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发布时间:2020-10-06 00:08:00

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作者:江高峰

出版社:湖北科学技术出版社

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毒理学基础实验教程

毒理学基础实验教程试读:

前言

《毒理学基础实验教程》是根据《毒理学基础》教材编写的配套实验指导教程。本书共分六章,分别介绍了毒理学实验基本技术、一般毒性实验、特殊毒性实验、细胞毒理学实验、分子毒理学实验和生殖毒理学实验相关内容。

附录为毒理学实验的扩展阅读英文教程,主要介绍了国外毒理学实验动物的一般操作技术,也涉及到关怀动物与动物福利,实验动物安乐死等内容,有利于提高学生的专业英文水平和交流理解能力。

本教材既介绍了经典的卫生毒理学实验方法,又编写了反映现代毒理学发展水平的实验新技术,同时还包括综合性及拓展性毒理学实验项目,教材内容力求有前瞻性、针对性和可操作性。

本教材可供预防医学专业和卫生检验检疫专业本科生、研究生使用。各院校可根据不同的培养目标要求以及自身的实验教学条件,选择适当的实验内容。第一章毒理学实验基础第一节毒理学实验设计一、目的和意义

毒理学的很多研究工作需要通过动物实验来进行。使用实验动物进行科研的优点是花费人力、物力较少,时间短,易发现单因素与结果的关系,能提供大量有价值的可与人类生命活动现象相类比的资料。在毒理学实验研究中,健康的实验动物是保证工作顺利进行和获得正确可靠的研究结果的重要条件。

毒理学研究外源化学物对于机体(特别是人体)的有害作用及其机制。毒理学研究的主要手段是动物实验。体内实验是以实验动物为模型,最终目的是通过外源化学物对实验动物的毒性反应,向人(原型)外推,以期评估外源化学物对人的危害及危险性。体外实验主要用于筛选和预测急性毒性和机制研究;人体实验和流行病学调查则可进一步深化和证实在动物实验中所得到的资料。实际上,毒理学作为一门实验科学是以动物实验为中心的,毒理学动物实验的设计、实施、结果观察和评价是毒理学研究的基本方法。

通过本次实验讨论,要求学生基本掌握毒理学实验设计的原则和方法。二、内容(一)毒理学实验的原则和局限性

1.毒理学实验的原则

在毒理学的实验中,有三个基本的原则。

第一个原则:化学物在实验动物产生的作用,可以外推于人。

第二个原则:实验动物必须暴露于高剂量,这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法。

第三个原则:成年健康(雄性和雌性未孕)的实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择。

2.毒理学实验的局限性

用实验动物的毒理学实验资料外推到人群接触的安全性时,会有很大的不确定性。(二)毒理学常规毒性实验的基本目的

毒性评价或安全性评价方面的基本目的包括以下几点:(1)受试物毒作用的表现和性质。(2)剂量-反应(效应)研究。(3)确定毒作用的靶器官。(4)确定损害的可逆性。

毒理学研究还可能有其他的目的和要求,例如毒作用的敏感检测指标和生物学标志、毒作用机制研究、受试物的毒物动力学和代谢研究、中毒的解救措施等。对这些要求,应扩展常规实验的设计以包括有关的项目,或者另外设计和进行靶器官毒理学研究及机制毒理学研究。(三)实验动物的选择

毒理学的动物实验是以实验动物作为研究对象的,为获得可靠的研究结果,先决条件是正确地选用实验动物。

1.实验动物物种的选择

对实验动物物种选择的基本原则是:选择对受试物在代谢、生物化学和毒理学特征与人最接近的物种;自然寿命不太长的物种;易于饲养和实验操作的物种;经济并易于获得的物种。

在毒理学研究中常用的实验动物物种如下:大鼠、小鼠、豚鼠、兔、狗。其他可能用到的实验动物有地鼠、猕猴、小型猪、鸡等。常用实验动物生物学和生理学参数见表1-1。

以上实验动物各物种中,实际上没有一种完全符合上述物种选择的原则,目前常规选择物种的方式是利用两个物种,一种是啮齿类,另一种是非啮齿类。系统毒性研究最常用的啮齿类是大鼠和小鼠,非啮齿类是狗。豚鼠常用于皮肤刺激实验和致敏实验,兔常用于皮肤刺激实验和眼刺激实验。遗传毒理学实验多用小鼠,致癌实验常用大鼠和小鼠,致畸实验常用大鼠、小鼠和兔。迟发性神经毒性实验常用母鸡。表1-1 常用实验动物生物学和生理学参数

2.实验动物品系的选择

品系(strain)是实验动物学的专用名词,指用计划交配的方法,获得起源于共同祖先的一群动物。

实验动物按遗传学控制分类可分为:(1)近交系:指全同胞兄妹或亲子之间连续交配20代以上而培育的纯品系动物。如小鼠有津白Ⅰ、津白Ⅱ、615, DBA/1和DBA/2, BALB/C, C3H, C57B/6J, A和A/He等。(2)杂交群动物(杂交1代,F1),指两个不同的近交系之间有目的进行交配,所产生的第一代动物。(3)封闭群:一个种群在五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随机交配繁殖的动物群。如昆明种小鼠、NⅠH小鼠、LACA小鼠、F344大鼠、Wistar大鼠、SD(Sprague-Dauley)大鼠等。

根据实验动物遗传的均一性排序,近交系最高、杂交群次之、封闭群较低。不同品系实验动物对外源化学物毒性反应有差别,所以毒理学研究要选择适宜的品系,对某种外源化学物毒理学系列研究中应固定使用同一品系动物,以求研究结果的稳定性。

遗传毒理学一般利用啮齿类动物,主要是小鼠或大鼠。如果有合适的理由,其他物种也可接受。有的文献报告在小鼠骨髓微核实验MS/Ae品系比ddy, CD-1或BDF品系更敏感。但一般认为还没能证明某一品系对所有的遗传毒性物质比其他品系都敏感。在致癌实验中对实验动物的品系有一定的要求,特别重视有关病理损害的自发发生率。

3.对实验动物微生物控制的选择

按微生物控制分类,实验动物分为4级,见表1-2。对于毒性实验及毒理学研究应尽可能使用Ⅱ级(或Ⅱ级以上)的动物,以保证实验结果的可靠性。表1-2 实验动物微生物等级

4.个体选择

实验动物对外来化学物的毒性反应还存在个体差异,应注意实验动物的个体选择。(1)性别:同一物种、同一品系的实验动物,雌雄两性通常对相同外源化学物毒性反应类似,但雌雄两性对化学物的毒性敏感性上存在着差别。

如果已知不同性别的动物对受试物敏感性不同,应选择敏感的性别。如对性别差异不清楚,则应选用雌雄两种性别。如实验中发现存在性别差异,则应将不同性别动物的实验结果分别统计分析。

