4食品毒理学实验基础.ppt
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1、张久亮张久亮 博士博士Tel:13476230196Email:zjl_食品毒理学食品毒理学Food Toxicology 第四章第四章 食品毒理学实验基础食品毒理学实验基础Chapter 4 Experimental Basis for Food Toxicology本章内容本章内容l4.1 常用实验动物选择和处理常用实验动物选择和处理l4.1.1 常用实验动物特征常用实验动物特征l4.1.2 实验动物的选择和处理实验动物的选择和处理l4.1.3 实验动物的染毒和处置实验动物的染毒和处置l4.2 食品毒理学试验的设计原则食品毒理学试验的设计原则l4.2.1 体外试验涉及体外试验涉及l4.2.
2、2 体内毒理学试验涉及体内毒理学试验涉及l4.3 毒理学试验结果处理和分析毒理学试验结果处理和分析l4.3.1 毒理学试验的数据处理和统计方法毒理学试验的数据处理和统计方法l4.3.2 统计学意义和生物学意义统计学意义和生物学意义本章学习目的与要求本章学习目的与要求l掌握实验动物的掌握实验动物的选择原则和方法选择原则和方法;l熟悉实验动物的熟悉实验动物的常规处置常规处置、染毒方式染毒方式、采样采样和和处死方法处死方法;l了解常用实验动物外貌、生活习性、生长发育了解常用实验动物外貌、生活习性、生长发育和解剖生理特征。和解剖生理特征。l掌握食品毒理学掌握食品毒理学实验设计基本原则实验设计基本原则;
3、l熟悉毒理学熟悉毒理学试验结果处理和分析方法试验结果处理和分析方法。4.1 常用实验动物选择和处理常用实验动物选择和处理l4.1.1 常用实验动物特征常用实验动物特征l实验动物实验动物(laboratory animals):经人工饲育,对:经人工饲育,对其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或者来其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检验以源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检验以及其他科学实验的动物。或者简单说及其他科学实验的动物。或者简单说以科学研究以科学研究为目的而进行科学饲养繁殖的动物称为实验动物为目的而进行科学饲养繁殖的动物称为实验动物。l实验
4、动物种类实验动物种类:常用的实验动物物种为:常用的实验动物物种为大鼠大鼠、小小鼠鼠、豚鼠、兔、狗。其他可能用到的实验动物有、豚鼠、兔、狗。其他可能用到的实验动物有地鼠、猕猴、小型猪、鸡、青蛙等。地鼠、猕猴、小型猪、鸡、青蛙等。4.1.1 常用实验动物特征常用实验动物特征常用实验动物生物学和生理学参数表常用实验动物生物学和生理学参数表参参参参 数数数数小小小小 鼠鼠鼠鼠大大大大 鼠鼠鼠鼠豚豚豚豚 鼠鼠鼠鼠兔兔兔兔成体体重成体体重成体体重成体体重(kg)(kg)0.0350.0350.450.450.430.433.73.7平均寿命平均寿命平均寿命平均寿命(年年年年)1.51.53 345458
5、8水消耗水消耗水消耗水消耗(ml/d)(ml/d)6 63535145145300300饲料消耗饲料消耗饲料消耗饲料消耗(成本成本成本成本g/d)g/d)5 510101212180180成体代谢成体代谢成体代谢成体代谢(cal(cal/kgkg.d)d)600600130130100100110110体温体温体温体温()()37.437.438.238.238.638.639.439.4呼吸频率呼吸频率呼吸频率呼吸频率(次次次次/min)min)160(80160(80-240)240)85(6585(65-110)110)90(7090(70-100)100)53(4053(40-65)6
6、5)心率心率心率心率(次次次次/min)min)600600328328300300200200血压血压血压血压mmHgmmHg(收缩收缩收缩收缩/舒张舒张舒张舒张)120120/7575130/90130/9077/5077/50110110/8080出生体重出生体重出生体重出生体重(g)(g)1.51.556567510075100100100断乳时体重断乳时体重断乳时体重断乳时体重(g)(g)1010-12124040-5050250250100100-150015004.1.1 常用实验动物特征常用实验动物特征常用实验动物生物学和生理学参数表(续)常用实验动物生物学和生理学参数表(续)
