半數致死量

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索

半數致死量(median lethal dose),簡稱LD50(即Lethal Dose, 50%),在毒理學中是描述有毒物質輻射的毒性的常用指標。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、有毒物質或游離輻射的劑量”。這測試最先由J.W. Trevan於1927年發明。[1]

應用慣例[编辑]

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並非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)[2]

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射的毒性。故此在表達LD50時經常會附帶給予方式,例如“LD50 i.v.”代表靜脈注射下的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射毒性。[3]

限制與缺點[编辑]

作為一個毒性的指標,LD50在一定程度上有其缺點。測試的結果可受很多因素影響,例如實驗品的種類,測試樣品的基因特點,環境因素及注射方法等。另一大限制是,LD50只用於測試會導致短時間內死亡的急性中毒,卻沒有計算長期的影響,比如說,某些毒素會長期影響腦部,到一定程度時也可導致死亡。再者,某些毒素對實驗白鼠的影響不大,但可能對人類卻非常有害。

在測試有毒生物的毒性時,LD50的結果不一定能絕對反映該毒液對人類的全部影響。例如,某些毒蛇專門獵殺老鼠,它們的毒液裡演化出特別針對老鼠的毒素,因此它們對鼠類的毒性比較大,但對人則不一定成正比。故此,LD50可導致誤解。

其它類似指標[编辑]

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。 [4]

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。

數據[编辑]

