环境生物学 03 污染物的生物效应检测PPT幻灯片
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1. 实验动物：与急性和慢性试验中的动物品系相同，健康，年幼 2. 染毒剂量：最高剂量不引起大量致死；最低剂量无任何中毒反应
中间剂量介于上述二者之间；设置对照组 3. 染毒途径：模拟人类在环境中的染毒方式 4. 观察与评价：初步评估靶器官、最大无作用浓度等
2.3 亚慢性和慢性毒性试验
慢性毒性试验
最大耐受致死剂量（浓度）LD0（LC0）:不能引起被 测试生物发生死亡的最高剂量（浓度），但发生了 其它中毒症状
表示毒性的常用参数
最大无作用剂量:用于制定最高容许浓度和最高 人体每日摄入量
最小有作用剂量（MEL）:中毒阈剂量 毒作用带
急性毒作用带=（LD50/急性MEL），值越大，引起 死亡的危险性越小。
反应（Response）
指接触一定剂量化学物后，产生某种效应并达到一定强 度的个体在群体中所占的比例。反应是对群体而言的， 用百分率或比值来表示，如发病率、死亡率等。
剂量－效应关系和剂量－反应关系
以剂量为横坐标，以表示效应强度的计算单位或表示反 应的百分率或比值为纵坐标绘制散点图所得到的曲线， 即为剂量－效应关系和剂量－反应关系曲线。
哺乳动物的慢性毒性试验
1. 实验动物：与亚慢性试验中的动物品系相同，但年龄更小 2. 染毒剂量：在LD50的1/100~1/20中取3-4个剂量 3. 染毒途径：模拟人类在环境中的染毒方式 4. 观察与评价：最终确定最大无作用浓度
2.4 蓄积毒性试验
蓄积毒性作用：低于中毒阈剂量的外来化合物，反复多次
测试方法标准化的优点
增加数据精确度 测试可被其他实验室重复 各种人员容易进行该测试 方便进行数据比较 可为环境管理、环境立法提供可靠数据
缺点
仅能回答普遍性关注的某些问题，对非常见的 污染物、易分解污染物和混合污染物等，目前 还难于进行。
第二节 一般毒性试验
生物毒性的基本概念 急性毒性试验 亚慢性和慢性毒性试验 蓄积毒性试验
与机体持续接触，经一定时间后使机体出现明显中毒的表现
物质蓄积：污染物进入机体的量大于排出的量，量的积累 功能蓄积：污染物反复作用于机体，最终致病，效的积累
2.4 蓄积毒性试验
试验方法
蓄积系数法
蓄积系数
EC50(n)
K EC50(1)
固定剂量每天连续染毒法 剂量定期递增染毒法
2.4 蓄积毒性试验
2.1 生物毒性的基本概念
毒物：毒物与非毒物之间不存在绝对的界限，通
常一种物质只有达到中毒剂量时才是毒物。
中毒：机体受毒物作用而表现出的疾病状态。中
毒是各种毒性作用的综合表现，包括急性中毒、 亚急性中毒、慢性中毒。
毒性：毒物引起机体易感部位产生有害作用
的能力。
效应（Effect）
也称为作用，指接触一定剂量化学物后，使机体产生的 生物学改变。效应是对个体而言的，这种改变可用一定 的计量单位表示。
不同的化学物或同一化学物在不同条件下，其剂量与效 应或反应的相关关系不同，可呈现不同类型的曲线
剂量－效应关系和剂量－反应关系曲线图
反应强度（％）
死亡率（％）
100 50
剂量 剂量－反应曲线（直线型）
100 50
对数剂量 剂量－反应曲线（S形线型）
死亡率（概率单位）
死亡率（％）
100 50
剂量 剂量－反应曲线（抛物线型）
100 50
对数剂量 剂量－反应曲线
表示毒性的常用参数
致死剂量（LD）或致死浓度（LC）
绝对致死剂量（浓度）LD100（LC100）:引起被测试 生物全部死亡的最低剂量（浓度）
半致死剂量（浓度）LD50（LC50）:引起被测试生物 50%全部死亡的剂量（浓度）
最小致死剂量（浓度）MLD（MLC）:仅引起被测试 生物个别死亡的最高剂量（浓度）
试验方法
20天蓄积试验法
每天染毒剂量
停止染毒7天后的症状与判断
1/20LD50 出现死亡，且其它组有剂量—效应关系强蓄积
1/10LD50
1/5LD50 1/2LD50