7、参参参参 数数数数小小 鼠鼠大大 鼠鼠豚豚 鼠鼠兔兔开眼开眼开眼开眼(d)(d)111110101212出生当天出生当天出生当天出生当天1010妊娠妊娠妊娠妊娠(d)(d)2020212167673131性周期性周期性周期性周期(d)(d)4 45 54 45 51616191915151616动情期动情期动情期动情期(d)(d)1 11 11 13030窝数量窝数量窝数量窝数量1 112126 69 91 15 51 11313断乳年龄断乳年龄断乳年龄断乳年龄(周周周周)3 33 34 42 28 8生殖年龄生殖年龄生殖年龄生殖年龄(月月月月)2 22 23 33 36 67 7生殖期生殖期
8、生殖期生殖期(年年年年)1 11 13 31 13 3生殖季节生殖季节生殖季节生殖季节任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间环境温度环境温度环境温度环境温度()()19192525191925251919252518182828血容量血容量血容量血容量(ML/Kg)(ML/Kg)8080656575755353凝血时间凝血时间凝血时间凝血时间(s)(s)141460606060300300HCT(HCT(红细胞红细胞红细胞红细胞)4141464642424242Hb(gHb(gbl)bl)16.016.0
9、14.814.812.412.413.613.64.1.2 实验动物的选择和处理实验动物的选择和处理4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择l毒理学的动物实验是以实验动物作为研究对象,为获得毒理学的动物实验是以实验动物作为研究对象,为获得可靠的研究结果,可靠的研究结果,先决条件先决条件是正确地选用实验动物。是正确地选用实验动物。l实验动物选择实验动物选择原因原因:l外源化学物的固有毒性往往在人和不同物种实验动物外源化学物的固有毒性往往在人和不同物种实验动物之间表现不同,之间表现不同,物种差别物种差别可以表现在可以表现在量方面量方面,引起毒,引起毒性的剂量差别,即毒性大小的差别,如有报道,人
10、对性的剂量差别,即毒性大小的差别,如有报道,人对138种化学物的敏感性为大鼠的种化学物的敏感性为大鼠的1.8-10.5倍。倍。l物种差别也可以表现在物种差别也可以表现在质方面质方面(毒性效应的差别毒性效应的差别),如,如除草剂百草枯除草剂百草枯对人引起肺损伤,而对狗则未见到。对人引起肺损伤,而对狗则未见到。4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择选择原则选择原则l相似性原则相似性原则:选择结构、功能、代谢、群体分布、疾:选择结构、功能、代谢、群体分布、疾病状态方面与人类相似的物种。病状态方面与人类相似的物种。l差异性原则差异性原则:研究过程要求以差异为指标或特殊条件:研究过程要求以差异为指
11、标或特殊条件时,选用不同种系实验动物的某些特殊反应,更适合时,选用不同种系实验动物的某些特殊反应,更适合于不同研究目的的要求。于不同研究目的的要求。例如人类利用不同种属动物例如人类利用不同种属动物对病原微生物的易感性差异来生产弱毒疫苗对病原微生物的易感性差异来生产弱毒疫苗。l易化性原则易化性原则:进化程度高、结构功能复杂的动物有时:进化程度高、结构功能复杂的动物有时会给实验条件控制或实验结果分析带来困难,则应从会给实验条件控制或实验结果分析带来困难,则应从易化角度入手,选择既能满足实验要求,结构功能又易化角度入手,选择既能满足实验要求,结构功能又简单,便于实验分析的动物。如反射弧的研究选择简单
12、,便于实验分析的动物。如反射弧的研究选择两两栖动物栖动物;遗传学研究选择;遗传学研究选择果蝇果蝇。4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择选择原则选择原则l相容或相匹配原则相容或相匹配原则:设计动物实验时,选用的动物:设计动物实验时,选用的动物质量等级要与实验设计、实验条件、实验者技术、质量等级要与实验设计、实验条件、实验者技术、方法、试剂性能相匹配。方法、试剂性能相匹配。l可获得性原则可获得性原则:在不影响实验质量的前提下,选择:在不影响实验质量的前提下,选择最易获得、最经济、易饲养管理的动物。最易获得、最经济、易饲养管理的动物。l重复性和均一性原则重复性和均一性原则:选用标准化的实验动