  • 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。[5]
  • 菸鹼(尼古丁)對大鼠的口服LD50為50 mg/kg。[6]
物質 動物, 途徑 半數致死量(LD50 參考文獻
大鼠, 口服 >90,000 mg/kg [7]
蔗糖 (Sucrose) 大鼠, 口服 29,700 mg/kg [8]
味精 (Monosodium Glutamate) 大鼠, 口服 16,600 mg/kg [9]
甘油 (Glycerol) 大鼠, 口服 12,600 mg/kg [10]
維他命C (Vitamin C) 大鼠, 口服 11,900 mg/kg [11]
乙醇/酒精 (Ethyl Alcohol) 大鼠, 口服 7,060 mg/kg [12]
碳酸鈣 (Calcium Carbonate) 大鼠, 口服 6,450 mg/kg [13]
次氯酸鈉 (Sodium Hypochlorite) 小鼠, 口服 5,800 mg/kg [14]
甲醇 (Methyl Alcohol) 大鼠, 口服 5,628 mg/kg [15]
碳酸氫鈉/小蘇打 (Sodium Bicarbonate) 大鼠, 口服 4,220 mg/kg [16]
乙酸/醋酸 (Acetic Acid) 大鼠, 口服 3,310 mg/kg [17]
氯化鈉/鹽 (Sodium Chloride) 大鼠, 口服 3,000 mg/kg [18]
硼酸 (Boric Acid) 大鼠, 口服 2,660 mg/kg [19]
維他命A (Vitamin A) 大鼠, 口服 2,000 mg/kg [20]
乙醯氨酚 (Acetaminophen) 大鼠, 口服 1,944 mg/kg [21]
香草醛 (Vanillin) 大鼠, 口服 1,580 mg/kg [22]
樟腦 (Camphor) 小鼠, 口服 1,310 mg/kg [23]
嗎啡硫酸鹽 (Morphine Sulfate) 大鼠, 口服 973 mg/kg [24]
(Naphthalene) 大鼠, 口服 490 mg/kg [25]
2,4-D 大鼠, 口服 370 mg/kg [26]
茶鹼 (Theophylline) 大鼠, 口服 244 mg/kg [27]
乙醯水楊酸/阿斯匹靈 (Acetylsalicylic Acid) 大鼠, 口服 200 mg/kg [28]
咖啡鹼 (Caffeine) 大鼠, 口服 192 mg/kg [29]
亞硝酸鈉 (Sodium Nitrite) 大鼠, 口服 180 mg/kg [30]
苯巴比妥 (Phenobarbital) 大鼠, 口服 162 mg/kg [31]
辣椒鹼 (Capsaicin) 大鼠♂, 口服
大鼠♀, 口服
161 mg/kg
148 mg/kg
[32]
DDT 大鼠, 口服 87 mg/kg [33]
巴拉刈/百草枯 (Paraquat) 大鼠, 口服 57 mg/kg [34]
菸鹼 (Nicotine) 大鼠, 口服 50 mg/kg [35]
番木虌鹼 (Strychnine) 大鼠, 口服 16 mg/kg [36]
三氧化二砷/砒霜 (Arsenic Trioxide) 大鼠, 口服 14 mg/kg [37]
氰化鉀 (Potassium Cyanide) 大鼠, 口服 10 mg/kg [38]
秋水仙鹼 (Colchicine) 大鼠, 腹腔注射 6.1 mg/kg [39]
白喉毒素 (Diphtheria Toxin) 小鼠, 皮下注射 1.6 mg/kg [40]
黃麴毒素 (Aflatoxin B1) 大鼠, 口服 0.48 mg/kg [41]
河豚毒素 (Tetrodotoxin) 小鼠, 口服 0.334 mg/kg [42]
戴奧辛2,3,7,8-四氯二苯并二恶英 (2,3,7,8-TCDD) 大鼠, 口服 0.020 mg/kg [43]
百日咳毒素 (Pertussis Toxin) 小鼠, 腹腔注射 0.015 mg/kg [40]
蓖麻毒素 (Ricin) 小鼠, 靜脈注射 0.002 7 mg/kg [40]
太攀蛇毒素 (Taipoxin) 小鼠, 靜脈注射 0.002 mg/kg [40]
刺尾魚毒素 (Maitotoxin) 小鼠, 腹腔注射 0.000 13 mg/kg [44]
肉毒杆菌毒素 (Botulinum Toxin A) 小鼠, 腹腔注射 0.000 001 2 mg/kg [40]
物質 動物, 途徑 半數致死濃度 (LCt50) NIOSHDA IDLH[45][46] 參考文獻
二氟二氯甲烷 (Dichlorodifluoromethane) 小鼠, 吸入 760,000 ppm (3,758,348 mg/m³)/ 30分 15,000 ppm (74,178 mg/m³) [47]
一氧化碳 (Carbon Monoxide) 大鼠, 吸入 5,207 ppm (5,965 mg/m³)/ 30分 1,200 ppm (1,375 mg/m³) [48]
三氟化氮 (Nitrogen Trifluoride) 大鼠, 吸入 6,700 ppm (19,456 mg/m³)/ 1時 1,000 ppm (2,904 mg/m³) [49]
1,1,1-三氯乙烷 (Methyl Chloroform) 小鼠, 吸入 3,911 ppm (21,340 mg/m³)/ 2時 700 ppm (3,820 mg/m³) [50]
三氯甲烷/氯仿/哥羅芳 (Chloroform) 大鼠, 吸入 9,617 ppm (46,960 mg/m³)/ 4時 500 ppm (2,441 mg/m³) [51]
四氯化碳 (Carbon Tetrachloride) 大鼠, 吸入 8,000 ppm (50,330 mg/m³)/ 4時 200 ppm (1,258 mg/m³) [52]
二氧化硫 (Sulfur Dioxide) 大鼠, 吸入 2,520 ppm (6,603 mg/m³)/ 1時 100 ppm (262 mg/m³) [53]
氟化氫 (Hydrogen Fluoride) 大鼠, 吸入 1,276 ppm (1,044 mg/m³)/ 1時 30 ppm (24.5 mg/m³) [54]
甲醛 (Formaldehyde) 大鼠, 吸入 815 ppm (1,000 mg/m³)/ 30分 20 ppm (24.5 mg/m³) [55]
二氧化氮 (Nitrogen Dioxide) 大鼠, 吸入 138 ppm (260 mg/m³)/ 30分 20 ppm (37.6 mg/m³) [56]
氯氣 (Chlorine) 大鼠, 吸入 293 ppm (850 mg/m³)/ 1時 10 ppm (29.0 mg/m³) [57]
光氣 (Phosgene) 大鼠, 吸入 340 ppm (1,375 mg/m³)/ 30分 2 ppm (8.09 mg/m³) [58]
芥子氣 (Sulfur Mustard) 大鼠, 吸入 15.4 ppm (100 mg/m³)/ 10分 0.108 ppm (0.7 mg/m³) [59]
沙林 (Sarin) 大鼠, 吸入 26.2 ppm (150 mg/m³)/ 10分 0.017 5 ppm (0.1 mg/m³) [60]
塔崩 (Tabun) 大鼠, 吸入 45.9 ppm (304 mg/m³)/ 10分 0.015 1 ppm (0.1 mg/m³) [61]
環沙林 (Cyclosarin) 大鼠♂, 吸入
大鼠♀, 吸入
50.3 ppm (371 mg/m³)/ 10分
34.3 ppm (253 mg/m³)/ 10分
0.006 79 ppm (0.05 mg/m³) [62]
VX 小鼠, 吸入 0.366-1.19 ppm (4-13 mg/m³)/ 10分 0.000 27 ppm (0.003 mg/m³) [63][64]