在遗传毒理学体内实验中,对性别的选择有几种意见:

1)对单个物种应用两种性别。

2)对单个物种应用两种性别,除非已在一个性别得到阳性反应,就不必对另一种性别进行实验。

3)对单个物种应用两种性别,除非经毒代动力学研究证明受试物(和其代谢产物)在雄性和雌性无差别和/或如果在确定剂量的预实验证明有相等毒性。此假定在非遗传毒性与遗传毒性之间有相关。

4)对单个物种常规用一种性别(雄性或雌性),除非预期证明存在性别差异。由于历史的原因,UDS体内/体外实验常规用雄性大鼠。

一般来说,对于初次实验的受试物,应该采用两种性别。对大鼠和小鼠各一种性别进行实验可能比单个物种两种性别提供更好的危害鉴定,但这需要更多的资料来证明。(2)年龄和体重。(3)生理状态。(4)健康状况。(四)毒理学实验设计要点

1.体内实验设计(1)剂量分组在毒理学实验中,最重要的就是研究剂量-反应(效应)关系,也就是当外源化学物染毒剂量增加,实验动物的毒性反应(效应)随之而增强。剂量-反应(效应)关系的存在是确定外源化学物与有害作用的因果关系的重要依据,也可证明实验结果的可靠性。因此,在毒理学实验中,一般至少要设3个剂量组(即高剂量组、中剂量组、低剂量组),希望能得到满意的剂量-反应(效应)关系。

特别注意设立对照组:

1)未处理对照组(以前有称为空白对照组);

2)阴性(溶剂/赋形剂)对照;

3)阳性对照;

4)历史性对照。(2)各组动物数。(3)实验期限。

2.体外实验设计(1)测定受试物溶解性。(2)实验最高剂量的推荐。(3)代谢活化。(4)阳性对照。(5)重复。(五)实验动物的染毒和处置

1.动物实验前的准备

2.受试物和样品的准备

3.染毒途径

4.实验动物处死及生物标本采集(1)实验动物处死方法。(2)血液采集。(3)尿液采集。(4)病理解剖、标本留取和组织病理学检查。(六)实验结果处理和分析

在毒理学实验的设计和实施中应贯彻实验设计的对照、随机和重复的原则,实验的各剂量组所得到的结果应与阴性对照组比较。根据实验结果(指标)的变量类型是数值变量(计量资料)还是分类变量(计数资料),选用不同的统计分析方法。

在评价毒理学实验的结果时,应综合考虑生物学意义和统计学意义。统计检验的假设是关于总体特征的假设,检验方法是以统计量的抽样分布为根据的,得到的结论是概率性的,不是绝对的肯定或否定,不等同于有或无生物学意义。对实验结果作出科学的判断和解释,应该根据统计学分析的结果、生物学知识和经验。

1.毒理学实验的统计学

统计学观点及方法在毒理学实验的设计和结果评价中起关键的作用,毒理学实验的发展也促进了生物统计学的发展。毒理学实验统计学评价的主要进展是剂量-反应关系研究和对超离差数据的统计。

毒理学实验设计的统计学要求毒理学实验的设计应遵循随机、重复及对照三个原则,要求各观察值具有代表性,并且是相互独立的。毒理学实验的设计具体涉及到剂量水平数目及间隔,每个剂量点的实验单位数,每个实验单位接种及计数的细胞数,对照组的设置等。实验单位的确定对于样品的独立性是很重要的,实验单位(experi-mental unit)是进行处理时或观察时独立的最大采样单位。以动物和培养物作为实验单位要比以细胞作为实验单位更为可取。此外,如果同时评价几个不同因素的效应,应注意均衡的原则,实验设计应可以区分不同因素的贡献并分别估计。

样本的代表性要求具有同质性,即各处理组和对照组的非实验因素的条件均一致,为此,各实验单位(动物或培养物)的分组及整个实验的全部操作都应遵循随机化原则。利用形态学指标的毒理学实验,必须采用盲法观察结果,以消除实验者观察结果的偏性。样本应有足够的大小和适当的重复次数,以估计处理之间、实验室内和实验室间的变异性。一般可根据显著性水准、检验把握度、容许误差、总体标准差等来估计样本的大小。

严格执行毒理学实验设计的上述要求,才可能得到可靠性和重复性良好的结果,也是进行正确的统计学评价的基础。良好的质量保证和实验设计可以监控系统误差,而统计处理则用来确定随机误差。

毒理学实验的数据通常是由剂量水平和相应观察值组成的二维关系型数据。毒理学实验处理组与阴性对照组观察值均数的比较,如果资料可拟合某种分布,则适用于参数检验,其敏感度和效率高于非参数检验;如资料不能拟合某些已知的分布,则应进行数据转换,以满足正态性和方差齐性。如果任何变换都不能改善数据的分布,可能存在个别可疑值,应予以识别和剔除。另一方面,可使用不依赖总体分布模型的非参数统计分析。

一种毒理学实验资料可以有若干种正确的统计学分析方法,但可能不存在唯一正确的方法。其原因主要是表面上不同的统计学分析方法常以相同的统计学概念和模型为基础。另一方面,利用不同的统计学方法来评价毒理学实验资料缺乏比较研究。(1)各处理组与阴性对照组两两比较和多个处理组与阴性对照组比较:各处理组与阴性对照组两两比较和多个处理组与阴性对照组比较常用的统计学方法见表1-3。表1-3 各处理组与阴性对照组两两比较和多个比较的统计学方法(2)剂量-效应关系和剂量-反应关系:剂量-效应关系和剂量-反50应关系是毒理学研究的重要内容。在急性毒性(LD)研究中,就是50典型的剂量-反应关系研究,LD是统计学的点值估计和区间估计。在其他毒理学实验中的阳性剂量-效应关系和剂量-反应关系的确定也应通过统计学处理和判定,尽管可以用各处理组与阴性对照组两两比较和各处理组间两两比较,发现高剂量组与中、低剂量组及对照组间差别有显著性,中剂量组与低剂量组和对照组间差别有显著性,低剂量组与对照组间差别无显著性,来证明有剂量-反应关系,但这种方法的效率较低。剂量-效应关系和剂量-反应关系的判定可以分为定性和定量统计学两大类。剂量-效应关系和剂量-反应关系的统计学定性分析即为趋势检验,而统计学定量分析则为模型拟合。趋势检验是检验对自变量规定的水平,反应的观察值增高或降低的趋势的显著性。当自变量s为定量数据时,则可进行模型拟合,即剂量-反应关系的定量研究。ii01

趋势实验(trend testing),剂量为x;反应为μ,当有x<x<…K0i0Ki0Ki0<x,无效假设为H∶μ=μ=...=μ备择假设为Ha∶μ≤μ≤…≤μ或μ≥μKi≥…≥μ单调上升或单调下降趋势。如反应μ为连续资料服从正态分布,i当x为定量数据,则可选用简单的线性回归或加权线性回归;如反应iμ为离散资料服从二项分布或泊松分布,可选用Cochran-Armitage趋势检验;如果样本所属的总体分布未知,则可利用非参数法加Jonckheere-Terstra趋势检验(Jonckheere, 1954)。

