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001-经口急性毒性试验方法-改良寇氏法

001-经口急性毒性试验方法-改良寇氏法急性毒性试验方法――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:r =n ba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 r2第四组:a r3 第五组:a r4 第六组:a r5二、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2000mg/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:M =m1-K式中, K为各组剂量的比值,K=1/r。

d 、配制母液选择适当的溶剂配制浓度为C 1的受试液,取M ml 作为母液,从母液中取出m ml 供最高剂量组染毒用;然后取m ml 溶剂加入剩余的母液中,混匀,稀释后的母液浓度为C 2(C 1 :C 2=1:k= r ),即次高剂量组所要求的浓度,从中取出m ml供次高剂量组染毒用(第2组),然后再加入m ml溶剂,其稀释后的浓度为C 3(C 2 :C 3=1.2),取出m ml 供第3组动物染毒用。

依此类推,可配制成按1∶K 递减的各剂量组不同浓度的试液。

三、染毒各组小鼠分别按等容量方法给予相应浓度的受试药液,即0.2ml/10g b.w.。

四、观察指标与试验期限急性中毒症状及出现时间,死亡数量、时间。

大体剖检变化。

试验期限为7-14天五、结果及LD50的计算采用寇氏法计算LD 50及其95%可信限 1、试验结果列表表试验结果2 计算LD 50当急性毒性试验的最大剂量死亡率为100%,最小剂量的死亡率为0%;各组动物数相等;各剂量组的组距等比或剂量对数等差时,用下述基本公式计算LD 50:LD 50=log -1[X m -i (∑p -0. 5)]3-P m -P n)] 4当不含0%和100%死亡率时,用下式计算LD 50:LD 50=log -1[X m -i (S x 50∑p -pq =in以上各式中:i —组距,即相邻两组剂量对数剂量之差X m —最大剂量对数P —各剂量组死亡率(死亡率均用小数表示) P m —最高死亡率q —各组剂量存活率,q=1-pP n —最低死亡率∑p —各剂量组死亡率之和 n —各组动物数 S x50—logLD 50的标准误LD 50 的95 %可信限=log-1(log LD50±1.96×S x50)改进Kärber 法的优点是计算简便、结果精确,实用性大。

我国《新兽药一般毒性试验技术要求》规定用此法计算新兽药的LD 50。

举例:给小鼠口服某药进行急性毒性试验,测定LD 50。

选择体重18~24g健康小鼠(雌雄各半),按随机方法将动物分为5个组,每组10只。

经预试找出死亡率在0~100%的剂量范围大约为300~600mg/kg b.w. 。

(1) 预试(略)(2)计算公比r =n ba(3)根据公比(r)计算各组剂量因而各组剂量分别为:第一组:a=300mg/kg b.w.第二组:a r =300⨯1. 2 = 360mg/kg b.w. 第三组:a r2 =300⨯1. 2 2 =432mg/kg b.w. 第四组:a r3 =300⨯1. 2 3 = 518mg/kg b.w. 第五组:a r4 =300⨯1.2 4 = 622mg/kg b.w.(4)受试液配制采用1:K 系列稀释法配制不同浓度的受试液。

(K =1/r)a 、确定各剂量组所需受试液浓度:已知最高剂量组剂量为622mg/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622mg/20ml,即3.11%(C 1); b 、确定每组所需受试液的量按每只鼠体重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 、确定母液总量各组动物需用本组浓度受试液的用量为5 ml(m );各剂量组之比为0.833(k=1/ r),则母液应配制的总量为(ml ):d 、配制母液选择适当的溶剂配制浓度为3.11%(C 1)的受试液,取30 ml作为母液,从母液中取出5ml 供第五组(最高剂量组)接毒用,然后取5 ml溶剂加入25ml 母液中混匀,稀释后的母液浓度为2.59%(C 2)(C 1 :C 2=1:k=1.2),即第四组(次高剂量组)所要求的浓度,从中取出5 ml供第四组接毒用,然后再加入5 ml (ν ml)溶剂,其稀释后的浓度为2.16%(C 3)(C 2 :C 3=1.2),即第三组所需的浓度。

依此类推,可配制第二组、第一组所需浓度的受试液,分别为1.80%、1.50%(5)接毒各组小鼠分别按等容量方法给予相应浓度的受试药液,即0.2ml/10g b.w.。

(6)观察指标(7)结果及LD50的计算采用寇氏法计算LD 50及其95%可信限 a 、将试验结果列入下表,按改良寇氏法进行计算;表试验结果b 、按下列公式计算:LD 50=log -1[X m -i (∑p -0. 5)]即:logLD 50=Xm-d (∑p -0.5)Xm=log622=2.7938 i=log 1.2=0.0792 p=0+0.2+0.5+0.7+1.0=2.4代入公式:logLD 50= 2.7938-0.0792(2.4-0.5)=2.6433 c 查反对数求出LD50=439.87 mg/kg b.w.。

d 计算LD 50的标准误(S ):S x 50=ipqn=0.0792×0.249=0.0197e 计算LD 50的95%可信限:LD 50的95%可信限= log-1(logLD 50±1.96×S logLD 50)= log-1(2.6433±1.96×0.0197) = log-1(2.6433±0.0386)= log-1(2.6047~2.6819)=402.44~480.73 mg/kg b.w.。

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