第五章-环境污染物的一般毒性及其评价方法-课件.ppt
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- 第五 环境 污染物 一般 毒性 及其 评价 方法 课件
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1、第五章 环境污染物的一般毒性及其评价主讲教师:刘主讲教师:刘 薇薇大连理工大学大连理工大学 环境学院环境学院生态毒理学生态毒理学 (EcotoxicologyEcotoxicology)一般毒性和特殊毒性一般毒性和特殊毒性一般毒性一般毒性特殊毒性特殊毒性急性毒性急性毒性亚慢性毒性和慢性毒性亚慢性毒性和慢性毒性蓄积毒性蓄积毒性局部毒性局部毒性致癌性致癌性致突变作用致突变作用生殖和发育毒性生殖和发育毒性5.1 毒性评价的实验基础毒性评价的实验基础 流行病学资料和临床观察,可以获得环境污染物对人类健康的危害。毒理学实验为阐明毒性特点、毒作用机制、剂量毒性特点、毒作用机制、剂量-反反应关系,预测对人类
2、健康的潜在危害一般规律应关系,预测对人类健康的潜在危害一般规律,为制订卫生标准提供科学依据。一般毒性实验 急性毒性实验急性毒性实验 亚慢性和慢性毒性实验亚慢性和慢性毒性实验 蓄积实验蓄积实验 毒理学试验目的毒理学试验目的1.阐明受试物毒性表现和性质2.阐明毒性作用的剂量-反应(效应)3.确定毒作用的靶器官4.阐明毒性机制5.确定损害的可逆性 5.1 毒性评价的实验基础毒性评价的实验基础一一.实验动物的选择实验动物的选择1.实验动物实验动物(laboratory animal)经人工培育,对其携带微生物实行控制,遗传背景明确,来源清楚,可用于科学研究的动物。Wistar 大鼠大鼠豚鼠豚鼠5.1
3、毒性评价的实验基础毒性评价的实验基础2.选择实验动物的基本原则选择实验动物的基本原则1.毒性反应及代谢特点与人类相近2.自然寿命适宜3.易于饲养和实验操作4.经济并易于获得5.对受试物敏感一一.实验动物的选择实验动物的选择3.毒理学实验常用动物主要品系毒理学实验常用动物主要品系(strain)(1)近交系动物近交系动物 采用连续20代以上兄妹间交配或亲子交配而培育的纯品系动物。津白、津白165,BALB/C,C3HC57B/6J小鼠等。BALB/cA津白一一.实验动物的选择实验动物的选择(2)突变系动物突变系动物 动物在生长繁殖过程中,通过自然突变自然突变或人工人工定向突变定向突变的办法,使其
4、某个基因发生突变,某个基因发生突变,并丧失丧失了原有的正常功能了原有的正常功能。这种突变的基因可以世代相传世代相传并保持遗传基因保持遗传基因特性特性的品系动物。无胸腺裸鼠一一.实验动物的选择实验动物的选择 两个不同近交系两个不同近交系之间有目的进行交配,所产生的杂交第一代第一代动物。(3)杂交群动物杂交群动物 5年以上年以上不从外部引进新血缘,仅由同一品系的动物在固定场所保存繁殖的动物群。昆明种小鼠、NIH小鼠、LACA小鼠、Wistar大鼠、SD大鼠、青紫蓝兔、新西兰兔等。(4)封闭群动物封闭群动物一一.实验动物的选择实验动物的选择4.微生物控制级别微生物控制级别(1)无菌动物无菌动物 体内
5、外均无任何微生物和寄生虫的动物。(2)无特定病原体动物(无特定病原体动物(SPF)体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物。容许携带非特定微生物,但不能携带传染性病原菌。(3)清洁动物清洁动物 最低限度疾病动物。动物体内外不携带人畜共患的病人畜共患的病原体或动物传染病病原体原体或动物传染病病原体。抗体检查常发现脑脊髓质炎病毒、鼠肝炎病毒等抗体。但不应有临床症状、病理改变及自然死亡。饲养在半屏蔽系统。一一.实验动物的选择实验动物的选择1.年龄2.性别 3.生理状态 4.健康状况 5.个体选择要求个体选择要求一一.实验动物的选择实验动物的选择可根据人类可根据人类实际接触方式实际接触方式和和受试物的理化
