一般毒性作用解读
④ 经注射途径染毒（ingestion）： 腹腔注射、静脉注射、肌内注射、皮下注射。
5.染毒剂量与分组:
了解毒性资料可供参考者 近似化学物的LD50值 作预期毒性的中间 剂量，上下各设计12个剂量组进行预实 验
没有毒性资料可供查阅者 预试验
限量试验
染毒途径的选择:
③经皮肤染毒（dermal exposure）：
液态、固态的化学毒物。 首选大鼠，也可选用家兔和豚鼠。 试验开始前 24h ，采用动物脊柱两侧皮肤脱毛 （剪毛法、剃毛法、化学脱毛法）。 局部涂敷受试化学毒物并以塑料薄膜或玻璃纸 和两层纱布覆盖，再用无刺激性胶布或绷带加以 固定。24h后取下固定物和覆盖物，用温水或适当 的溶剂洗去皮肤上残留的受试样品。
（二）其他指标 1. 急性毒作用带 （Zac=LD50/Limac）： 可反应急性阈剂量距离 LD 50 的宽窄，即表示引 起实验动物的死亡剂量与最低毒作用剂量之间剂 量范围的宽窄。其越大，表示化学物引起急性死 亡的危险性越小。 2. LD84/LD16(或LC84/LC16)： 灵敏性好、重复性强而且容易求。 3. LD100、LD01 4. 剂量反应曲线斜率
染毒途径的选择: ②经呼吸道接触 （inhalation）: 研究生产条件下以气体、蒸气、粉尘、烟、雾等形 式存在的化学毒物和评价环境空气污染物以及吸 入给药途径的药物。
静式吸入 动式吸入 气管注入法
经呼吸道接触
静式吸入：将一定量的易挥发的静态化学毒物
或一定体积的气态化学毒物加入到具有一定体积 的密闭容器内，使实验动物吸入染毒。 • 优点：设备简单、操作方便、受试物消耗量少， 尤其适合于小鼠接触易挥发的液态或气态化学物 的急性毒性试验。 • 缺点：随时间延长氧含量下降、 CO 2增加；毒 物浓度不易长期保持稳定，实验动物有经皮吸收 的可能。故一般仅用于急性实验。
5.染毒剂量与分组:
了解毒性资料可供参考者 近似化学物的LD50值 作预期毒性的中间 剂量，上下各设计12个剂量组进行预实 验
没有毒性资料可供查阅者 预试验
限量试验
染毒途径的选择:
③经皮肤染毒（dermal exposure）：
液态、固态的化学毒物。 首选大鼠，也可选用家兔和豚鼠。 试验开始前 24h ，采用动物脊柱两侧皮肤脱毛 （剪毛法、剃毛法、化学脱毛法）。 局部涂敷受试化学毒物并以塑料薄膜或玻璃纸 和两层纱布覆盖，再用无刺激性胶布或绷带加以 固定。24h后取下固定物和覆盖物，用温水或适当 的溶剂洗去皮肤上残留的受试样品。
（二）其他指标 1. 急性毒作用带 （Zac=LD50/Limac）： 可反应急性阈剂量距离 LD 50 的宽窄，即表示引 起实验动物的死亡剂量与最低毒作用剂量之间剂 量范围的宽窄。其越大，表示化学物引起急性死 亡的危险性越小。 2. LD84/LD16(或LC84/LC16)： 灵敏性好、重复性强而且容易求。 3. LD100、LD01 4. 剂量反应曲线斜率
染毒途径的选择: ②经呼吸道接触 （inhalation）: 研究生产条件下以气体、蒸气、粉尘、烟、雾等形 式存在的化学毒物和评价环境空气污染物以及吸 入给药途径的药物。
静式吸入 动式吸入 气管注入法
经呼吸道接触
静式吸入：将一定量的易挥发的静态化学毒物
或一定体积的气态化学毒物加入到具有一定体积 的密闭容器内，使实验动物吸入染毒。 • 优点：设备简单、操作方便、受试物消耗量少， 尤其适合于小鼠接触易挥发的液态或气态化学物 的急性毒性试验。 • 缺点：随时间延长氧含量下降、 CO 2增加；毒 物浓度不易长期保持稳定，实验动物有经皮吸收 的可能。故一般仅用于急性实验。
食品毒理学第6章
三、急性毒性试验方法要点
1．实验动物的选择 （1）原则 （2）具体要求 （3）实验动物的性别：雌雄各半。 （4）实验动物的分组与数量：一般4～6组， 每组10只。 （5）实验动物的预检：1~2周的检疫期。 （6）实验动物的给药前禁食处理 大鼠、小鼠：隔夜禁食（禁食4h）；染毒后禁食4h。 禁食时要保障饮水。
5级(高毒) <1 剧毒