爭議[编辑]

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。[65][66]

相關條目[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ LD50答問
  2. ^ http://www.cdc.gov/niosh/pdfs/97-119-a.pdf
  3. ^ 核武器輻射的效應
  4. ^ 化學武器種類
  5. ^ 酒精化學性質
  6. ^ MSDS-菸鹼
  7. ^ http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927321
  8. ^ Safety (MSDS) data for sucrose[失效連結]
  9. ^ Lewis, R.J. Sr. Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials. 11th. Hoboken, NJ: Wiley-Interscience, Wiley & Sons, Inc. 2004. 2573. 
  10. ^ Rowe, R.C.; Sheskey, P.J.; Quinn, M.E. Handbook of Pharmaceutical Excipients. 6th. London, England: Pharmaceutical Press. 2009. 285. 
  11. ^ Safety (MSDS) data for ascorbic acid[失效連結]
  12. ^ Safety (MSDS) data for ethyl alcohol[失效連結]
  13. ^ Lewis, R.J. Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials. 1–3 9th. New York, NY: Van Nostrand Reinhold. 1996. 635. 
  14. ^ Lewis, R.J. Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials. 1–3 9th. New York, NY: Van Nostrand Reinhold. 1996. 2971. 
  15. ^ Safety (MSDS) data for methyl alcohol[失效連結]
  16. ^ Sax, N.I. Dangerous Properties of Industrial Materials. 6th. New York, NY: Van Nostrand Reinhold. 1984. 2413. 
  17. ^ Safety (MSDS) data for acetic acid[失效連結]
  18. ^ Safety (MSDS) data for Sodium Chloride[失效連結]
  19. ^ Safety (MSDS) data for boric acid[失效連結]
  20. ^ Safety (MSDS) data for Vitamin A[失效連結]
  21. ^ Safety (MSDS) data for 4-acetamidophenol[失效連結]
  22. ^ Safety (MSDS) data for Vanillin[失效連結]
  23. ^ Safety (MSDS) data for camphor[失效連結]
  24. ^ Safety (MSDS) data for Morphine sulfate[失效連結]
  25. ^ Bingham, E.; Cohrssen, B.; Powell, C.H. Patty's Toxicology. 4 5th. New York, N.Y.: John Wiley & Sons. 2001. 336. 
  26. ^ Safety (MSDS) data for 2,4-dichlorophenoxyacetic acid[失效連結]
  27. ^ Safety (MSDS) data for theophylline[失效連結]
  28. ^ Safety (MSDS) data for acetylsalicylic acid[失效連結]
  29. ^ Safety (MSDS) data for caffeine[失效連結]
  30. ^ Safety (MSDS) data for sodium nitrite[失效連結]
  31. ^ Safety (MSDS) data for phenobarbital (C-IV)[失效連結]
  32. ^ Saito, A; Yamamoto, M. Acute oral toxicity of capsaicin in mice and rats. Journal of Toxicological Sciences. 1996, 21 (3): 195–200. 
  33. ^ Safety (MSDS) data for DDT[失效連結]
  34. ^ Safety (MSDS) data for paraquat[失效連結]
  35. ^ Safety (MSDS) data for nicotine[失效連結]
  36. ^ Safety (MSDS) data for strychnine[失效連結]
  37. ^ Safety (MSDS) data for arsenic (III) oxide[失效連結]
  38. ^ Safety (MSDS) data for potassium cyanide[失效連結]
  39. ^ Safety (MSDS) data for colchicine[失效連結]
  40. ^ 40.0 40.1 40.2 40.3 40.4 Gill, D. Michael. Bacterial toxins: a table of lethal amounts. Microbiological Reviews. 1982, 46: 86–94. 
  41. ^ Safety (MSDS) data for aflatoxin B1[失效連結]
  42. ^ Safety (MSDS) data for Tetrodotoxin
  43. ^ U.S. National Toxicology Program acute toxicity studies for Dioxin (2,3,7,8-TCDD)[失效連結]
  44. ^ Yokoyama, Akihiro; Murata, Michio; Oshima, Yasukatsu; Iwashita, Takashi; Yasumoto, Takeshi. Some Chemical Properties of Maitotoxin, a Putative Calcium Channel Agonist Isolated from a MarineDinoflagellate. J. Biochem. 1988, 104 (2): 184–187. 
  45. ^ Chemical Listing and Documentation of Revised IDLH Values. NIOSH Publications and Products. Centers for Disease Control and Prevention. [2014-09-17]. 
  46. ^ Nerve Agents. U.S. Department of Labor. [2014-09-17]. 
