LC50
LC50(Median Lethal Concentration,半数致死浓度)是 Toxicology (毒理学) 和 Ecotoxicology (生态毒理学) 中用于衡量物质急性毒性的核心指标。与 LD50(半数致死剂量)不同,LC50 描述的是环境介质(如空气或水)中的浓度,而非直接进入生物体内的剂量。它定义为在特定的暴露时间内(如 96 小时),能使 50% 的测试群体(通常是鱼类、水蚤或吸入实验的小鼠)死亡的物质浓度。LC50 是环境风险评估 (ERA) 和化学品吸入毒性分级(如 GHS 标准)的基石数据。
核心区别:LD50 vs. LC50
虽然两者都衡量致死性,但应用场景截然不同。区别在于我们是否能准确测量个体摄入的量:
- LD50 (Dose): 适用于口服、注射或皮肤涂抹。我们精确知道每只动物被给予了多少毫克药物。单位通常是 mg/kg。
- LC50 (Concentration): 适用于水生生物(鱼在有毒的水中游泳)或吸入实验(大鼠呼吸有毒气体)。我们无法精确计算鱼喝了多少水或大鼠吸了多少气,只能测量环境中的浓度。单位通常是 mg/L 或 ppm。
关键变量:时间的重要性
LC50 毫无意义,除非指定了暴露时间。高浓度短时间暴露和低浓度长时间暴露可能产生相同的致死效果(即 Haber's Law: $C \times t = k$)。
| 测试类型 | 标准时长 | 说明 |
|---|---|---|
| 鱼类急性毒性 | 96小时 (96h LC50) | OECD 203 标准。用于评估工业废水对河流的影响。 |
| 水蚤 (Daphnia) | 48小时 (48h LC50) | 无脊椎动物通常更敏感,是水质监测的哨兵。 |
| 大鼠吸入 | 4小时 (4h LC50) | OECD 403 标准。用于确定化学品运输标签(如 GHS 类别)。 |
实际应用:GHS 分级
联合国《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS) 依据 4小时吸入 LC50 对气体和蒸气进行剧毒分级。
- 类别 1 (致命): LC50 ≤ 100 ppm (气体) —— 极其危险,需特殊防护。
- 类别 2 (致命): 100 < LC50 ≤ 500 ppm。
- 类别 3 (有毒): 500 < LC50 ≤ 2500 ppm。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] OECD. (2019). Test No. 203: Fish, Acute Toxicity Test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals.
[点评]:生态毒理学的金标准指南,详细规定了测定 96h LC50 的实验条件和统计方法。
[2] United Nations. (2023). Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS). UN Publication.
[点评]:全球化学品管理的宪法性文件,定义了基于 LC50 数据的急性毒性分类标准。
[3] Lipnick RL, et al. (1995). Comparison of the fish acute toxicity syndromes with their chemical classification. Archives of Environmental Contamination and Toxicology.
[点评]:经典文献,探讨了不同化学结构对 LC50 的影响,是构效关系 (QSAR) 研究的基础。