急 性 毒 性 试 验 方 法
――改良寇氏法
Kärber 法由Kärber 于1931提出,后经Finney 改进,顾汉颐作过改进,1963年孙瑞元教授对该法进一步改进,改进后的计算方法称为点斜法或孙氏法,增加了不含0%和100%死亡率的校正式,所得LD 50及全部有关参数与正规概率单位法相近。
改良寇氏法(Käber)试验设计的原则是:各组剂量按等比级数;各组动物数相等:大致有一半组数的动物死亡率在10%~50%之间,另一半在50%~100%之间,最好出现0 %和100 %的剂量组。
一、剂量选择及分组
1、剂量选择
剂量设计是否合理是急性毒性试验能否成功的关键。
探求外源化学物的急性毒性,测定其LD 50或LC 50时,应首先广泛查阅文献资料,了解该化学物的化学结构和理化性质,如结构式、分子量、溶解度、挥发度、纯度及杂质含量等,其次确定测定LD 50的计算方法,然后设计剂量。
2、预试验:
总的原则是先用少量动物,以较大的剂量间距染毒,求出粗略的致死剂量范围,即确定受试动物全部致死的最小剂量(b )和全部不致死的最大剂量(a ),即求出待测化学物0 %~100 %的大致致死剂量范围,然后在这个剂量范围内按几何级数的间距设计5~7个剂量组,组间剂量呈等比级数(r ),其比值为1.2~1.5。
进行正式实验。
用于急性毒性试验时,动物的体重为:大鼠180~200g ,小鼠18~22g ,豚鼠200~250g,家兔2~2.5kg ,犬10~12 kg 。
用于实验的同一批动物体重变异范围不得超过所用动物平均体重的20%。
仍然遵守雌雄各半或雌雄兼取的原则。
当预试中发现化学物的毒性有明显的性别差异时,则需要选用雌、雄两种性别的动物分别进行试验,求出各自的LD 50。
通过预试,找出受试化学物引起动物死亡的大致剂量范围,以此为依据设计正式试验的剂量和分组。
按下式设计剂量组:
1n a
b r -= 式中:r —相邻两组剂量的比值,一般为1.2~1.5,
b —最低全致死剂量量,
a —最高不致死剂量,
n —设计的组数。
分组恰当与否也是确保实验结果准确的条件之一。
因为组数过多,需要消耗较多的动物,还可能出现较大剂量组动物死亡率低于较小剂量组;组数过少,不能较精确求出LD 50。
3、根据公比(r)计算各组剂量
各组剂量分别为:
第一组:a
第二组:a r
第三组:a r 2
第四组:a r 3
第五组:a r 4
第六组:a r 5
二、受试物溶液配制
1、溶剂的选择
毒理学试验中,常用的剂型有液体剂型、固体剂型。
液体剂型中有溶液剂、混悬剂、乳化剂等。
选择溶剂的原则是不与受试物发生化学反应,不改变化学物的毒性,故应根据受试物的理化性质,选择适当的溶剂。
一般而言,水溶性化学物可选择蒸馏水或生理盐水,以水为溶剂,既经济、方便、易吸收,又无毒副作用。
脂溶性化学物多选用植物油,如花生油、橄榄油。
不溶于水而溶于油的化学物常用吐温-80或吐温-60配制成乳化剂。
既不溶于水又不溶于油脂的化学物可选择淀粉液、明胶液、羧甲基纤维素钠液(0.5-1% CMC )等助悬剂配制成混悬液。
如用有机溶剂,实验动物应设溶剂对照组,有机溶剂所用比例不宜超过10%,溶解后,再用水稀释,必要时可加入增溶剂,如吐温-80、聚乙二醇等,以提高溶液剂的浓度。
2、配制方法
将受试物配制成一种浓度,不同剂量组实验动物单位体重所给受试物的体积不同,剂量越高,所用的体积越大;剂量越低,所用的体积越小。
比如某受试物的试验剂量分别为100、200、400和800mg/kg ,受试物配制成10 mg/ml ,每组动物每10g 体重分别给与0.1、0.2、0.4和0.8 ml 。
将受试物配制成不同浓度,不同剂量组实验动物单位体重所给受试物的体积相同,剂量越大,受试化学物配制的浓度越高。
上例中,若实验动物按0.2ml/10g b.w 容量灌胃,则应配制成4个不同浓度,即5mg/ml 、10mg/ml 、20mg/ml 和40mg/ml 。
灌胃体积依所选用的实验动物而定,一次灌胃的体积为:小鼠0.1~0.4ml/10g b.w ,每只不超过1ml ;大鼠0.5~1ml/100g ,每只不超过4ml;家兔在5ml/kg 之内;犬不超过50ml/kg ;
为避免操作误差,等容量稀释的传统方法常采用1∶K 系列稀释法。
该法操作简便、浓度精确、节约受试化学物。
a 、 确定各剂量组所需受试液浓度
如已知最高剂量组剂量为2000mg/kg b.w.,小鼠按等容量方法给予受试药液,即0.2ml/10g b.w.,相当于20ml/1000g b.w.,故最高剂量组所需受试液的浓度(母液浓度)为2000 mg/20ml ,即10.0%(C 1)。
b 、 确定每组所需受试液的量(m ml )
按每只鼠体重25g 计算(将损耗也计算在内),给药量为0.2ml/10g b.w.,则每组10只动物所需受试液的量为5ml ;
c 、 确定母液总量
配制时,根据实验设计要求确定最高剂量组所需受试化学物的浓度和总体积,配制母液。
设母液浓度为C 1,各组所需要的量为m ml ,母液应配制的总量M 用下述公式计算:
K
1m M -=。