污染物的生物效应检测 (2)PPT讲稿

Ames试验
Ames试验原理 • 同一种微生物的营养缺陷型突变型菌株与受试物接 触，若此化学物质具有致突变性，可使突变型微生 物再发生一次突变，重新成为野生型微生物。这种 突变叫做回复突变。
鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验法
• 方法原理：在动物体外将待测物经肝微粒体酶系活 化后，检测其所诱发的沙门氏菌回变菌落数，即由 不能自行合成组氨酸的营养缺陷型突变菌株（his －），回复为能自行合成组氨酸的（his＋）菌落数。 • 突变率＝诱发回复突变菌落数 / 自发回复突变的菌 落数（对照） • 当突变率大于2.0时，为阳性结果。
在学习了本章内容之后，请思考以下问题：
生物测试与常规的物理、化学检测有何不同？ 表示毒性的常用参数有哪些？能否解释其含义？ 何谓Ames试验？它的原理是什么？
反应强度（％） 死亡率（％） 100 50 100 50
剂量
图3－1剂量－反应曲线（直线型）
剂量
图3－2 剂量－反应曲线（抛物线型）
死亡率（％）
100 50
死亡率（概率单位） 对数剂量
100 50
对数剂量 图3－4 剂量－反应曲线
图3－3 剂量－反应曲线（S形线型）
毒性试验常用参数
致死剂量或致死浓度（Lethal Dose， Lethal
土壤核心微宇宙 • 该法采用野外环境的土壤核心，将其设置在环境条 件控制的实验室中，试验生物因土壤核心采集场所 不同而不同，可研究化学物质和营养元素对农业生 态环境的影响及其环境归趋。 模拟农田生态系统 • 该系统模拟农田条件，无陆生动物，为同时测定农 药在土壤、植物、水溶液和空气中的残留而设计， 采用0.75 m3的矩形玻璃室，可打入足够数量的空气， 通过玻璃室模拟微风并能收集挥发的农药。

急性毒性试验类型
哺乳动物急性毒性试验 水生生物急性毒性试验 蚯蚓急性毒性试验
动物急性毒性试验（1）
动物急性毒性试验方法如下：
按试验要求选择受试生物
常用成年大鼠或小鼠，雌雄动物同时试验，对 试验动物预先观察几天后标记编号并随机分组。
预备试验和确定剂量组
选用少量动物进行预备试验，找出引起动物90 ％（或全部）死亡的剂量（即最高剂量组剂量） 和引起动物10％死亡（或不死亡）的剂量（即 最低剂量组剂量）。
死亡率（概率单位）
死亡率（％）
100
100
50
50
对数剂量 图3－3 剂量－反应曲线（S形线型）
对数剂量 图3－4 剂量－反应曲线
毒性试验常用参数
致死剂量或致死浓度（Lethal Dose， Lethal Concentration）
绝对致死剂量或致死浓度（LD100、LC100） 半数致死剂量或浓度（LD50、LC50） 最小致死剂量或浓度（MLD、MLC） 最大耐受剂量或浓度（LD0、LC0 ）
第四章 污染物的生物效应检测
本章将讨论以下内容 生物测试及方式 一般毒性试验 生物的分子和细胞水平检测 生物致突变、致畸和致癌效应检测 微宇宙法
3.1 生物测试及方式
生物测试（Bioassay）的概念：
指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或 环境因素单独或联合存在时所导致的影响或危害。
亚慢性毒性试验和慢性毒性试验
亚慢性毒性试验和慢性毒性试验
蓄积毒性试验
蓄积系数法（Cumulative Coefficient Method）： 用来评价环境污染物蓄积作用的方法。
LD50(n)
蓄积系数K＝ LD50(1)
(t2 t1) lg 2 lg y1 lg y2

LD50/LC50常用于表示急性毒性的大小。 数值越 小，表示外源化 学物的毒性越强；反之，数值越大，则毒性越低。
D. 效应与反应
• 效应（effect）:是量效应，表示接触一定剂量的环境污染物后，引起的机 体个体发生的生物学变化，多用计量单位表示。
• 反应（response）:是质效应，指接触某一化学物的群体中出现某种效应的 个体在群体中所占比率。一般以百分率或比值表示，如发病率、死亡率、 肿瘤发生率等。
2、 受试生物的选择 （P97） • 有代表性、对毒物具有敏感性、试验的可行性。
3、生物测试的标准化
• 生物测试的影响因素：
受试生物、试验条件和不同的实验室
• 为便于比较和分析测试结果，必须把测试方法标准化。 应具有精确 性、重复性、可操作性和可比性。
• 【测试条件、生物规格、操作程序方法等规定】
危害性(Hazard)：指定性表示外源化学物对人群健康引起的有害作用。
安全性(Safety)：是指无危险或危险度，可为社会接受(即危险度可忽略)， 即笼统地指在通常条件下接触化学物对人体和人群健康不会引起有害作 用。
F、安全限值
► 安全限值即卫生标准：是指为保护人群健康，对生活和生产环境和各种介质(空气、 水、食物、土壤等)中与人群身体健康有关的各种因素(物理、化学和生物)所规定 的接触浓度和接触时间的限制性量值，在低于此种浓度和时间内，根据现有的知 识，不会观察到任何直接和或间接的有害作用。也就是说，在低于此种浓度和时 间内，对个体或群体健康的危险度是可忽略的。
5、与生物大分子（蛋白质、核酸、脂质）结合。毒物与生物大分子相互作 用主要方式有两种，一种是可逆的，一种是不可逆的。如底物与酶的作用是可 逆的，共价结合形成的加成物是不可逆的。

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2、长期生物测试（Long term bioassays）
在低浓度下，受试生物长期被暴露于污染物下的测试，又 称全部生活史生物测试，常见有慢性毒性试验。
1）测定目的
测定在长期污染下，不造成有害效应的毒物最大浓度， 或最大允许毒物浓度（MATC）。
测定包括毒物对生物生长、生殖、产卵、孵卵、幼体成 活等的影响。
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（二）受试生物的选择 花 植1、物）小：对麦烟毒、草物、三敏番感叶茄性草、：、矮S甜牵O菜牛2的、、敏菠莴感菜苣植、、物土大：豆豆紫、、苜燕向蓿麦日、、葵大丁。麦香O、3、敏棉秋感 海棠、女贞、梓树。 2）具生态学价值或经济价值。3）实验 室内易培养和繁殖。4）具清楚的生物学背景资料如生活史 、生长、发育特点等；5）足够的数量。6）对毒物的反应的 易测性。
节变化相符。 (3)受试 生物的生长、发育规律符合季节变化。
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3、中期生物测试（Intermediate term bioassays） （1 ）目的: 介于短期和长期之间的一类生物测试。如
亚慢性毒性试验。 对毒物的毒作用、靶器官和最大无作 用剂量或中毒阈值作出估计。 （2）测试时间：8天之内算是短期，8-90天之间中期。 （3）毒物给予方式：无论毒物是溶液还是气体，给予方 式一般采用流动式，少数可采用静止式。
第二节 生物毒性试验
一、生物毒性
（一）生物毒性的基本概念
1、毒物（Toxicant）和毒性
（1）毒物：在一定条件下，以较小剂量给予有机体时， 与生物相互作用后而引起功能或器质性损伤的化学物质称 毒物。
或剂量虽微，但积累到一定量时，就能干扰或破坏机 体的正常生理功能，而引起暂时或持久性病变，甚至危及 生命的化合物，称毒物。