在毒理学数据的统计学方法中最主要的发展是剂量-反应关系的统计学方法、超离差(overdispersion)计数资料的统计学方法及广义线性模型(generalized linear mod-el)。这些方法,可以利用统计程序包如SAS, Genstat等来实现。(3)对常规毒理学实验资料推荐的统计学方法(Cad等,1994)如下:

A.体重和器官重量:体重常是毒性效应最敏感的指标之一。如果每组样品量足够大(10或10个以上),可用下述方法:器官重量计算为体重的百分比,按体重或体重改变分析。如在实验开始,动物随机化分组(各组体重均数差别无显著性,各组所有的动物体重在总平均体重的2个SD之内),利用体重改变分析比较好。

对各组资料利用Bartlett方差齐性实验,检测方差齐性。根据方差齐性或不齐,决定进一步的统计学检验。如果样本量较小,可利用Kruskal-Wallis非参数检测。

B.临床化学:过去一般用t检验或ANOVA分析,但并非是最适当的方法。因为这些生化参数很少是彼此独立的。通常,所研究的并不是单独某一个参数,而是与靶器官毒作用有关的一组参数,如CPK, HBDH和LDH同时增高强烈指示心肌损害。这时我们并不只是注意其中一个参数的增高,而是全部3个参数。而血清电解质(如钠、钾、钙)常相互影响,一种降低常伴另一种增加。而且资料的性质,由于这些参数的生物学性质或测定的方法,常不服从正态分布(为偏态分布)或为非连续的,如肌苷、钠、钾、氯、钙和血尿素氮。临床化学资料适用的统计学方法:①ANOVA, Bartlett检验和/或F检验,t检验,适用于:钙、葡萄糖、BUN、肌苷、胆碱脂酶、总蛋白、白蛋白、HBDH、ALP、CPK、LDH、ALT、AST及血红蛋白。②Kruskal-Wallis非参数ANOVA适用于:总胆红素、GGT。

C.血液学:不同物种、品系的实验动物血液学检查的数据,所服从的分布也可能是不同的。这些参数的大部分是相互有关的,并依赖于所用的测定方法。RBC数、血小板数和MCV可用仪器测定,数据适用于参数检验。红细胞压积(HCT)是由RBC和MCV得到的计算值,故依赖于此两个参数;但如直接测定,也可用参数检验。

血红蛋白是直接测定的并是独立的连续数据。但如同时存在血红蛋白的多种形态(氧血红蛋白、脱氧血红蛋白、高铁血红蛋白等),则可能不是典型的正态分布,而呈多模型分布,此时可用Wilcoxon检验或多重秩和检验。

WBC总数服从正态分布,并适用于参数检验。而WBC的分类或报告为百分比或乘以WBC总数得“绝对”分类WBC数。这些资料,特别是嗜酸性粒细胞不符合正态分布,应该用非参数统计。

应注意,单个参数的变化很少有生物学意义,因为这些参数是相互有关的,应注意发现并分析预期的参数变化谱。

D.组织病理学损害发生率:在亚慢性和慢性毒性实验中,强调了组织病理学检查。统计学分析是评价处理组动物组织病理学损害发生率是否高于对照组动物。除了癌发生率外,也应注重发现其他病理损害。在处理组和对照组动物病理损害发生率比较常用卡方检验或Fisher精确检验。利用双侧检验还是单侧检验取决于研究者的要求。对于多重比较可用Bonferroni法,而且可利用趋势检验来评价剂量-反应关系。

E.生殖毒性:对生殖毒性的统计学分析,是以窝(或妊娠雌性动物)为实验单位,而不是幼体。生殖毒性实验一般可得4个变量:生育力指数(FⅠ)、受孕指数(GⅠ)、存活力指数(VⅠ)和哺育指数(LⅠ)。对这些变量,如样本数为10或10以上可利用Wilcoxon-Mann-whitney U检验或KrusKa1-Wallis非参数ANOVA。如样本数小于10,则可用Wilcoxon秩和检验(用于2组比较)或Aruskal-wallis非参数ANOVA(用于3组或3组以上的比较)。

F.致畸实验:每组应有20只妊娠动物。并且,实验单位为窝,而不是胎体。如样本数为10或10以上,可近似为正态,利用参数检验(如卡方检验、t检验或ANO-VA)、来评价结果。当样本数小于10,可用非参数检验(Wilcoxon秩和检验或Kruskal-wallis非参数ANOVA)。此外,Wilcoxon-Mann-whitney U检验也广泛用于致畸实验。

G.饲料和染毒柜中受试物浓度分析:当受试物掺入饲料进行喂饲实验,或为气溶胶吸入实验,应定期测定饲料中受试物浓度和染毒柜中受试物气溶胶的浓度。采样应随机并有代表性。一般要求饲料或空气中浓度应在预定浓度的±10%之内;显著增高的峰浓度可能超过代谢或修复系统能力,出现急性毒作用。如果不了解饲料/空气中真实的暴露水平,可能错误地解释该受试物的低水平慢性毒性。气溶胶颗粒直径分级采样可能得到分类资料(如>100μm, 100~25μm, 25~10μm, 10~3μm等),这种资料应该用几何均数及其标准差来描述。

H.致突变性实验:绝大多数遗传毒理学短期实验(STT)的观察值为计数资料(如突变体数、畸变数、SCE数)或是相对数(如存活细胞的突变频率),因此STT结果的统计学主要是对离散性资料的统计学推断。

最常用的遗传毒理学实验的统计学方法:

a)Ames实验的统计学评价:Ames实验的结果中每平板回变菌落数的分布不完全服从泊松分析,有超离差现象;并且,其剂量-反应曲线呈先上升后下降的伞形。Ames等l975年提出2倍判断标准,在1983年改进的方法中已不再推荐。2倍判断标准有较大的缺点,此判断标准不是统计学判断,对自发回变率较高的菌株偏严,而对自发回变率较低的菌株偏松。已发展了几种统计学方法用于Ames实验的假设检验和剂量反应研究。Kim和Margolin等(1999)利用基于生物学的机制模型,发展了SALM程序,用于Ames实验结果的判断。

b)遗传毒理学体内实验:统计学评价:Adler等(1998)提出了3步法。①确定实验结果是否可接受。如果同时进行的阴性对照的均数在历史性对照的均数±3SD之内,则该实验结果可以接受。如果不接受,则应重新进行实验。②剂量-反应分析。利用同时进行的阴性对照资料进行剂量-反应趋势检验。有统计学显著性的阳性趋势表明受试物处理的效应。③评价各个处理组反应,然后将各个处理组的均数分别与历史性阴性对照比较,如各个处理组均未显示差别显著性,但趋势检验有显著性意义,此实验结果的解释需要生物学判断。如果趋势无显著性,但经多重比较校正后仅一个处理组与历史性阴性对照比较差别有显著性,则此实验结果的解释也需要生物学判断。这时,可认为该实验的结果为可疑。图1-1 遗传毒理学体内实验统计学评价的程序