6、性质受试物的理化性质等因素,等因素,选择合适的染毒方式。选择合适的染毒方式。1.1.经口染毒经口染毒 灌胃,喂饲,胶囊2.2.经呼吸道染毒经呼吸道染毒 静式吸入染毒,动式吸入染毒3.3.经皮染毒经皮染毒4.4.皮下、静脉注射和腹腔内注射皮下、静脉注射和腹腔内注射 5.5.其他其他 二二.常用染毒方式常用染毒方式三三.毒理学试验中的常用对照组毒理学试验中的常用对照组1.未处理对照组未处理对照组(空白对照组空白对照组)本底值,质量控制2.阴性阴性(溶剂赋形剂溶剂赋形剂)对照对照 与染毒组比较的基础 3.阳性对照阳性对照 检测试验体系的有效性有效性和准确性准确性4.历史性对照历史性对照 检查试验体系
7、的稳定性稳定性,即进行实验室质量控制和保证质量控制和保证 四四.受试样品要求受试样品要求 用用同一种同一种、同一批号同一批号受试物受试物 受试物受试物成分成分和和配方配方必须固定必须固定 如存在异构体混合物,则要求如存在异构体混合物,则要求异构体比例异构体比例 必须固定必须固定 活性成分的含量活性成分的含量和和杂质的浓度杂质的浓度应固定应固定 受试物保质期内受试物保质期内不发生分解不发生分解,掺入到饲料,掺入到饲料 惑溶液中也要求惑溶液中也要求稳定稳定五五.实验结果的判断实验结果的判断1.实验组与对照组比较实验组与对照组比较有无显著性差异有无显著性差异2.剂量剂量-反应关系反应关系和和剂量剂量
8、-效应关系效应关系3.其他其他相关参数相关参数的改变的改变4.是否在是否在“正常正常”值范围值范围 一一.急性毒性急性毒性 急性毒性(acute toxicity)指机体一次一次接触或在24小时内多次小时内多次接触化学物后,短期内引起的毒效应。死亡行为死亡行为生理生化指标的异常变化生理生化指标的异常变化 病理学改变病理学改变5.1 5.1 急性毒性及其评价急性毒性及其评价急性毒性实验目的急性毒性实验目的 1.致死剂量致死剂量、急性阈剂量急性阈剂量、初步估计对人类毒对人类毒害的危险性害的危险性。2.阐明急性毒性强度急性毒性强度、特征特征、可能的靶器官可能的靶器官、致死原因致死原因和剂量反应剂量反
9、应(效应效应)关系关系。3.体内生物转运和转化生物转运和转化,及其动力学变化动力学变化。4.为设定蓄积性蓄积性、亚慢性亚慢性、慢性毒性实验的染慢性毒性实验的染毒剂量毒剂量、观察指标观察指标提供参考依据。一一.急性毒性急性毒性急性毒性参数急性毒性参数 1.绝对致死剂量或浓度(LDl00/LC100)2.最小致死剂量或浓度(MLD/MLC)3.最大耐受剂量或浓度(MTD、LD0/MTC、LC0)4.半数致死剂量或浓度(LD50/LC50)5.急性毒性LOAEL 6.急性毒性NOAEL 7.急性毒作用带(Zac)一一.急性毒性急性毒性二二.急性毒性实验的动物选择急性毒性实验的动物选择 健康成年动物
10、未曾交配或受孕 大鼠(180240g)小鼠(1825g)家兔(22.5kg)猫(1.52.0kg)气态毒物的粘膜刺激气态毒物的粘膜刺激猫皮肤的局部刺激作用皮肤的局部刺激作用豚鼠,家兔过敏反应过敏反应豚鼠、家兔、狗、小鼠、猫呕吐反应呕吐反应狗、猫哺乳动物哺乳动物三三.急性毒性实验染毒方式急性毒性实验染毒方式1.经口经口(胃肠道胃肠道)接触接触 (1)(1)一次灌胃体积一次灌胃体积 小鼠小鼠 0.1 0.5ml/10g体重体重 大鼠大鼠 0.5 1.0ml/100g体重体重 (2)(2)吞咽胶囊吞咽胶囊 家兔及猫、狗等大动物家兔及猫、狗等大动物 实验动物染毒前应实验动物染毒前应禁食禁食,染毒,染毒