1~50 <10
10~
<5 5~ 44~
7滴~1茶匙 0.1 <0.05
0.05~ 0.5~
4级(中等毒)
高毒
1~
51~500
1茶匙~35克
35~350克
3 30
3级(低毒)
中等毒 低毒
501~5000
50~ 100~
2级(实际无毒) 1级(无毒)
实际无 毒
5001~15000
（2）预试验 ①设定以此预期值作为待测化学物的中间剂量组， 并在该剂量的上下各设计l～2个剂量组作为预 试验剂量。 ②根据确定的剂量组进行染毒。 ③根据预试验的死亡 Nhomakorabea料确定组距。
可根据以下公式计算出剂量分组：
i=(lgLD90-lgLD10)／(n-1) 或：i=(lgLD100-lgLD0)／(n-1) 式中i为组距(相邻的两个剂量组对数剂量之差)； n为设计的剂量组数。
注意：
1.急性接触的次数：一次或24h内多次。 2.中毒效应出现的时间：一般为7～14天。 3.中毒效应的强度。
二、急性毒性试验的目的
1. 测试并求出毒物的的致死剂量以及其他急性毒性 参数，通常以LD50为最主要参数，并根据LD50的 大小进行急性毒性分级。 2. 通过观察动物的表现、毒作用强度和死亡情况， 初步评价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、剂 量－反应关系和对人体产生损害的危险性。 3. 为亚慢性、慢性毒性试验研究以及其他毒理试验 提供接触剂量和观察指标选择的依据。 4. 为毒理学机制研究提供线索。
[工学]第六章 一般毒性作用及其实验与评价方法1
![[工学]第六章 一般毒性作用及其实验与评价方法1](https://img.taocdn.com/s3/m/fc2f3d1d0b4c2e3f5727635e.png)
此法剂量准确。灌胃法是用灌胃器将所应投给 动物的药灌到动物胃内。 小鼠的灌胃针长约4～5cm，直径为1mm，大鼠 的灌胃针长约6～8cm，直径约1.2mm。 灌胃针的尖端焊有一小圆金属球，金属球为中 空的。焊金属球的目的是防止针头刺入气管或 损伤消化道。针头金属球端弯曲成 20°左右的 2/24/2019 角度，以适应口腔、食道的生理弯曲度走向 41
2/24/2019 23
依据GB14922-2001《实验动物微生物学等级 及监测》划分的实验动物等级，并与寄生虫 学等级对应：
1，将实验小鼠和大鼠的微生物等级分为清洁 级、无特定病原体级（SPF）和无菌级三个 级别，普通级的实验小鼠和大鼠原则上不再 使用； 2，豚鼠、地鼠和兔分为普通级、清洁级、SPF 级和无菌级四个级别。 3，犬和猴分为普通级和SPF级二个级别。
同一批实验动物体重变异范围不应超过该批动物平均
体重的20％。
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二、急性毒性实验
3.实验动物的性别：
急性毒性实验的主要内容是求LD50，除特殊要求外，
一般急性毒性实验对动物性别要求为雌雄各半。 如果在预实验时发现化学毒物(如农药)对雌、雄 动物毒效应的敏感性有明显差异，则应单独分别 求出雌性与雄性动物各自的LD50。如果实验是为致
②动物易于获得
③品系纯正 ④价格较低和易于饲养等条件。
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实验动物-蛙和蟾蜍
2/24/2019
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实验动物-鸡、鸽
2/24/2019
19
实验动物-小鼠
2/24/2019
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实验动物-猴
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21
普通实验动物
