什么是半数致死浓度?

什么是半数致死浓度?

[拼音]：banshu zhisi nongdu

[外文]：median lethal concentration

在动物急性毒性试验中，使受试动物半数死亡的毒物浓度，用 LC50表示。使受试动物半数死亡的毒物剂量，则称为半数致死量，用LD50表示。

半数致死浓度是衡量存在于水中的毒物对水生动物和存在于空气中的毒物对哺乳动物乃至人类的毒性大小的重要参数。毒物的致死效应与受试动物暴露时间有密切关系。如果用 LC50表示水中毒物对水生生物的急性毒性，必须在LC50前标明暴露时间，如24小时LC50、48小时LC50和96小时LC50等。如果用LC50表示空气中毒物对哺乳动物的急性毒性，一般是指受试动物吸入毒物2小时或4小时后的试验结果，可不注明吸入时间，但有时也可写明时间参数。例如LCt50是指引起动物半数死亡的浓度和吸入时间的乘积，时间(t)一般用分钟表示。

概念的形成和发展

1945年美国学者提出工业废水或化学物质对淡水鱼的急性毒性试验方法，后来发展成为测定工业废水和其他化学物质对鱼类等水生生物的急性毒性试验方法，以在一定暴露时间内的“平均耐受限”(TLm)表示。TLm是指在急性毒性试验中使受试水生动物半数存活或半数死亡的毒物浓度。1975年美国公共卫生协会、给水工程协会和水污染控制联合会提出以半数致死浓度(LC50)和半数效应浓度(EC50)代替平均耐受限。平均耐受限和半数致死浓度是意义相同的两个术语，即TLm等于 LC50。半数效应浓度是在一定暴露时间内使半数受试水生动物产生某一效应（如丧失平衡、发育异常或畸形等）的毒物浓度，用以表示短期暴露的亚致死毒性。由于以LC50和EC50分别表示毒物短期暴露的致死毒性和亚致死毒性较为明确，自70年代中期以来，LC50已逐渐成为水生动物急性毒性研究的常用术语，用TLm者渐少。

环境中化学物质还对人类产生毒理学后果，因此环境毒理学还必须阐明化学物质对哺乳动物的毒作用规律。1927年特里文采用“半数致死量”(LD50)的概念，并提出剂量－反应关系。由于化学物质的广泛应用，毒理学实验也必须考虑和模拟人暴露或接触毒物的真实情况。在环境毒理学中，经口服，腹腔、静脉或皮下注入，皮肤染毒方式引起急性中毒的半数致死量以LD50表示;以吸入的染毒方式引起急性中毒的半数致死浓度以 LC50表示。但空气中的物理因素（如核辐射）引起哺乳动物半数死亡的剂量用LD50表示。

计算方法

计算毒物对水生动物的 LC50常用直线内插法，即根据不同暴露时间，以及在等对数间距的各个试验浓度下测试动物的死亡率，求出不同暴露时间的LC50值。计算时必须有使受试动物存活半数以上和半数以下的各种试验浓度。根据毒物或废水试验浓度和受试动物的死亡率用半对数纸作图，在死亡率50％处划一垂线至浓度坐标，即可求出不同暴露时间内的LC50。增加试验次数和适当缩小试验浓度间距，可提高LC50值的精确度。运用图解法（Litchfield and Wilcoxon法），可计算出LC50值的可信限，从而估算出与受试动物同类的动物死亡50％的毒物浓度范围。

计算毒物对哺乳动物的 LD50和LC50，较为简便、精确的方法是图解法。由于染毒方式不同，动物的中毒反应往往有很大差异。为便于对吸入染毒和其他方式染毒引起的动物急性中毒进行比较，可按一定的换算公式将染毒浓度换算成吸入的毒物剂量。

意义和作用

在比较各种污染物的毒性，不同种或不同发育阶段的动物对污染物的敏感性以及环境因素对毒性影响等方面的研究中，都以LC50为依据。

水生动物的种类不同，对毒物的感受性有很大差异。如镉对金鱼的96小时LC50为2.13毫克/升，而对一种端足类动物则为0.085毫克/升。同一种毒物对处于不同发育阶段的同一种动物的毒性也不同。如镍对刚孵化出的鲤鱼苗的96小时LC50为6.10毫克/升，而对体长为4～5厘米的鲤鱼鱼种则为35.0毫克/升。因此，目前国内外用于研究污染物对水生动物急性毒性试验的动物，除鱼类以外，还有浮游动物、软体动物、甲壳类、环节动物、棘皮动物、水生昆虫和蠕虫等。水的温度、pH值、溶解氧量、硬度、盐度等环境因素对污染物的毒性也有明显影响，因此报告某种毒物毒性时要有环境因素的记录。

影响毒物对哺乳动物的毒性的因素很多，而且情况比对水生动物复杂。如纯度为95％以上的八氟异丁烯分别给小鼠吸入染毒和腹腔注入染毒，其试验结果前者的LC50为2ppm，后者LC50在500毫克/升以上。经换算并进行比较，前者属于剧毒类，而后者属于中等毒类。此外，毒物的化学结构和性质，受试动物种类、种系、性别、年龄、体重和健康状况以及诸如气温、气压、湿度、季节等环境因素也与LC50或LD50有密切关系。

在水污染控制方面，化学物质对水生动物的LC50值有以下用途：

（1）对可能进入水体的化学物质进行毒性过筛，以控制剧毒物质的生产和应用；

（2）根据LC50值并运用应用系数推算出安全浓度，为制订水质标准提供依据；

（3）检查废水处理效果，为制订废水排放标准提供依据；

（4）作为污染源监测和水污染生物评价的依据。由于新的化学制品不断增多，广泛进行水生动物的慢性毒性试验受到许多限制，评定毒物安全浓度的简易生物测试法还不完善，因此 LC50仍然是控制水污染必不可少的生物学参数。

哺乳动物毒理学研究已积累了丰富的资料。根据人类的经验和从动物实验获得的化学物质LD50和LC50值，可以估计化学物质对人的可能致死剂量。根据对人的可能致死剂量，中国一般将化学物质的毒性分为剧毒、高毒、中等毒、低毒和微毒等五个等级。尽管目前对毒性分级的方法、标准以及毒性等级的用语还不统一，但在新的化学制品不断出现和广泛应用的情况下，测定化学物质对哺乳动物的LD50和LC50，进行毒性分级，对于保护人类环境和预防职业性中毒都有重大意义。

参考书目

L.J.Casarett & J.Doull，Toxicology，The Basic Science of Poisons，MacMillan Publishing Co.Inc.，New York，1975.M.C.Rand，et al.，Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater，14th ed.，Bru-El Graphic Inc.，Springfield，1979.