11、 后也应继续禁食后也应继续禁食3 3 4 4小时。小时。2.经呼吸道接触经呼吸道接触 常温、常压下为气态,或以常温、常压下为气态,或以蒸气态、气溶胶、烟、尘状态蒸气态、气溶胶、烟、尘状态污染生产环境与生活环境空气。污染生产环境与生活环境空气。静式染毒静式染毒 动式染毒动式染毒3.经皮肤接触经皮肤接触 应当尽量选择应当尽量选择皮肤解剖皮肤解剖、生生理与人类较近似理与人类较近似的动物为对象。的动物为对象。家家兔兔和和豚鼠豚鼠为首选,也可用为首选,也可用大鼠大鼠代替。代替。三三.急性毒性实验染毒方式急性毒性实验染毒方式四四.半数致死量测定程序半数致死量测定程序1 1 实验动物实验动物 性成熟、健康,
12、雌雄各半2 2 化学结构、理化性质和毒性参考资料化学结构、理化性质和毒性参考资料 3 3 预试验预试验 求出全活、全死剂量 4 4 正式实验正式实验 在求出全活、全死剂量之间设56个实验组 组距 1.21.5倍小鼠、大鼠 10只/组、家兔46只/组 如化合物毒性有性别差异,则应分别计算雌、雄性动物各自的LD50(LC50)。观察持续时间和饲养条件观察持续时间和饲养条件 观察期一般为观察期一般为14天内天内的总死亡数。的总死亡数。速死性毒物求其速死性毒物求其LD50(LC50),应计算,应计算24小时小时的死亡率。的死亡率。LD50值的表示应注明值的表示应注明染毒途径染毒途径和和观察时间观察时间
13、,以便于在进行毒性比较时有可比性。以便于在进行毒性比较时有可比性。在观察期间,应保障实验动物有在观察期间,应保障实验动物有完全的膳完全的膳食食、充足的饮水充足的饮水及及适宜的温湿度适宜的温湿度环境,以防止环境,以防止动物出现非中毒性死亡。动物出现非中毒性死亡。四四.半数致死量测定程序半数致死量测定程序中毒症状观察中毒症状观察 应详细地观察记录动物的应详细地观察记录动物的中毒症状、发生中毒症状、发生和发展过程及规律,死亡前症状特点、死亡时和发展过程及规律,死亡前症状特点、死亡时间间等。等。很多毒物初期往往很多毒物初期往往初期初期先出现先出现兴奋或抑制兴奋或抑制现象。应注意现象。应注意体重变化体重
14、变化。粘膜刺激症状,如出汗、流涎,粘膜刺激症状,如出汗、流涎,甚至有血性分泌物,瞳孔改变等。甚至有血性分泌物,瞳孔改变等。四四.半数致死量测定程序半数致死量测定程序病理学检查和其它指标观察病理学检查和其它指标观察 在观察期间中毒死亡动物应在观察期间中毒死亡动物应及时解剖,及时解剖,检查器官有无充血、出血、水肿或其它改变,检查器官有无充血、出血、水肿或其它改变,并对并对有变化的脏器作病理组织学检查有变化的脏器作病理组织学检查。对存活动物在观察期结束时,应做全部对存活动物在观察期结束时,应做全部动物解剖,逐一进行病理学检查。动物解剖,逐一进行病理学检查。四四.半数致死量测定程序半数致死量测定程序计
15、算计算LD50和和LD50 95%可信限可信限四四.半数致死量测定程序半数致死量测定程序五五.急性毒性分级急性毒性分级单位:mg/kgWHO化化学品毒性分级学品毒性分级剧毒 1高毒 1中等毒 50低毒 500实际无毒 5000极毒 15000 中国卫生部中国卫生部根据大鼠一次经口根据大鼠一次经口LD50的急性毒性分级的急性毒性分级急性毒性阈剂量急性毒性阈剂量(浓度浓度)一次染毒引起某种毒性反应的最小剂量,属于非致死性指标非致死性指标。未知毒性污染物:未知毒性污染物:可选择综合性、非特异性指标。如体重,活动能力,应激状态、条件反射等。已知毒性已知毒性比较了解的可选择最敏感的指标刺激性气体或蒸汽:
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