遗传学分类： 1，近交系（inbred strain） 2，封闭群（closed colony） 3，杂交群（hybrid stock） 4，突变系（mutation gallery）
食品毒理学 第六章 化学毒物的一般毒性作用
经皮肤接触 : 注射途径接触:
20
5/26/2013
二、急性毒性试验
（四）染毒剂量与分组:
1．查阅文献
①参考新化学物的理化性质 了解化学毒物的结构式、分子量、常温常压下的状态、 熔点、沸点、密度、闪点、挥发度、蒸气压、水溶性和 脂溶性等理化特性，生产批号及纯度，杂质成分与含量 等。 ②确定使用哪一种计算方法求LD50 ，然后再设计剂量分组。 LD50的计算方法常用寇氏法、概率单位法、霍恩氏法等。 根据试验所选的LD50计算方法确定剂量组数。一般设5-8 个剂量组；霍恩氏法设4个剂量组。 ③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。
21
5/26/2013
二、急性毒性试验
（四）染毒剂量与分组:
2．预试验
目的：
1）得到死亡率在10%~90%之间的致死剂量范围 2）计算正式试验的组距或公比
5/26/2013
22
1）等比剂量设计（寇氏法）
一般设5~7组，各组间采用一定的公比设计剂
量 公比r=4，则组距i=lg4=0.6 例如待测化合物预期LD50为40mg/kg，以此为中 间剂量组，以4为公比，或0.6组距向上、下个 推两个剂量组。
第六章 化学毒物的一般毒性作用
5/26/2013
1
目的要求
掌握一般毒性作用的概念、试验目的 熟悉一般毒性试验方法要点 熟悉蓄积毒作用的概念 了解蓄积毒作用研究方法
5/26/2013
2
一般毒性作用（基础毒性作用）
第六章_化学毒物的一般毒性作用(食品毒理学)
定的遗传性能。
2、动物种属选择
啮齿类：大鼠、小鼠、兔子； 非啮齿类：猫、狗、猪、猴等。
急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔，优 先考虑白色家兔。
而急性吸入毒性试验和经口急性毒性试验则优先考虑
大鼠。
另外，由于不同种属动物其生理状况 不一，在做实验时要根据实验需要注意：
啮齿类动物：无呕吐反应 猫、狗：呕吐反射灵敏，可用于研究引发呕吐 的实验。 兔、豚鼠：多用于经皮肤接触的毒作用研究。 猴：用于一些特殊的实验。
无菌动物（Germ free animals）
是指机体内外均无任何寄生物（微生物和寄生虫） 的动物。此种动物在自然界中并不存在，必须用人为的 方法培育出来。 其法：一般将临产前的健康动物用麻醉药品或颈椎 臼法处死后，立即浸泡在37℃灭菌液中，送进无菌室 （或无菌隔离器），按无菌手术进行剖腹，切除带胎子 宫（子宫内首先应无菌），将其浸入消毒液里并输送到 另一隔离器中，切开子宫取胎，经用灭菌纱布揩拭仔体 并断脐（电刀切断）后，放隔离器内人工喂乳或用其它 品系的无菌母鼠作保姆供养。
实验动 物编号 随机 数字 归组
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1、选择原则
基本要求：
①动物对化学物的毒性反应与人基本一致； ②操作方便、易于饲养管理、易于获得且价格较低。
③此外，应选用纯品系的初成年动物，雌雄各半；
④要求选用两种或两种以上的实验动物，一种为啮齿类， 另一种为非啮齿类。
品系指用计划交配的方法获得的起源
于共同祖先的一群动物。 同一品系的动物具有共同的遗传来源、 相似的外貌特征、独特的生物学特性及稳
提供接触剂量的设计依据，并为观察指标的选择提出建议。
第六章一般毒性作用及其试验与评价方法105页
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（一）实验动物的选择和要求
No Image
4、实验动物的预检
应先进行动物的给药前检疫观察。 大鼠、小鼠、豚鼠、兔的检疫期为1周，犬、 猴等适当地延长至2～3周。 设定检疫期有两个主要目的： 一是让外购来的实验动物要适应一段时间，减 少环境和生理条件变化对试验结果的影响； 二是筛检健康等不符合试验要求的动物