Ⅰ.行为毒理学:行为毒理学实验一般得到4种类型的资料:①观察的记分值,来自开阔场实验等;②反应率,来自舔液,总活动或压杆;③错误率,来自学习-记忆实验;④到达终点的时间。对这些数据常用的和推荐的统计学方法见表1-4。行为发育毒性和生殖毒性研究的统计学方法也见表1-4,在断乳前应以窝为实验单位进行统计。表1-4 行为毒理学的统计学方法

2.统计学意义和生物学意义

在评价毒理学实验结果时,要综合评价实验结果的统计学意义和生物学意义。

一般来说,具有统计学意义是具有生物学意义的必要条件之一。正确地利用统计学假设检验的结果有助于确定实验结果的生物学关联。在判断生物学意义(即生物学重要性)时,可考虑以下步骤。(1)纵向比较:此参数的改变有无剂量-反应关系。化学物毒作用的剂量-反应关系是毒理学研究的基本假设。当某参数的改变存在阳性剂量-反应关系,就可认为此参数的改变与受试物染毒有关,具有生物学意义。(2)横向比较:此参数的改变是否伴有其他相关参数的改变。例如,生化参数很少是彼此独立的,单个剂量组的一个参数有统计学显著性的改变一般不认为有生物学意义,除非此改变为其他参数改变所支持。如没有骨髓或脾组织学改变或没有高铁血红蛋白生成,则单有红细胞计数的改变是没有生物学意义的。同样,在免疫毒理学中,单有淋巴细胞计数的改变不伴有淋巴结组织学改变也可能是没有生物学意义的。(3)与历史性对照比较:由于目前尚无公认的实验动物参考“正常”值,应由本实验室利用相同品系的实验动物和相同的溶剂,进行至少10次独立实验的阴性(溶剂)对照的资料构成,以其均值±1.96×标准误作为参考值的范围。同时进行的阴性对照应在历史性对照的均数±3SD范围之内,否则应重新实验。另有认为,凡某种观察值与对照组比较,差别具有统计学显著性(P < 0.05),并符合下列情况之一者,即可认为已偏离正常参考值范围,属于有害作用。①其数值不在正常参考值范围之内。②其数值在正常参考值范围之内,但在停止接触后,此种差异仍持续一段时间。③其数值在正常参考值范围之内,但如机体处于功能或生化应激状态下,此种差异更加明显。应该指出,后两种情况需要附加的实验设计。

另外,还有一些其他的考虑。如处理组同时与对照组两组均数之差值应超过检测误差的两倍以上。某些血液生化指标(如AST、ALT等)的测定值升高才有生物学意义。

当处理组数据与阴性对照组比较差别有显著性,并且经分析认为是与处理有关的生物学效应,应进一步判断其为有害效应还是非有害效应。决定一种效应是否为有害作用需要专家的判断。不同指标或参数的生物学意义和重要性是不同的。

在分析和综合评价实验结果的统计学意义和生物学意义时,可能遇到4种情况,见表1-5。在此表中,第Ⅰ和第Ⅳ种情况最为常见,第Ⅰ种情况是无统计学意义也无生物学意义,第Ⅳ种情况是有统计学意义也有生物学意义。但是有时在实验结果中会出现第Ⅱ和第Ⅲ种情况。表1-5 毒理学实验结果的统计学意义和生物学意义

第Ⅲ种情况是有统计学意义但无生物学意义,例如在某个亚慢性毒性实验中,中剂量组动物血液白细胞计数低于阴性对照组,差别有显著性(P < 0.05),而高剂量组和低剂量组动物血液白细胞计数与阴性对照组比较差别无显著性(P > 0.05)。由于在此实验结果中未出现剂量-反应关系,因此中剂量组血液白细胞计数降低可能是由于偶然因素造成的,没有生物学意义。但是,如果仅在高剂量组动物血液白细胞计数降低,与阴性对照组比较差别有显著性(P < 0.05)时,必须仔细地核实高剂量组的资料。如果资料无任何疑问,可认为此变化可能具有生物学意义。最好是重新进行一个亚慢性毒性实验,并加大受试物的剂量,如果能够观察到剂量-反应关系,则说明此剂量组血白细胞计数降低是有生物学意义的;如果加大受试物剂量没有观察到剂量-反应关系,才可以说此剂量组血液白细胞计数降低没有生物学意义。因此,在判断实验结果的生物学意义时,有无剂量-反应关系是关键。有统计学意义但无生物学意义的情况,更常见的是因为实验设计和实施不良所致。

第Ⅱ种情况是具有生物学意义但无统计学意义,这可能是因为该事件的发生是极端罕见的,例如在哺乳动物致癌实验中,在染毒组中出现对照组中没有的肿瘤类型,尽管从统计学上此种肿瘤的发生率很低,与对照组比较差别无显著性(P > 0.05),但还应该认为是有生物学意义的。

利用一种以上的实验动物,当某种效应在一个物种出现而在另一物种不出现,或一个物种远比另一物种敏感时,则使结果的解释复杂化,难以确定以哪个物种的实验结果外推到人最为合适。除非有足够的资料(通常是比较毒动学或毒效学资料)可以表明最合适的物种,一般是以最敏感的物种来确定NOAEL和安全限值。

毒理学是一门实验科学,动物实验是其主要研究手段,通过大量的动物实验,取得外源化合物对生物系统的损害机制。因此,有关实验动物的知识对于毒理学研究来说是至关重要,甚至是必不可少。实验动物是指经人工饲育,对其携带微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。在生命科学实验研究中实验动物总是被作为前沿哨兵和人类的替身,用来验证一个又一个的生命科学真理。由于生命现象的复杂性,目前还没有其他方法能够完全替代实验动物进行实验研究。

人类使用动物做实验已有上千年的历史。20世纪50年代后,伴随着生命科学技术的进步,特别是实验科学的兴起,极大地促进了实验动物科学的发展。1956年联合国教科文组织与医疗科学国际组织和国际生命科学会联合成立了国际实验动物委员会(Ⅰnternational Council on Laboratory Animal Science, ⅠCLAS)。随着人类科技的进步和文明的发展,对实验动物的使用呈现数量下降,质量提高的趋势。同时,对研究人员在动物伦理学上提出了更高的要求,在实际工作中,要尊重生命,善待动物。