无死亡，且其它组无剂量—效应关系无明显蓄积作用
慢性毒作用带=（急性MEL/慢性MEL），值越大， 引起慢性毒性中毒的可能性越大。
半数效应浓度（EC50） 半数抑制浓度（IC50）
2.2 急性毒性试验
哺乳动物急性毒性试验
1. 资料检索类似试验的LD50（LC50） 2. 根据文献设计试验，得到LD100（LC100）和
LD0（LC0） 3. 继续缩小范围试验，得到LD50（LC50）
提纲
第一节 生物测试及方法 第二节 一般毒性试验 第三节 生物的分子和细胞水平检测 第四节来自百度文库生物致突变、致畸和致癌效应检测 第五节 微宇宙法
第一节 生物测试及方法
生物测试的定义 生物测试的方式 生物测试的标准化
1.1 生物测试的定义
生物测试（Bioassay）
系统地利用生物的反应测定一种或多种环境污染物或环境 因素单独或联合存在时，所导致的影响或危害
类食物链的关系 个体大小、生活史长短、曾经受污染情况
1.3 生物测试的标准化
影响生物测试结果的主要因素
受试生物：受试生物的年龄、生活阶段、尺寸 大小、季节、食物等都会影响生物对毒物的敏 感性
标准化
试验条件：温度、水体pH、试验装置、材料
实验室：人员操作水平、数据统计分析
1.3 生物测试的标准化
2.2 急性毒性试验
哺乳动物急性毒性试验 ——微囊藻对小白鼠的LD50=50~500mg/kg
2.2 急性毒性试验
水生生物急性毒性试验
鱼类毒性试验 藻类急性毒性试验 水蚤类急性毒性试验
2.3 亚慢性和慢性毒性试验
亚慢性毒性试验 ——在动物生命周期1/30-1/20的时间内所进行的毒性试验
注释1：所利用的生物反应包括分子、细胞、组织、器官、 个体、种群、群落、生态系统各级水平上的反应。
注释2：生物测试不同于常规的物理、化学检测。前者能 够测定污染物对生物机体的影响，而后者只能测定污染物 的浓度。
1.2 生物测试的方式
受试生物选择
对试验毒物具有敏感性 有广泛地理分布和足够的数量 是生态系统重要组成，有重大生态学价值 实验室内易于培养和繁殖 已有较丰富的生物学背景资料 对试验毒物的反应能够被测定 具有重要的经济价值、旅游价值，考虑与人
中间剂量介于上述二者之间；设置对照组 3. 染毒途径：模拟人类在环境中的染毒方式 4. 观察与评价：初步评估靶器官、最大无作用浓度等
2.3 亚慢性和慢性毒性试验
慢性毒性试验
最大耐受致死剂量（浓度）LD0（LC0）:不能引起被 测试生物发生死亡的最高剂量（浓度），但发生了 其它中毒症状
表示毒性的常用参数
最大无作用剂量:用于制定最高容许浓度和最高 人体每日摄入量
最小有作用剂量（MEL）:中毒阈剂量 毒作用带
急性毒作用带=（LD50/急性MEL），值越大，引起 死亡的危险性越小。
反应（Response）
指接触一定剂量化学物后，产生某种效应并达到一定强 度的个体在群体中所占的比例。反应是对群体而言的， 用百分率或比值来表示，如发病率、死亡率等。
剂量－效应关系和剂量－反应关系
以剂量为横坐标，以表示效应强度的计算单位或表示反 应的百分率或比值为纵坐标绘制散点图所得到的曲线， 即为剂量－效应关系和剂量－反应关系曲线。
哺乳动物的慢性毒性试验
1. 实验动物：与亚慢性试验中的动物品系相同，但年龄更小 2. 染毒剂量：在LD50的1/100~1/20中取3-4个剂量 3. 染毒途径：模拟人类在环境中的染毒方式 4. 观察与评价：最终确定最大无作用浓度
2.4 蓄积毒性试验
蓄积毒性作用：低于中毒阈剂量的外来化合物，反复多次
测试方法标准化的优点
增加数据精确度 测试可被其他实验室重复 各种人员容易进行该测试 方便进行数据比较 可为环境管理、环境立法提供可靠数据
缺点
仅能回答普遍性关注的某些问题，对非常见的 污染物、易分解污染物和混合污染物等，目前 还难于进行。
第二节 一般毒性试验
生物毒性的基本概念 急性毒性试验 亚慢性和慢性毒性试验 蓄积毒性试验
与机体持续接触，经一定时间后使机体出现明显中毒的表现