No Image
外来化学物在一定剂量、一定接触时间和接 触方式下对试验动物产生的综合毒效应称为 一般毒性作用。
一般毒性作用根据接触毒物的时间长短又可 分为急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性。
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第一节 急性毒性作用及其试验与评价方法
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昆明种小鼠 （KM小鼠） 特 点：体型小，产仔多，生 长繁殖快，饲养管理方便， 对环境的适应性和对疾病的 抵抗力强。广泛应用于药理 毒力病理和细菌学研究，以 及生物制品和药品的鉴定。
NIH小鼠 特 点：体型小，产仔多，生 长繁殖快，饲养管理方便，对 环境的适应性和对疾病的抵抗 力强。广泛应用于药理毒力病 理和细菌学研究，以及生物制 品和药品的鉴定。
No Image
（一）实验动物的选择和要求
尽量选择急性毒性反应与人近似的动物； 易于饲养管理、试验操作方便的动物； 繁殖生育力较强，数量较大能够保障供应； 价格较低，易于获得的动物。 实验动物的选择包括物种和品系、年龄、体重、 数量等方面，必须按照其规范要求进行。
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第6章外源化学物的一般毒性作用
能的影响，应选用雄性动物。 如为受试物的致畸形试验作准备，则可只选 用雌性动物。 如一般地阐明受试物毒性的大小与性质，则 应雌雄各半。
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1.3.1.4 动物年龄与体重选择
动物年龄一般选用初成年者。
最常用的是出生2-3月龄、体重分别为200克
和20克左右的大、小鼠；犬则需喂养1年左右； 豚鼠体重200-250克；家兔2000-2500克；猫 1500-2000克。 如需研究受试物急毒作用的年龄差别，则应 选用不同年龄组动物。
1.4.1 固定剂量法
与经典方法不同的是它不以动物死亡作为观察终点， 可以利用预先选定的或固定的一系列剂量染毒，从 而观察化学物的毒性反应来对化学物的毒性进行分 级。实践证明可大量节省试验动物。 实验选择的剂量范围是5、50、500mg/kg，最高限 量是2000mg/kg。 欧共体（EEC）的急性经口毒性分级标准是：高毒 （LD50＜25mg/kg），有毒（LD50为25-200mg/kg）， 有害（LD50为200-2000mg/kg），不分级（LD50＞ 2000mg/kg）4个等级。
急性毒性（acute
toxicity）是指机体一次 接触或在24小时内多次接触外来化学物后所 引起的快速剧烈的中毒效应（结构与功能变 化）。 一次接触因给予途径不同定义不同：口服和 注射指瞬间将受试物给予机体；吸入和皮肤 接触指在特定期间内（24小时）机体持续接 触受试物。
1/16/2019 3
1.2 急性毒性试验的目的
确定受试物使一种或几种实验动物死亡的剂量水平（LD50， LD100，LD01 ），以初步估计该化合物对人类毒害的危险性。 为进一步的蓄积毒性试验、亚慢性与慢性毒性试验及特殊毒 性试验提供剂量和判断指标的依据。 阐明一种化合物的相对毒性、作用方式和特殊毒性表现，找 出量-效关系，以便其毒性包括临床症状、生理生化和病理 变化、毒性性质和可能的靶器官等有初步了解。为毒理学机 制研究的初步探索。 确定机体在环境中接触的受试物侵入机体的途径，研究受试 物的代谢动力学过程。 研究受试物急性中毒的预防和急救治疗措施。
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最常用的染毒途径为经口、经呼吸道、经 皮及注射途径。
4/8/2020
19
染毒途径影响受试物急性毒性