目前,实验动物的福利和动物保护运动呈现全球化趋势,发达国家有关实验动物的法律和法规逐步完善。动物福利(animal welfare)指为了保证动物在健康舒适的状态下生存,而人为给动物提供的相应物质条件和采用的行为方式,以保证动物处于生理和心理愉快的感受状态。如何避免因各种形式的实验给动物带来不同程度的疼痛和痛苦成为实验动物福利中带有根本性的问题。英国于1876年制订“禁止虐待动物法”, 1986年施行“科学实验动物法”;美国1966年通过“动物福利法”; 2006年我国颁布《关于善待实验动物的指导性意见》,是我国第一部专门用于指导科技管理人员和技术人员重视实验动物福利的政策性文件,主张动物福利是一个严肃的道德议题、科学议题、法律议题和政治议题。

针对动物福利等伦理学问题,普遍开展了以替代(replacement)、减少(reduction)、优化(refinement)为核心的“3R”运动。替代即使用低等级动物代替高等级动物,或不使用活的脊椎动物进行实验,达到与动物实验相同的目的;减少是应把使用动物的数量降低到实现科研目的所需的最小量;优化则是通过改善动物设施、饲养管理和实验条件,精选实验动物、技术路线和实验手段,优化实验操作技术,尽量减少实验过程对动物机体的损伤,减轻动物遭受的痛苦和应激反应,使动物实验得出科学的结果。

实验动物和动物实验是生命科学,特别是现代医学研究中的重要条件和基础。科研人员在动物实验研究过程中一定要关爱实验动物,重视实验动物的生命,提高科学研究实验结果的质量,让实验动物的牺牲取得应有的价值。以上我们讨论了毒理学动物实验的基础,介绍了对外源化学物进行毒性评价的实验设计、实施、结果分析等各个环节。实验的质量控制是保证实验数据具有科学性、准确性和公正性的先决条件。没有质量保证,实验数据的可靠性是无法肯定的。

我们在安全性毒理学实验设计、实施、总结报告的各个环节上,应该自觉、主动地遵循GLP原则,逐步从人员的组成和职责、设施、设备、质量保证部门(QAU)、标准操作规程(SOP)、受试品与对照品、实施方案、实验记录和总结报告等各个方面落实GLP。第二节实验动物的一般操作技术一、目的和意义

毒理学研究需要用实验动物来进行各种实验,通过对动物的实验观察和分析来研究毒作用,获得毒物的毒性、剂量-反应关系、毒作用机制等方面的资料,因此动物实验是毒理学研究中重要的手段之一。

通过本次实习学习毒理学实验中有关动物实验的基本操作技术,掌握实验动物的选择、动物抓取、染毒方法和生物材料的采集等技术。二、内容(一)健康动物的选择

无论选择哪种种属品系的动物进行实验,均要求选择健康的实验动物。健康动物检查时要求达到:外观体形丰满,被毛浓密有光泽、紧贴体表,眼睛明亮,行动迅速,反应灵活,食欲及营养状况良好。选择时重点检查以下项目:(1)眼睛明亮,瞳孔双侧等圆,无分泌物。(2)耳道无分泌物溢出,耳壳无脓疮。(3)鼻无喷嚏,无浆性粘液分泌物。(4)皮肤无创伤、无脓疮、疥癣、湿疹。(5)颈部要求颈项端正,如有歪斜提示可能存在内耳疾患,不应选作实验动物。(6)消化道无呕吐、腹泻,粪便成形,肛门附近被毛洁净。(7)神经系统无震颤、麻痹。若动物(大鼠、小鼠)出现圆圈动作或提尾倒置呈圆圈摆动,应放弃该动物。(8)四肢及尾四肢、趾及尾无红肿及溃疡。(二)实验动物的性别鉴定

动物性别不同对毒物的敏感性也不同,这可能与性激素、肝微粒体羟基化反应有关,也随受试物而异。因此,要根据实验要求选择性别,一般实验如对性别无特殊要求者,宜选用雌雄动物各半。(1)大鼠、小鼠主要依肛门与生殖器孔间的距离加以区分。间距大者为雄性,小者为雌性。雌性生殖器与肛门之间有一无毛小沟,距离较近。雄性可见明显的阴囊,生殖器突起较雌鼠大,肛门和生殖器之间长毛。另外成年雄性卧位可见到睾丸,雌性在腹部可见乳头(图1-2)。图1-2 雌雄动物肛门与外生殖器间距离(2)豚鼠 用一只手抓住豚鼠颈部,另一只手扒开靠生殖器孔的皮肤,雄性动物在圆孔中露出性器官的突起,雌性动物则显出三角形间隙,成年雌性豚鼠胸部有两个乳头。(3)家兔 将家兔头轻轻夹在实验者左腋窝下,左手按住腰背部,右手拉开尾巴并将尾巴夹在中指和无名指中间,然后用拇指和食指稍稍把生殖器附近的皮肤扒开。雄兔即可见到一圆孔中露出圆锥形稍向下弯曲的阴茎(但幼年雄兔看不到明显的阴茎,只能看到圆孔中有凸起物,即是阴茎)。雌兔此处则为一条朝向尾巴的长缝,呈椭圆形的间隙,间隙越向下越窄,此即为阴道开口处(图1-3)。图1-3 兔雌雄生殖器外型特征与差异(三)实验动物的抓取方法

正确地抓取固定动物,是为了在不损害动物健康、不影响观察指标、并防止被动物咬伤的前提下,确保实验顺利进行。(1)小鼠的抓取方法:首先用右手从笼盒内抓取鼠尾提起,注意不可抓尾尖(图1-4A),放在鼠笼盖或实验台上向后拉(图1-4B),在其向前爬行时,迅速用左手拇指和食指抓住小鼠的两耳和颈部皮肤(图1-4C),将鼠体置于左手心中,把后肢拉直,以无名指按住鼠尾,小指按住后腿即可(图1-4D)。图1-4 小鼠的抓取(2)大鼠的抓取方法:大鼠的抓取基本同小鼠,只是大鼠比小鼠性情凶猛,不易用袭击方法抓取。为避免咬伤,可带上帆布或棉纱手套。采用左手固定法,用拇指和示指捏住鼠耳,余下三指紧捏鼠背皮肤,置于左掌心中,这样右手可进行各种实验操作(图1-5)。图1-5 大鼠的抓取(3)豚鼠的抓取方法:豚鼠胆小易惊,在抓取时要稳、准、迅速。用手掌迅速扣住鼠背,抓住其肩胛上方,以拇指和示指环握颈部(图1-6A),另一只手托住臀部即可(图1-6B)。图1-6 豚鼠的抓取(4)兔的抓取方法:用右手抓住兔颈部的毛皮提起,然后左手托住其臀部或腹部,让其体重的大部分重量集中在左手上。注意不要抓取双耳或抓提腹部(图1-7)。图1-7 兔的抓取(四)实验动物称重、编号、标记方法