13、物。杜:选用标准化的实验动物。杜绝使用随意交配而来的杂种动物和未经任何微生物绝使用随意交配而来的杂种动物和未经任何微生物控制的非标准化动物。控制的非标准化动物。4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择选择方法选择方法l物种选择物种选择l物种选择的物种选择的基本原则基本原则l选择对受试物在代谢、生物化学和毒理学特征与人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;最接近的物种;l自然寿命不太长的物种;自然寿命不太长的物种;l易于饲养和实验操作的物种;易于饲养和实验操作的物种;l经济并易于获得的物种。经济并易于获得的物种。l目前常规选择物种的方式是利用两个物种,一种是目前常规选择物
14、种的方式是利用两个物种,一种是啮齿类啮齿类,另一种是,另一种是非啮齿类非啮齿类。4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择选择方法选择方法l系统毒性研究最常用的啮齿类是系统毒性研究最常用的啮齿类是大鼠和小鼠大鼠和小鼠,非啮,非啮齿类是狗;齿类是狗;l豚鼠豚鼠常用于皮肤刺激试验和常用于皮肤刺激试验和致敏致敏试验;试验;l兔兔常用于皮肤刺激试验和眼刺激试验;常用于皮肤刺激试验和眼刺激试验;l遗传毒理学试验多用遗传毒理学试验多用小鼠小鼠;l致癌试验常用大鼠和小鼠;致癌试验常用大鼠和小鼠;l致畸试验常用大鼠、小鼠和兔;致畸试验常用大鼠、小鼠和兔;l迟发性神经毒性试验常用迟发性神经毒性试验常用母鸡母鸡
15、。4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择选择方法选择方法l品系选择品系选择l品系品系是实验动物学的专用名词,指用计划交配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。的方法,获得起源于共同祖先的一群动物。l实验动物按遗传学控制分类可分为:实验动物按遗传学控制分类可分为:l近交系近交系:指同胞兄妹或亲子之间连续交配:指同胞兄妹或亲子之间连续交配20代以代以上上而培育的纯品系动物。群体基因才能达到纯合和而培育的纯品系动物。群体基因才能达到纯合和基本稳定。基本稳定。l杂交群动物杂交群动物(杂交杂交1代代),指两个不同的近交系之间,指两个不同的近交系之间有目的进行交配
16、,所产生的第一代动物。有目的进行交配,所产生的第一代动物。l封闭群封闭群:一个种群在五年以上不从外部引进新血: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。的动物群。l根据实验动物遗传的均一性排序,近交系最高、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。杂交群次之、封闭群较低。4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择选择方法选择方法l实验动物微生物控制的选择实验动物微生物控制的选择 对于毒性试验及毒理学研究应尽可能使用对于毒性试验及毒理学研究应尽可能使用级级(或或级以上级以上)的动物
17、,以保证实验结果的可靠性。的动物,以保证实验结果的可靠性。级级 别别 要要 求求 I 级级普通动物,应没有传染给人的疾病普通动物,应没有传染给人的疾病 级级清洁动物,除清洁动物,除I I级标准外,种系清楚,没有该动物特有的疾病级标准外,种系清楚,没有该动物特有的疾病 级级无特定病原体动物无特定病原体动物(SPF),除,除级标准外,动物为剖腹产或子宫级标准外,动物为剖腹产或子宫切除产、按纯系要求繁殖,在隔离器内或层流室内饲养,可有不切除产、按纯系要求繁殖,在隔离器内或层流室内饲养,可有不致病细菌丛,没有致病病原体致病细菌丛,没有致病病原体 IV 级级无菌动物,在全封闭无菌条件下饲养的纯系动物,动
18、物体外不带无菌动物,在全封闭无菌条件下饲养的纯系动物,动物体外不带有任何微生物和寄生虫有任何微生物和寄生虫(包括绝大部分病毒包括绝大部分病毒)4.1.2.1 实验动物的选择实验动物的选择选择方法选择方法 实验动物对外来化学物的毒性反应还存在个体差异,应注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。重点是动物的意实验动物的个体选择。重点是动物的性别、年龄、体重、性别、年龄、体重、生理状态和健康状况生理状态和健康状况。l对于初次试验的受试物,应该采用两种性别。对于初次试验的受试物,应该采用两种性别。l毒理学试验选用实验动物的年龄取决于试验的类型。毒理学试验选用实验动物的
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