➢ 静脉注射>吸入>肌肉注射>腹腔注射> 皮下注射>经口>皮内注射>经皮。 ➢ 同一受试物不同染毒途径LD50的大小 通常符合上述规律。
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20
二、急性毒性试验
经口(胃肠道)接触 :
灌胃:小鼠0.21.0ml/只或0.10.5ml/10g 大鼠一次灌胃体积不超过5ml/只 家兔不超过10ml/2kg 狗不超过50ml/10kg
6
一、急性毒性和急性毒性试验的目的
急性毒性(acute toxicity)是指机体(人或
试验动物)一次接触或24小时内多次接触化 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。 最主要观察指标是LD50。
4/8/2020
7
一、急性毒性和急性毒性试验的目的
4/8/2020
17
二、急性毒性试验
（二）试验动物的饲养环境
恒定的温度：22±3℃ 湿度：30~70% 照度：昼夜各半 饲料合格、饮水合格、垫料合格
4/8/2020
18
二、急性毒性试验
（三）染毒途径的选择:
染毒途径（exposure routes）的选择需考虑： 模拟人在生活和生产环境中实际接触受试 物的途径和方式；有利于不同化学物之间 急性毒性大小的比较；受试物的性质和用 途；各种受试物毒性评价程序的要求等。
4/8/2020
3
一般毒性作用分为急性毒性、亚慢性 毒性和慢性毒性。
➢ 防治急慢性中毒； ➢ 安全性评价和危险度评定; ➢制订卫生标准； ➢管理毒理学的决策
4/8/2020
4
一般毒性作用的类型
了解污染物理化特征
急性致死试验
一
了解毒性大小特征
急性毒性试验
急性非致死试验
般
毒
性 测
了解在体内蓄积和耐受性
5.禁食：
经消化道染毒时，要求试验前对动物禁食 大鼠、小鼠——隔夜进食；染毒后禁食4h 大动物——每日上午喂食前染毒 染毒后继续禁食2~4h，但在禁食时要保障饮水。
6.实验动物的预检：
选择健康动物 1~2周的检疫期
4/8/2020
15
（二）受试物及处理
➢ 常用剂型为水溶液、混悬液、油溶液 ➢ 水溶性受试物，胃肠道外染毒需用生 理盐水，保持与体内渗透压一致。 ➢ 水不溶性受试物，溶于或悬浮于适当 的有机溶剂中。 ➢ 用靶点和指标 亚急性毒性试验 （≤3个月）
亚慢性毒性试验 （3~6个月）
确定阈值和阈下剂量
慢性毒性试验
（6个月至终身）
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5
§1 急性毒性作用(acute toxicity)
一、急性毒性和急性毒性试验的目的 二、急性毒性试验 三、急性毒性分级
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目的
①测试和求出化学毒物对一种或几种试验动物的 致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性参数， 了解急性毒作用强度。
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目的
②并通过观察动物中毒表现和死亡的情况，了解急 性毒作用性质、可能的靶器官和致死原因，提供化 学毒物的急性中毒资料、初步评价对人体产生损害 的危险性。
③探求化学毒物急性毒性的剂量—反应关系与中毒 特征。
第六章 化学毒物的一般毒性作用
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1
目的要求
掌握一般毒性作用的概念、试验目的 熟悉一般毒性试验方法要点 熟悉蓄积毒作用的概念 了解蓄积毒作用研究方法
4/8/2020
2
一般毒性作用（基础毒性作用）
外来化合物在一定剂量、一定接触时间和 接触方式下对实验动物产生综合毒效应称 为一般毒性作用（general toxicity) 或基础 毒性作用（basic toxicity) .