物质蓄积：污染物进入机体的量大于排出的量，量的积累 功能蓄积：污染物反复作用于机体，最终致病，效的积累
2.4 蓄积毒性试验
试验方法
蓄积系数法
蓄积系数
EC50(n)
K EC50(1)
固定剂量每天连续染毒法 剂量定期递增染毒法
2.4 蓄积毒性试验
2.1 生物毒性的基本概念
毒物：毒物与非毒物之间不存在绝对的界限，通
常一种物质只有达到中毒剂量时才是毒物。
中毒：机体受毒物作用而表现出的疾病状态。中
毒是各种毒性作用的综合表现，包括急性中毒、 亚急性中毒、慢性中毒。
毒性：毒物引起机体易感部位产生有害作用
的能力。
效应（Effect）
也称为作用，指接触一定剂量化学物后，使机体产生的 生物学改变。效应是对个体而言的，这种改变可用一定 的计量单位表示。
不同的化学物或同一化学物在不同条件下，其剂量与效 应或反应的相关关系不同，可呈现不同类型的曲线
剂量－效应关系和剂量－反应关系曲线图
反应强度（％）
死亡率（％）
100 50
剂量 剂量－反应曲线（直线型）
100 50
对数剂量 剂量－反应曲线（S形线型）
死亡率（概率单位）
死亡率（％）
100 50
剂量 剂量－反应曲线（抛物线型）
100 50
对数剂量 剂量－反应曲线
表示毒性的常用参数
致死剂量（LD）或致死浓度（LC）
绝对致死剂量（浓度）LD100（LC100）:引起被测试 生物全部死亡的最低剂量（浓度）
半致死剂量（浓度）LD50（LC50）:引起被测试生物 50%全部死亡的剂量（浓度）
最小致死剂量（浓度）MLD（MLC）:仅引起被测试 生物个别死亡的最高剂量（浓度）
试验方法
20天蓄积试验法
每天染毒剂量
停止染毒7天后的症状与判断
1/20LD50 出现死亡，且其它组有剂量—效应关系强蓄积
1/10LD50
1/5LD50 1/2LD50
无死亡，且其它组无剂量—效应关系无明显蓄积作用
慢性毒作用带=（急性MEL/慢性MEL），值越大， 引起慢性毒性中毒的可能性越大。
半数效应浓度（EC50） 半数抑制浓度（IC50）
2.2 急性毒性试验
哺乳动物急性毒性试验
1. 资料检索类似试验的LD50（LC50） 2. 根据文献设计试验，得到LD100（LC100）和
LD0（LC0） 3. 继续缩小范围试验，得到LD50（LC50）
提纲
第一节 生物测试及方法 第二节 一般毒性试验 第三节 生物的分子和细胞水平检测 第四节来自百度文库生物致突变、致畸和致癌效应检测 第五节 微宇宙法
第一节 生物测试及方法
生物测试的定义 生物测试的方式 生物测试的标准化
1.1 生物测试的定义
生物测试（Bioassay）
系统地利用生物的反应测定一种或多种环境污染物或环境 因素单独或联合存在时，所导致的影响或危害
类食物链的关系 个体大小、生活史长短、曾经受污染情况
1.3 生物测试的标准化
影响生物测试结果的主要因素
受试生物：受试生物的年龄、生活阶段、尺寸 大小、季节、食物等都会影响生物对毒物的敏 感性
标准化
试验条件：温度、水体pH、试验装置、材料
实验室：人员操作水平、数据统计分析
1.3 生物测试的标准化
2.2 急性毒性试验
哺乳动物急性毒性试验 ——微囊藻对小白鼠的LD50=50~500mg/kg
2.2 急性毒性试验
水生生物急性毒性试验
鱼类毒性试验 藻类急性毒性试验 水蚤类急性毒性试验
2.3 亚慢性和慢性毒性试验
亚慢性毒性试验 ——在动物生命周期1/30-1/20的时间内所进行的毒性试验
注释1：所利用的生物反应包括分子、细胞、组织、器官、 个体、种群、群落、生态系统各级水平上的反应。
注释2：生物测试不同于常规的物理、化学检测。前者能 够测定污染物对生物机体的影响，而后者只能测定污染物 的浓度。
1.2 生物测试的方式
受试生物选择
对试验毒物具有敏感性 有广泛地理分布和足够的数量 是生态系统重要组成，有重大生态学价值 实验室内易于培养和繁殖 已有较丰富的生物学背景资料 对试验毒物的反应能够被测定 具有重要的经济价值、旅游价值，考虑与人