1.称重大、小鼠秤的感应量需在0.1g以下

根据实验的不同要求,选择一定数量的大、小鼠,体重要求在同一组内、同性别动物体重差异应小于平均体重的10%,不同组间同性别动物体重均值差异应小于5%。

2.编号

动物编号方法有多种。大、小鼠常用方法如下:(1)染色法:染色法是用化学剂在动物身体明显部位如皮毛、四肢等处进行涂染,或用不同颜色等来区别各组动物,是实验室最常用、最容易掌握的方法。

常用的标记液有苦味酸酒精饱和溶液(黄色)。标记时,用标记笔取上述溶液,在动物体表不同部位涂上斑点,以示不同号码。一般把涂在右前肢上的记为1号,按顺时针方向,依次右后肢为2号,左后肢为3号,左前肢为4号,头部为5号(图1-8A), 6~10则由以上5个基本数复合而成,比如6号则是在头部和右前肢标记各一(图1-8B), 7号为在头部和右后肢体标记一,以此类推。在动物的背部划一长条为10号。10号以上均由上述复合方法进行编号。例如:16号是在头部、右前肢、背部均有标记(图1-8C)。图1-8A图1-8B图1-8C(2)剪耳法:在耳朵不同部位剪一小孔代表某个号码。常以右耳代表个位,左耳代表十位。或与染色法配合使用,右耳剪孔代表十位。(3)烙印法:是用刺数钳在动物耳上刺上号码,然后用棉签蘸着溶在酒精中的黑墨在刺号上加以涂抹,烙印前最好对烙印部位预先用酒精消毒。(4)号牌法:用金属的牌号固定于实验动物的耳上,大动物可系于颈上。(五)实验动物的分组方法

为了得到客观的剂量-反应关系,应将一群动物按统计学原则随机分配到各个实验组中。可按随数字表方法进行随机分组(见随机数字表方法分组说明)。但小动物的年龄和体重呈正相关,而年龄又与毒物代谢动力学密切相关。为了减少实验各组动物间的体重差异,在实际工作中常采用体重均衡法(简化分层随机法)进行分组,即将同一性别的动物按体重大小顺序排列,分组时由体重小的到大的,依次随机分配到各组。一种性别的动物分完以后,再分配另一种性别的动物。各组雌雄性动物的数目应尽可能相等。图1-9 小动物剪耳法标记号码

体重均衡法分配方法如下:

第一步 将动物按体重分组

以急性毒性实验时使用小鼠为例,一般按照18g~, 19g~, 20g~, 21g~, 22g~, 23g~, 24g~分为7组,所有动物称重后放入相应的体重组中。

第二步 将同一体重段的动物均匀分配至各实验组中

从最低体重组中随意取出一只动物放入实验组第一组,第二只动物放入第二组,以此类推,直到该组动物用完。再从下一体重组中随意取出动物,依次放入各实验组直至实验各组均得到一只动物。如此反复循环操作,将所有动物分完为止,结果会使体重相近的动物被均匀分布到各实验组中。

随机数字表方法分组说明如下。

例如:设将30只雄性动物平均分成A、B、C、D、E、F六组,每组5只动物。将巳编号的动物以号码按随机数字表进行分配。如选随机数字表第二行,从第一个数字开始,顺次抄下30个数字(可依横行、竖行或斜行抄录)。将每个数字一律除以6(组数),根据余数1、2、3、4、5、0(整除者)分别将动物分配到A、B、C、D、E、F组,结果见表1-6(数字源见随机数字表第二行)。表1-6 动物随机分组表

按上法分组后,A组有动物7只,B组7只,C组6只,D组与E组各2只,F组6只。为了使每组动物数均为5只,需要根据随机分配的原则再选出2只A组和1只C组动物给D组。B组选出2只,F组选出1只给E组。具体方法如下:继续抄下随机数字分别除以A、B、C、F组的动物数,既56/7(7为A组动物数)整除,余数为0,将A组第7只动物(25号)调配给D组;下一个:50/6(6为A组动物数)余2,将A组第2只动物(4号)调配给D组;接下来26/6(6为C组动物数)余2,将C组第2只动物(9号)给D组。余类推,最后调整分组成表1-7所示。雌性动物也按上法分组,然后将雌、雄动物合组进行实验。表1-7 30只动物随机分组(六)实验动物被毛去除方法方法有三种:剪毛、拔毛和脱毛。(1)剪毛:固定动物后,用粗剪刀剪去所需部位的被毛。应注意以下几点:①把剪刀贴紧皮肤剪,不可用手提起被毛,以免剪破皮肤。②依次剪毛,不要乱剪。③剪下来的被毛集中在一个容器内,勿遗留在手术野和操作台周围。(2)拔毛:多用于兔耳缘静脉注射或取血时,以及给大、小鼠作尾静脉注射时,需用拇指、示指将局部被毛拔去,以利操作。(3)脱毛:脱毛系指用化学药品脱去动物的被毛,适用于无菌手术野的准备以及观察动物局部皮肤血液循环和病理变化。常用硫化钡或依据脱毛剂配方配制脱毛剂。(七)实验动物染毒途径和方法

毒理学实验中染毒途径的选择,应尽可能模拟人在接触该受试物的方式。最常用的染毒途径为经口、经呼吸道、经皮及注射途径。不同途径的吸收速率,一般是:静脉注射>吸入>肌肉注射>腹腔注射>皮下注射>经口>皮内注射>其他途径(如经皮等)。毒理学则主要采用经口(胃肠道)染毒常用有灌胃、喂饲和吞咽胶囊等方式。(1)灌胃:将受试物配制成溶液或混悬液,以注射器经导管注入胃内。一般灌胃深度从口至剑突下,最好是利用等容量灌胃法,即受试物配制成不同浓度,实验动物单位体重的灌胃容量相同。大鼠隔夜禁食,小鼠可禁食4小时(因小鼠消化吸收和代谢速度较快),均不停饮水。灌胃后2~4小时提供饲料。经口多次染毒,一般不禁食,但应每日定时染毒。灌胃法优点是剂量准确,缺点是工作量大,并有伤及食道或误入气管的可能。

灌胃针与灌胃方法:见图1-10、图1-11、图1-12。图1-10 灌胃针(规格:直径0.9×L50mm、0.9×L70mm)图1-11 小鼠灌胃法图1-12 大鼠灌胃法(2)吞咽胶囊:将一定剂量的受试物装入胶囊中,放至狗的舌后部,迫使动物咽下,此法剂量准确,适用于易挥发、易水解和有异味的受试物。(3)喂饲:将受试物掺入动物饲料或饮水中供实验动物自行摄入。饲料中掺入受试物不应超过5%,以免造成饲料营养成分改变而影响实验动物的生长发育。喂饲法符合人类接触受试物的实际情况,但缺点多,如适口性差的受试物,实验动物拒食;易挥发或易水解的受试物不适用。而且,实验动物应单笼喂饲,以食物消耗量计算其实际染毒剂量。(八)实验动物生物材料采集和制备

1.动物常用采血方法(1)大、小鼠鼠尾采血方法:适用于需血量少的实验。方法:将动物固定后,把鼠尾浸入45~50℃温水中使尾静脉充血,擦干皮肤后,再用酒精棉球擦拭消毒。剪去尾尖(0.2~0.3cm),拭去第一滴血,用血色素吸管(根据需要事先在吸管内加入与不加抗凝剂)吸取一定量尾血,然后用于棉球压迫止血。也可以不剪尾,以lml注射器连上7~8号针头直接刺破尾静脉进行定量采血。(2)眼眶静脉丛采血法:操作者以左手拇指、示指紧紧握住大鼠或小鼠颈部压迫颈部两侧使眶后静脉丛充血(注意用力要恰当,以防止动物窒息死亡),右手持玻璃毛细管从一侧眼内眦部以45刺入,捻转前进。如无阻力继续刺人,有阻力就抽出玻璃°毛细管调整方向后再刺入,直至出血为止。右手持容器收集血液后,拔出毛细管,用干棉球压迫止血。见图1-13。图1-13 小鼠眶静脉丛(窦)采血(3)腹主动脉或股动(静)脉采血法:为一次性采血方法。大、小鼠麻醉后,仰卧位固定动物,剪开腹腔,剥离暴露腹主动脉或暴露股动(静)脉,用注射器刺入采血。(4)断头采血法:该法可用于大、小鼠。操作者左手握住动物,右手持剪刀,快速剪断头颈部,倒立动物将血液滴入容器。注意防止剪断的毛发掉入接血容器中。也可用大鼠断头器断头后,倒立动物接血。(5)家兔耳缘静脉采血法:家兔在兔盒中固定,拔掉一侧耳缘部细毛,轻轻以手指弹耳,使耳缘静脉充血,酒精消毒。左手压迫耳根,右手持针刺破静脉收集血液;或直接用注射器进针,耳缘静脉采血。(6)心脏采血法:将兔或大、小鼠以仰卧位固定,家兔需在左侧胸3~4肋部位剪毛,常规消毒。于第3~4肋间近胸骨左缘处,手触心搏最强部位进针,采血。采血毕迅速拔针,用酒精棉球压迫止血。大、小鼠则在手触心搏最明显处进针。

实验动物每次(日)采血量不可过多,最大安全采血量见表1-8。表1-8 实验动物安全采血量

2.动物尿液的收集

收集大小不同动物的尿液,一般使用不同类型的代谢笼。代谢笼主要由备有动物饮水和装饲料的笼体、粪尿分离器和收集尿液容器组成。一般笼体为金属与铁丝制成,如实验要求防止金属污染时,则代谢笼应用玻璃或有机玻璃制作。

兔、狗等大动物也可用导尿法收集尿液。

为了使收集的实验动物尿液满足实验需要,可在收尿前给动物一定量的水,如大鼠可先行灌胃1~5ml水或腹腔注射生理盐水。(九)实验动物的处死方法(1)颈椎脱臼法:左手按住鼠头,右手抓住鼠尾猛力向后拉,使动物颈椎拉断脱节而立即死亡。此法多用于处死小鼠。(2)断头法:操作者用右手按住大鼠或小鼠头部,左手握住背部,露出颈部,助手用大剪刀或断头器剪断颈部使之死亡。也可使用断头器。(3)击打法:右手抓住鼠尾,提起,用力摔打其头部,鼠痉挛后立即死亡。也可用小木锤或器具猛力击打动物头部,使其立即死亡,常用于处死家兔或大鼠。(4)麻醉致死法:在密闭容器中预先放入麻醉剂(氯仿或乙醚),然后将动物放入,密封盖好,使动物吸入过量麻醉剂致死。(5)麻醉后急性放血法:该法多用于处死大鼠。先腹腔注射麻醉动物后,固定动物于仰卧位,左手持镊子提起大腿内侧皮肤,右手用剪刀作一切口并向腹股沟方向剪开皮肤,皮肤切口长3~4cm。用镊子分离筋膜,于腹股沟中点大腿内侧深部,暴露股动脉和静脉,用剪子剪断股动脉即有大量血液流出,动物迅速死亡。(6)空气栓塞法:用注射器向动物静脉内迅速注入一定量的空气,使之形成气栓栓塞血管,引起循环障碍致死。该法适用于大动物,如兔、狗、猴等。使用时注意需注入足够量的空气。(7)化学药物致死法:此法适用于较大动物如兔或狗等。方法是给动物静脉注射化学药物而致死。常用10%KCⅠ或10%甲醛溶液进行静脉注射。(8)开放性气胸法:将动物开胸,造成开放性气胸,此时胸膜腔的压力与大气压力相等,肺脏因受大气压缩发生萎缩、纵隔摆动使动物窒息而死。第三节毒理学实验报告的撰写及注意事项

实验报告是学生完成实验后,对实验工作经过整理而写出的简单扼要的书面报告。整理实验结果和撰写实验报告是做完实验后最基本的工作,它可以使学生对实验过程中获得的感性知识进行全面总结,并提高到理性认识,知道已取得的结果,以及尚未解决的问题和实验尚需注意的事项。书写实验报告的过程是学生用所学基础理论对实验结果进行分析综合,逻辑思维上升为理论的过程,也是锻炼学生科学思维,独立分析和解决问题,准确地进行科学表达的过程。

动物实验报告是描述动物实验过程,记录动物实验结果的材料,是表达研究成果的一种形式。应做到内容准确、明白、文字简练、通顺、书写清楚、整洁。标点符号、外文缩写、单位度量均应准确、规范。一、撰写动物实验报告的原则(1)真实性:真实性是动物实验报告最突出的特征,动物实验报告对动物实验的全过程都必须如实记录,务必做到实事求是,绝对真实可靠。对动物实验过程的各种现象和结果都要认真、仔细地观察,客观、准确地记录,绝对不能舍弃或修改不符合主观意愿的结果。不能忽视“反常”的结果,对“反常”结果要进行分析、研究,寻找原因。(2)可重复性:可重复性是动物实验报告的关键。动物实验报告所记述的现象和结果必须是符合事实而且经得起别人重复验证的。只有别人能够重复出相同的现象和结果的实验,才能获得社会的公认。(3)可操作性:可操作性是真实性和可重复性的补充,是在真实性的基础上通向可重复性的途径。动物实验报告对动物实验的各个环节均有明确的记录,使别人能够按照所记述的方式方法进行操作,达到取得相同结果的目的。二、动物实验报告的基本格式与要求

动物实验报告一般包括实验名称、实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验结果和实验结论等七项内容。

1.实验名称

是实验报告中心思想和主要内容的高度概括,使人一看就明确实验的内容。

2.实验目的

作为实验报告正文的开端,要直截了当地说明为什么要进行这个实验,解决什么问题,具有什么意义。

3.实验原理

主要介绍实验的理论依据,但有时可以酌情省略。

4.实验器材

实验用的所有仪器、材料应介绍齐全,包括实验对象、仪器、样品、药品、试剂等。

5.实验步骤

一般按时间顺序,说明动物实验的操作过程,是实验技术问题最集中之处。可用序号列出每一步的操作,或采用操作流程图,上一项操作与下一项操作之间用“→”标示,达到按图索骥的目的。

6.实验结果

是在实验过程产生的现象和数据的原始记录的基础上,根据实验目的,对原始数据进行系统化、条理化的整理、归纳和统计学处理的资料。其表达一般有图、表和文字叙述三种。

原始记录是实验结果的根据,在实验过程中,必须随时在有页码的记录本上详细记录,除记录实验过程及其产生的现象、数据外,还应记录实验的日期、时间、环境条件(温度、湿度或其他特殊条件)、偶然情况,对原始记录不得随意涂改,更不能撕毁脱页。在实验完成之后,应对原始记录进行认真核对,系统分析,对数据进行统计学处理,形成实验结果,正式写进实验报告中。

7.分析与讨论

讨论是从实验和观察的结果出发,合理地、综合地运用专业知识从理论上对其分析、比较,阐述、推论和预测。

从理论上对实验结果的各种资料、数据、现象等进行综合分析,解释、说明实验结果,重点阐明实验中出现的一般性规律与特殊性规律之间的关系。

实验结果提示了一些新问题,指出结果和结论的理论意义及其大小。

实验过程中遇到问题、差错和教训,没有获得预期的结果,要找出原因加以分析,提出在今后的实验中需注意和改进的地方。

8.实验结论

结论是实验报告的最终论述,文字要简短,不用表和图。它总结概括了实验工作,其措词要严谨、精炼,表达要准确,有条理性,要与实验目的相呼应,而不是实验结果的简单重复。如果实验已得出明确的结果,可用简单扼要地一句话将其概括出来。如果所得的实验结果未能说明问题,就不要勉强下结论,实验报告也就写到实验结果为止。三.撰写注意事项(1)实验报告的撰写应突出真实性、可重复性和可操作性。(2)实验报告的撰写应采用专业书面语言,可用通用符号代替文字概念,用公式、方程式来表明事物的内部联系及其规律,力求简明、确切。(3)实验过程的某些环节,单靠文字,难以做到清晰明白。如采用示意图等图解的形式,可以化繁为简,使人一目了然,弥补文字叙述的不足。(4)实验报告撰写时,有关字、词、计量单位及统计学符号等应按有关的规定书写。(5)应使用我国法定计量单位。(6)应按国家标准局发布的《统计名词及符号》的规定书写。(7)节段序号应按一、(一)、1、(1)、①层次编排。如实际无需太多的层次,可自后面依次删减或跳级使用。①、②、③——这一层不作为节段标题的序号使用时,也可越级用于正文中,使并列的几个内容更为醒目。第二章一般毒性试验第一节急性毒性实验Ⅰ经口急性毒性实验一、目的

化学毒物经口急性毒性实验是研究化学物毒性效应的基本实验。本次实习的目的是学习急性毒性实验的实验设计原则,学会动物分组方法,掌握经口灌胃技术和中毒症状的观察。二、原理50

选择健康的实验动物,根据体重按随机分组的方法,依据LD计算的设计原则将动物分成数个染毒组。一次或24h内多次给予受试物后,了解动物所产生的急性毒性反应及其严重程度,中毒死亡的特征以及可能的死亡原因,观察受试物毒性反应与剂量的关系,求出半数5050致死剂量(LD),并根据LD值将受试物进行急性毒性分级。三、内容(1)健康小鼠的选择,性别的辨认。(2)称重、编号和随机分组方法。(3)受试化学物溶液的配制。(4)小鼠经口灌胃操作技术。50(5)毒性体征的观察、LD计算和毒性分级。四、材料和试剂

1.实验动物

健康成年昆明小鼠60只,体重22g~24g,雌雄各半。

2.器材

动物称(感应量0.1/1 000g)、灌胃针(小鼠用)、注射器(1ml)、刻度吸管(0.5、1.0、2.0、5.0、10.0ml)、容量瓶(10ml)、烧杯(10、250ml)、滴管、编号笔、小瓷盘、动物笼。

3.试剂受试物

克百威,苦味酸酒精饱和液。五、操作步骤(一)健康小鼠的选择(见第一章第二节),本次实验提供健康小鼠。(二)性别辨认(见第一章第二节)(三)小鼠称重、编号与分组

1.称重

称量小鼠体重的秤,其感应量需在0.1g以下,并经过校正。称量时注意轻抓轻放,避免激惹小鼠,等小鼠安静后记录体重读数,以g表示。

2.编号

染色法编号(见第一章第二节)。

3.分组

体重均衡法分组(见第一章第二节)。(四)剂量设计

本实验设6个剂量组,设计方案如下:见表2-1。表2-1 剂量设计分组(五)受试物的配制

实验给药的剂型,可视毒物的溶解性能,采用水溶液、混悬液、油剂或乳剂。本次实验用水溶液。

非吸入染毒实验,各剂量组多按单位体重给予等容量药液的方法给药,故需先确定单位体重给药容量(小鼠灌胃通常用0.1~0.2m1/10g体重),然后按实验设计的最大剂组药液浓度,计算配制所需的毒物量,配成第Ⅰ号药液,再按设计的组距,逐组稀释,配制出所需组数的药液。

1.克百威灌胃液的配制,按照上述设计的6个剂量组:

最大剂量组为100mg/kg体重(1mg/10g)

设给药容量为0.2m1/10g体重,则药液浓度应为1mg/0.2m1(5mg/ml)。

配制100m1药液需受试物的量为:5mg/m1×100m1=500mg

准确称取克百威500mg,用少量蒸馏水溶解后,移入100m1容量瓶,然后加蒸馏水稀释至刻度,此溶液浓度为5mg/ml(实验教师已配好)。余下各组需学生自行配制。(六)灌胃操作

小鼠灌胃法(见第一章第二节 实验动物的染毒途径和方法):采用专用小鼠灌胃针,安装在1ml的注射器上,吸取所需的克百威溶液,左手抓住小鼠的双耳后、颈部的皮肤,用无名指、小手指和大鱼际肌将其尾根部压紧,将小鼠固定成垂直体位,腹部面向操作者。注意使动物的上消化道固定成一直线。右手持注射器,将针头由动物口腔侧插入,避开牙齿,沿咽后壁缓缓滑人食管。若遇阻力,可轻轻上下滑动探索,一旦感觉阻力消失,即可深入至胃部。如遇动物挣扎,应停

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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