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适宜容积染毒
① 经口：20ml/kg(空腹动物)； ② 经皮：2ml/kg； ③ 静脉：1ml/kg(5min以上)； ④ 肌肉注射：0.5ml/kg(一个部位)； ⑤ 眼睛：0.01ml/每眼； ⑥ 直肠：0.5ml/kg； ⑦ 阴道：大鼠0.2ml，兔lml； ⑧ 吸入：2mg/L； ⑨ 鼻：猴或犬每鼻孔0.1ml。
④为亚慢性、慢性毒性作用试验的染毒剂量设计提 供参考依据。
⑤研究化学毒物急性中毒的预防和急救治疗措施。 ⑥为毒理学机制研究提供线索 。
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一、急性毒性和急性毒性试验的目的
急性毒性试验常用的毒性参数：
LD50/LC50 Zac （LD50/Limac） LD84/LD16(或LC84／LC16) 剂量—反应曲线斜率
优先考虑白色家兔。而急性吸入毒性试验和经口急 性毒性试验则优先考虑大鼠。
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二、急性毒性试验
⒉试验动物的年龄和体重：
急性试验动物不宜过老或过幼，通常要求选择 刚成年动物进行试验，而且须是未曾交配和受 孕的动物。例如：大鼠180～240g、小鼠18～ 25g、家兔2～2.5kg、豚鼠200～250g、狗10～ 15kg。同一批试验动物体重变异范围不应超过 该批动物平均体重的20％。
与饲料或饮用水混合： 吞咽胶囊:
经呼吸道接触 : 静式吸入
动式吸入
经皮肤接触 : 注射途径接触:
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二、急性毒性试验
（四）染毒剂量与分组:
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二、急性毒性试验
3.试验动物的性别：
雌雄各半； 如雌、雄动物毒效应有明显差异，应
分别并求出雌性和雄性动物的LD50值； 特殊的试验研究可仅作单一性别的急
性毒性试验。
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二、急性毒性试验
4.动物数量与随机分组：
实验方法不同采用的动物的数量不同 分组原则——随机化、均衡性的原则
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二、急性毒性试验方法的要点
(一)试验动物
[原则]：
①急性毒性试验要求选择对化学毒物的代 谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的 试验动物。
②动物易于获得 ③品系纯化 ④价格较低和易于饲养等条件。
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二、急性毒性试验
1．试验动物的种属和品系
最好用两种种属的动物 啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔 非啮齿类：狗或猴。 急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔，
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染毒途径影响受试物急性毒性
➢ 静脉注射>吸入>肌肉注射>腹腔注射> 皮下注射>经口>皮内注射>经皮。 ➢ 同一受试物不同染毒途径LD50的大小 通常符合上述规律。
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二、急性毒性试验
经口(胃肠道)接触 :
灌胃:小鼠0.21.0ml/只或0.10.5ml/10g 大鼠一次灌胃体积不超过5ml/只 家兔不超过10ml/2kg 狗不超过50ml/10kg
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一、急性毒性和急性毒性试验的目的
急性毒性(acute toxicity)是指机体(人或
试验动物)一次接触或24小时内多次接触化 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。 最主要观察指标是LD50。
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一、急性毒性和急性毒性试验的目的
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二、急性毒性试验
（二）试验动物的饲养环境
恒定的温度：22±3℃ 湿度：30~70% 照度：昼夜各半 饲料合格、饮水合格、垫料合格
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二、急性毒性试验
（三）染毒途径的选择:
染毒途径（exposure routes）的选择需考虑： 模拟人在生活和生产环境中实际接触受试 物的途径和方式；有利于不同化学物之间 急性毒性大小的比较；受试物的性质和用 途；各种受试物毒性评价程序的要求等。
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一般毒性作用分为急性毒性、亚慢性 毒性和慢性毒性。
➢ 防治急慢性中毒； ➢ 安全性评价和危险度评定; ➢制订卫生标准； ➢管理毒理学的决策
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一般毒性作用的类型
了解污染物理化特征
急性致死试验
一
了解毒性大小特征
急性毒性试验
