半數致死量

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半數致死(median lethal dose, LD50) 表示在規定時間內,通過指定感染途徑,使一定體重年齡的某種動物半數死亡所需最小細菌數或毒素量。 在毒理學中,半數致死量,簡稱LD50(即Lethal Dose, 50%),是描述有毒物質或輻XX的毒性的常用指標。按照醫學主題詞表(MeSH)的定義,LD50是指「能殺死一半試驗總體之有害物質、有毒物質或遊離輻XX的劑量」。這測試最先由J.W. Trevan于1927年發明。

目 錄1常用指標

2例子

3應用慣例

4其它指標

5爭議

6測定方法

6.1 固定血清

6.2 固定病毒

1常用指標在測定某種毒物的半致死濃度(semilethal concentration,LC50)時,經常用到四個指標,分別是24小時半數致死濃度24h LC50;48小時半數致死濃度48h LC50;72小時半數致死濃度72h LC50;96小時半數致死濃度96h LC50。

2例子乙醇對年輕和年老大鼠口服LD50分別為10.6 g/kg和7.06 g/kg。

煙鹼尼古丁)對大鼠的口服LD50為50 mg/kg。

在毒理學中,半數致死量(median lethal dose),簡稱LD50(即Lethal Dose, 50'),是描述有毒物質或輻XX的毒性的常用指標。按照醫學主題詞表(MeSH)的定義,LD50是指能殺死一半試驗總體之有害物質、有毒物質或遊離輻XX的劑量。這測試最先由J.W. Trevan於1927年發明。

3應用慣例LD50的表達方式通常為有毒物質的質量和試驗生物體重之比,例如"毫克/千克體重"。雖然毒性不一定和體重成正比,但這種表達方式仍有助比較不同物質的相對毒性,以及估計同一物質在不同大小動物之間的毒性劑量。

應用半數致死這量度方法有助減少量度極端情況所帶來的問題,以及減少所需試驗次數;然而這亦代表LD50並對所有試驗生物的致死量:有些可能死於遠低於LD50的劑量,有些卻能在遠高於LD50的劑量下生存。在特殊需要下,研究人員亦可能會量度LD1或LD99等指標(即殺死1%或99%試驗總體之劑量)。

物質的毒性往往受給予方式影響。一般而言,口服毒性會低於靜脈注XX的毒性。故此在表達LD50時經常會附帶給予方式,例如「LD50 i.v.」表示靜脈注XX下的LD50。

和LD50相關的兩種指標,LD50/30和LD50/60,是分別指在沒有治療的情況下,導致受試總體在30天或60天後半數死亡的劑量。這些指標通常用於描述輻XX毒性。

4其它指標另一種毒性指標,LCt50,包含了濃度(C)和暴露時間(t)的描述,通常以"毫克·分鐘/立方米"作描述,類似的ICt50則是使半數人員失能的劑量。這兩種指標通常作描述化學武器,其毒性亦受呼吸速度和衣著影響。Ct這概念最先由弗里茨·哈伯提出,假設在100 mg/m3下暴露1分鐘和10 mg/m3下暴露10分鐘是相等的。然而這定律對於一些可以被身體快速分解的物質如氰化氫便不適用;在這種情況下,需要一定的暴露時間才可確定致死量。在環境研究中,LCt亦可用於描述水中的有毒物質。

對於病原體,亦有一種類似的半數感染量(ID50)的概念,是指在某一給予途徑下足以令半數受試群體感染的病原體數量,例如口服1200個病原體/人。因為病原體數量難以量度,感染量亦會以對不同動物的LD50表達。對於生物武器的感染量,亦可以ICt50表達。

例子

乙醇對年輕和年老大鼠的口服LD50分別為10.6 g/kg和7.06 g/kg。

菸鹼(尼古丁)對大鼠的口服LD50為50 mg/kg。

5爭議動物權利組織一直批評以動物進行LD50測試,特別是一些物質可能令動物在長時間痛苦下死去。一些國家如英國已開始禁止口服LD50測試,而經濟合作與發展組織(OECD)亦在2001年廢除對口服毒性測試的要求。

6測定方法Reed-Muench法

生物受到病毒感染后,體內產生特異性中和抗體,並與相應的病毒粒子呈現特異性結合,因而阻止病毒對敏感細胞吸附,或抑制其侵入,使病毒失去感染能力。中和試驗(Neutralization Test)是以測定病毒的感染力為基礎,以比較病毒受免疫血清中和后的殘存感染力為依據,來判定免疫血清中和病毒的能力。

中和試驗常用的有兩種方法:一種是固定病毒量與等量系列倍比稀釋的血清混合,另一種是固定血清用量與等量系列對數稀釋(即十倍遞次稀釋)的病毒混合;然後把血清-病毒混合物置適當的條件下感作一定時間后,接種于敏感細胞、雞胚或動物,測定血清阻止病毒感染宿主的能力及其效價。如果接種血清病毒混合物的宿主與對照(指僅接種病毒的宿主)一樣地出現病變或死亡,說明血清中沒有相應的中和抗體。中和反應不僅能定性而且能定量,故中和試驗可應用於:

毒株的種型鑒定:中和試驗具有較高的特異性,利用同一病毒的不同型的毒株或不同型標準血清,即可測知相應血清或病毒的型,所以,中和試驗不但可以定屬而且可以定型。

測定血清抗體效價:中和抗體出現于病毒感染的較早期,在體內的維持時間較長。動物體內中和抗體水平的高低,可顯示動物抵抗病毒的能力。

分析病毒的抗原性

毒素和抗毒素亦可進行中和試驗,其方法與病毒中和試驗基本相同

用組織細胞進行中和試驗,有常量法和微量法兩種,因微量法簡便,結果易於判定,適於作大批量試驗,所以得到了廣泛的應用。

固定血清-稀釋病毒法(病毒中和試驗)

病毒毒價的測定 毒價單位:衡量病毒毒價(毒力)的單位過去多用最小致死量(MLD),即經規定的途徑,以不同的劑量接種試驗動物,在一定時間內能致全組試驗動物死亡的最小劑量。但由於劑量的遞增與死亡率遞增不呈線XX係,在越接近100%死亡時,對劑量的遞增越不敏感。而一般在死亡率越接近50%時,對劑量的變化越敏感,故現多改用半數致死量(LD50)作為毒價測定單位,即經規定的途徑,以不同的劑量接種試驗動物,在一定時間內能致半數試驗動物死亡的劑量。用雞胚測定時,毒價單位為雞胚半數致死量(ELD50)或雞胚半數感染量(EID50)。用細胞培養測定時,用組織細胞半數感染量(TCID50)。在測定疫苗免疫性能時,則用半數免疫量(IMD50)或半數保護量(PD50)。

固定病毒稀釋血清法(血清中和試驗)

病毒毒價的測定(微量法)

(1) 病毒的製備 將病毒接種單層細胞,37℃吸附1h后加入維持液,置溫箱培養;逐日觀察,待細胞病變(CPE)達75%以上,收穫病毒懸液凍融或超聲波處理,以3 000r/min離心10min,取上清液,定量分裝成1ml小瓶置-70℃保存備用,選用的病毒必須是對細胞有較穩定的致病力。

(2) 病毒毒價測定 取置-70℃冰箱保存的病毒一瓶,將病毒在96孔培養板上作10倍遞進稀釋即10,10,10……,每孔病毒懸液量為50μl,每個稀釋度作8孔,每孔加入100細胞懸液,每塊板的最後一行設8孔細胞對照,製備細胞懸液的濃度以使細胞在24h內長滿單層為度。把培養板置5%CO2溫箱37℃培養,從48-14h逐日觀察細胞病變,記錄結果。

相關文獻基於JSP語言實現半數致死量的網路計算-電腦知識與技術:學術交流-2011年 第4期 (7)

副豬嗜血桿菌培養基篩選與小鼠半數致死量測定-上海畜牧獸醫通訊-2011年 第2期

閩產鉤吻根總生物鹼半數致死量的實驗研究-海峽藥學-2011年 第12期 (23)

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1常用指標2例子3應用慣例4其它指標5爭議6測定方法6.1固定血清6.2固定病毒

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1常用指標在測定某種毒物的半致死濃度(semilethal concentration,LC50)時,經常用到四個指標,分別是24小時半數致死濃度24h LC50;48小時半數致死濃度48h LC50;72小時半數致死濃度72h LC50;96小時半數致死濃度96h LC50。

2例子乙醇對年輕和年老大鼠的口服LD50分別為10.6 g/kg和7.06 g/kg。

煙鹼(尼古丁)對大鼠的口服LD50為50 mg/kg。

在毒理學中,半數致死量(median lethal dose),簡稱LD50(即Lethal Dose, 50'),是描述有毒物質或輻XX的毒性的常用指標。按照醫學主題詞表(MeSH)的定義,LD50是指能殺死一半試驗總體之有害物質、有毒物質或遊離輻XX的劑量。這測試最先由J.W. Trevan於1927年發明。

3應用慣例LD50的表達方式通常為有毒物質的質量和試驗生物體重之比,例如"毫克/千克體重"。雖然毒性不一定和體重成正比,但這種表達方式仍有助比較不同物質的相對毒性,以及估計同一物質在不同大小動物之間的毒性劑量。

應用半數致死這量度方法有助減少量度極端情況所帶來的問題,以及減少所需試驗次數;然而這亦代表LD50並對所有試驗生物的致死量:有些可能死於遠低於LD50的劑量,有些卻能在遠高於LD50的劑量下生存。在特殊需要下,研究人員亦可能會量度LD1或LD99等指標(即殺死1%或99%試驗總體之劑量)。

物質的毒性往往受給予方式影響。一般而言,口服毒性會低於靜脈注XX的毒性。故此在表達LD50時經常會附帶給予方式,例如「LD50 i.v.」表示靜脈注XX下的LD50。

和LD50相關的兩種指標,LD50/30和LD50/60,是分別指在沒有治療的情況下,導致受試總體在30天或60天後半數死亡的劑量。這些指標通常用於描述輻XX毒性。

4其它指標另一種毒性指標,LCt50,包含了濃度(C)和暴露時間(t)的描述,通常以"毫克·分鐘/立方米"作描述,類似的ICt50則是使半數人員失能的劑量。這兩種指標通常作描述化學武器,其毒性亦受呼吸速度和衣著影響。Ct這概念最先由弗里茨·哈伯提出,假設在100 mg/m3下暴露1分鐘和10 mg/m3下暴露10分鐘是相等的。然而這定律對於一些可以被身體快速分解的物質如氰化氫便不適用;在這種情況下,需要一定的暴露時間才可確定致死量。在環境研究中,LCt亦可用於描述水中的有毒物質。

對於病原體,亦有一種類似的半數感染量(ID50)的概念,是指在某一給予途徑下足以令半數受試群體感染的病原體數量,例如口服1200個病原體/人。因為病原體數量難以量度,感染量亦會以對不同動物的LD50表達。對於生物武器的感染量,亦可以ICt50表達。

例子

乙醇對年輕和年老大鼠的口服LD50分別為10.6 g/kg和7.06 g/kg。

菸鹼(尼古丁)對大鼠的口服LD50為50 mg/kg。

5爭議動物權利組織一直批評以動物進行LD50測試,特別是一些物質可能令動物在長時間痛苦下死去。一些國家如英國已開始禁止口服LD50測試,而經濟合作與發展組織(OECD)亦在2001年廢除對口服毒性測試的要求。

6測定方法Reed-Muench法

生物受到病毒感染后,體內產生特異性中和抗體,並與相應的病毒粒子呈現特異性結合,因而阻止病毒對敏感細胞的吸附,或抑制其侵入,使病毒失去感染能力。中和試驗(Neutralization Test)是以測定病毒的感染力為基礎,以比較病毒受免疫血清中和后的殘存感染力為依據,來判定免疫血清中和病毒的能力。

中和試驗常用的有兩種方法:一種是固定病毒量與等量系列倍比稀釋的血清混合,另一種是固定血清用量與等量系列對數稀釋(即十倍遞次稀釋)的病毒混合;然後把血清-病毒混合物置適當的條件下感作一定時間后,接種于敏感細胞、雞胚或動物,測定血清阻止病毒感染宿主的能力及其效價。如果接種血清病毒混合物的宿主與對照(指僅接種病毒的宿主)一樣地出現病變或死亡,說明血清中沒有相應的中和抗體。中和反應不僅能定性而且能定量,故中和試驗可應用於:

病毒株的種型鑒定:中和試驗具有較高的特異性,利用同一病毒的不同型的毒株或不同型標準血清,即可測知相應血清或病毒的型,所以,中和試驗不但可以定屬而且可以定型。

測定血清抗體效價:中和抗體出現于病毒感染的較早期,在體內的維持時間較長。動物體內中和抗體水平的高低,可顯示動物抵抗病毒的能力。

分析病毒的抗原性。

毒素和抗毒素亦可進行中和試驗,其方法與病毒中和試驗基本相同。

用組織細胞進行中和試驗,有常量法和微量法兩種,因微量法簡便,結果易於判定,適於作大批量試驗,所以得到了廣泛的應用。

固定血清-稀釋病毒法(病毒中和試驗)

病毒毒價的測定 毒價單位:衡量病毒毒價(毒力)的單位過去多用最小致死量(MLD),即經規定的途徑,以不同的劑量接種試驗動物,在一定時間內能致全組試驗動物死亡的最小劑量。但由於劑量的遞增與死亡率遞增不呈線XX係,在越接近100%死亡時,對劑量的遞增越不敏感。而一般在死亡率越接近50%時,對劑量的變化越敏感,故現多改用半數致死量(LD50)作為毒價測定單位,即經規定的途徑,以不同的劑量接種試驗動物,在一定時間內能致半數試驗動物死亡的劑量。用雞胚測定時,毒價單位為雞胚半數致死量(ELD50)或雞胚半數感染量(EID50)。用細胞培養測定時,用組織細胞半數感染量(TCID50)。在測定疫苗的免疫性能時,則用半數免疫量(IMD50)或半數保護量(PD50)。

固定病毒稀釋血清法(血清中和試驗)

病毒毒價的測定(微量法)

(1) 病毒的製備 將病毒接種于單層細胞,37℃吸附1h后加入維持液,置溫箱培養;逐日觀察,待細胞病變(CPE)達75%以上,收穫病毒懸液凍融或超聲波處理,以3 000r/min離心10min,取上清液,定量分裝成1ml小瓶置-70℃保存備用,選用的病毒必須是對細胞有較穩定的致病力。

(2) 病毒毒價測定 取置-70℃冰箱保存的病毒一瓶,將病毒在96孔培養板上作10倍遞進稀釋即10,10,10……,每孔病毒懸液量為50μl,每個稀釋度作8孔,每孔加入100細胞懸液,每塊板的最後一行設8孔細胞對照,製備細胞懸液的濃度以使細胞在24h內長滿單層為度。把培養板置5%CO2溫箱37℃培養,從48-14h逐日觀察細胞病變,記錄結果。