  47. ^ Paulet G (1976). Les fluorocarbones en question. J Eur Toxicol (Supplement) 9:385-407 (in French).
  48. ^ Hartzell GE, Priest DN, Switzer WG (1985). Modeling of toxicological effects of fire gases. II. Mathematical modeling of intoxication of rats by combined carbon monoxide and hydrogen cyanide. J Fire Sci 3:115-128.
  49. ^ Vernot EH, Haun CC, MacEwen JD, Egan GF (1973). Acute inhalation toxicology and proposed emergency exposure limits of nitrogen trifluoride. Toxicol Appl Pharmacol 26:1-13.
  50. ^ AIHA, Toxicology Committee (1964). Emergency exposure limits. Am Ind Hyg Assoc J 25:578-586.
  51. ^ Lehmann KB, Flury F, eds. (1943). Toxicology and hygiene of industrial solvents. Translated by E. King and H.F. Smyth, Jr. Baltimore, MD: Williams & Wilkins Company, p. 141.
  52. ^ NPIRI (1974). Raw materials data handbook, physical and chemical properties, fire hazard and health hazard data. Vol. 1. Organic solvents. Bethlehem, PA: National Printing Ink Research Institute, p. 16.
  53. ^ Kinkead ER, Einhaus RL (1984). Acute toxicity of thionyl chloride vapor for rats. Wright-Patterson Air Force Base, OH: Air Force Systems Command, Air Force Aerospace Medical Division, Aerospace Medical Research Laboratory, Technical Report AFAMRL-TR-84-069.
  54. ^ Darmer KI Jr, Haun CC, MacEwen JD [1972]. The acute inhalation toxicology of chlorine pentafluoride. Am Ind Hyg Assoc J 33:661-668.
  55. ^ Skog E (1950). A toxicological investigation of lower aliphatic aldehydes. I. Toxicity of formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde and butyraldehyde; as well as acrolein and crotonaldehyde. Acta Pharmacol Toxicol 6(4):299-318.
  56. ^ Gray E LeB, Patton FM, Goldberg SB, Kaplan E (1954). Toxicity of the oxides of nitrogen. II. Acute inhalation toxicity of nitrogen dioxide, red fuming nitric acid, and white fuming nitric acid. AMA Arch Ind Hyg Occup Med 10:418-422.
  57. ^ Back KC, Thomas AA, MacEwen JD (1972). Reclassification of materials listed as transportation health hazards. Wright-Patterson Air Force Base, OH: 6570th Aerospace Medical Research Laboratory, Report no. TSA-20-72-3, pp. A-182 to A-183.
  58. ^ NDRC (1946). Summary technical report of division 9, NDRC. Vol 1. Chemical warfare agents and related chemical problems. Parts I-II. Washington, DC: National Defence Research Committee, pp. 1-385.
  59. ^ IPCS; Poisons Information Monograph 354. Mustard Gas. (September 1996)
  60. ^ Marrs TC, Maynard, RL, Sidell FR, eds; Chemical Warfare Agents. Toxicology and Treatment 2nd ed. p.208 (2007)
  61. ^ Marrs TC, Maynard, RL, Sidell FR, eds; Chemical Warfare Agents. Toxicology and Treatment 2nd ed. p.208 (2007)
  62. ^ Anthony JS et al; Inhal Toxicol 16 (2): 103-11 (2004)
  63. ^ DA (Department of the Army). 1974. Chemical agent data sheets, vol. 1. Edgewood Arsenal Special Report, EO-SR-74001. U.S. Department of the Army, Edgewood Arsenal, Aberdeen Proving Ground, MD.
  64. ^ Dacre, J.C. 1984. Toxicology of some anticholinesterases used as chemical warfare agents—a review. Pp. 415–426. in: Cholinesterases: Fundamental and Applied Aspects, M.Brzin, E.A.Barnard, and D.Sket, eds. New York: Walter de Gruyter.
  65. ^ 動物權利國際組織
  66. ^ Test Guideline 401, Trends in Pharmacological Sciences, vol 22, February 22, 2001

外部鏈接[编辑]