急性非致死试验
般
毒
性 测
了解在体内蓄积和耐受性
5.禁食：
经消化道染毒时，要求试验前对动物禁食 大鼠、小鼠——隔夜进食；染毒后禁食4h 大动物——每日上午喂食前染毒 染毒后继续禁食2~4h，但在禁食时要保障饮水。
6.实验动物的预检：
选择健康动物 1~2周的检疫期
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（二）受试物及处理
➢ 常用剂型为水溶液、混悬液、油溶液 ➢ 水溶性受试物，胃肠道外染毒需用生 理盐水，保持与体内渗透压一致。 ➢ 水不溶性受试物，溶于或悬浮于适当 的有机溶剂中。 ➢ 用靶点和指标 亚急性毒性试验 （≤3个月）
亚慢性毒性试验 （3~6个月）
确定阈值和阈下剂量
慢性毒性试验
（6个月至终身）
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§1 急性毒性作用(acute toxicity)
一、急性毒性和急性毒性试验的目的 二、急性毒性试验 三、急性毒性分级
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目的
①测试和求出化学毒物对一种或几种试验动物的 致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性参数， 了解急性毒作用强度。
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目的
②并通过观察动物中毒表现和死亡的情况，了解急 性毒作用性质、可能的靶器官和致死原因，提供化 学毒物的急性中毒资料、初步评价对人体产生损害 的危险性。
③探求化学毒物急性毒性的剂量—反应关系与中毒 特征。
第六章 化学毒物的一般毒性作用
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1
目的要求
掌握一般毒性作用的概念、试验目的 熟悉一般毒性试验方法要点 熟悉蓄积毒作用的概念 了解蓄积毒作用研究方法
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2
一般毒性作用（基础毒性作用）
外来化合物在一定剂量、一定接触时间和 接触方式下对实验动物产生综合毒效应称 为一般毒性作用（general toxicity) 或基础 毒性作用（basic toxicity) .
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适宜容积染毒
① 经口：20ml/kg(空腹动物)； ② 经皮：2ml/kg； ③ 静脉：1ml/kg(5min以上)； ④ 肌肉注射：0.5ml/kg(一个部位)； ⑤ 眼睛：0.01ml/每眼； ⑥ 直肠：0.5ml/kg； ⑦ 阴道：大鼠0.2ml，兔lml； ⑧ 吸入：2mg/L； ⑨ 鼻：猴或犬每鼻孔0.1ml。
④为亚慢性、慢性毒性作用试验的染毒剂量设计提 供参考依据。
⑤研究化学毒物急性中毒的预防和急救治疗措施。 ⑥为毒理学机制研究提供线索 。
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一、急性毒性和急性毒性试验的目的
急性毒性试验常用的毒性参数：
LD50/LC50 Zac （LD50/Limac） LD84/LD16(或LC84／LC16) 剂量—反应曲线斜率
优先考虑白色家兔。而急性吸入毒性试验和经口急 性毒性试验则优先考虑大鼠。
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二、急性毒性试验
⒉试验动物的年龄和体重：
急性试验动物不宜过老或过幼，通常要求选择 刚成年动物进行试验，而且须是未曾交配和受 孕的动物。例如：大鼠180～240g、小鼠18～ 25g、家兔2～2.5kg、豚鼠200～250g、狗10～ 15kg。同一批试验动物体重变异范围不应超过 该批动物平均体重的20％。
与饲料或饮用水混合： 吞咽胶囊:
经呼吸道接触 : 静式吸入
动式吸入
经皮肤接触 : 注射途径接触:
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二、急性毒性试验
（四）染毒剂量与分组:
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二、急性毒性试验
3.试验动物的性别：
雌雄各半； 如雌、雄动物毒效应有明显差异，应
分别并求出雌性和雄性动物的LD50值； 特殊的试验研究可仅作单一性别的急
性毒性试验。
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二、急性毒性试验
4.动物数量与随机分组：
实验方法不同采用的动物的数量不同 分组原则——随机化、均衡性的原则
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二、急性毒性试验方法的要点
(一)试验动物
[原则]：
①急性毒性试验要求选择对化学毒物的代 谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的 试验动物。
②动物易于获得 ③品系纯化 ④价格较低和易于饲养等条件。
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二、急性毒性试验
1．试验动物的种属和品系
最好用两种种属的动物 啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔 非啮齿类：狗或猴。 急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔，