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1、生物检测技术（第二版）第一章电子课件 第一章生物安全性评价与检测【知识目标】掌握生物安全性评价与检测领域的一些基本常识。掌握生物安全性评价的基本方法。掌握生物安全防护常识。掌握生物产品的质量安全认证的常用体系。【能力目标】为生物检测技术能力的培养奠定一定的知识与理论基础。培养生物安全性评价的基本能力。培养学生生物安全的基本操作能力与安全防护习惯。熟悉几种主要生物制品的安全性评价方法。第一节生物安全性评价的基本方法第一节生物安全性评价的基本方法一、免疫毒性试验免疫毒性试验是观察药物对试验动物免疫系统产生的不良影响和研究其影响机理。通过试验观察动物的免疫功能是否受到抑制或产生免疫缺陷，是否降低了机
2、体抵抗力，是否产生变态反应以及可能引起这些反应的原因。具体包括以下几种试验。二、生殖毒性试验生殖毒性试验是评价受试物对哺乳动物（啮齿类大鼠为首选）生殖的影响，与其他的药理学、毒理学研究资料综合比较，以推测受试物对人的生殖可能产生的毒性或危害性。三、遗传毒性试验遗传毒性试验能检出损伤及其损伤的固定。以基因突变、较大范围染色体损伤、重组和染色体数目改变形式出现的损伤的固定，一般被认为是可遗传效应的基础，并且是恶性肿瘤发展过程的环节之一（这种遗传学改变仅在复杂的恶性肿瘤发展变化过程中起了部分作用）。四、长期毒性试验长期毒性试验一般是在急性毒性试验结果的基础上，观察评价动物反复给予受试物后，机体产生毒
3、性反应的特征及其毒性损害的严重程度，以及主要毒性靶器官及其损害的可逆性。五、急性毒性试验急性毒性是指机体（人或实验动物）一次（或内多次）接触外来化合物之后所引起的中毒效应，甚至引起死亡。急性毒性试验是指一次或内多次染毒的试验，是毒性研究的第一步。急性毒性试验的基本操作如下（一）实验动物选择实验动物物种的选择应以哺乳动物为主，目前实际应用中主要以大鼠和小鼠为主，尤以大鼠使用最多。需要指出的是大鼠并非对外来化合物都最敏感。家兔常用于研究化合物的皮肤毒性，包括对黏膜的刺激。猫、狗也用于急性毒性试验，但因价高不宜大量使用。猪为杂食动物，对一些化合物的生物效应表现与人有相似之处，尤其是皮肤结构与人较近似
4、。但因体大、价高，不便大量使用。为了有利于预测化合物对人的危害，要求选择两种以上的实验动物，最好一种为啮齿类，一种为非啮齿类，分别求出其急性毒性参数。一般研究外来化合物急性毒性，需雌雄两性动物同时分别进行，每个剂量一般研究外来化合物急性毒性，需雌雄两性动物同时分别进行，每个剂量鼠0，家兔2.02.5kg，猫为宜。（二）实验动物喂养环实验动物喂养室室温应控制在（），家兔可控制在（），相对湿度，无对流风。每笼动物数以不干扰动物个体活动及不影响试验观察为度，必要时需单笼饲养。饲养室采用人工昼夜为好，早点至晚点进行12h光照，其余12h黑暗，一般食用常规试验室饲料，自由饮水。（三）实验动物染毒方法经口
5、（胃肠道）接触目的是研究外来化合物能否经胃肠道吸收及求出经口接触的半数致死剂量（）等。由于外来化合物可以污染饮水及食物，因此，此种染毒方式在卫生毒理学中占有重要地位。灌胃是将液态受试化合物或固态、气态化合物溶于某种溶剂中，配制成一定浓度，装入注射器等定量容器，经过导管注入胃内。六、蓄积毒性试验蓄积毒性对试验动物多次给予小剂量的药物，当给予药物的时间间隔和剂量使药物进入机体的速度或总量超过机体的代谢转化速度和排泄能力时，导致药物在体内逐渐增加并潴留，这种现象称为药物的蓄积作用，由此引起的毒性作用称为蓄积毒性作用。蓄积作用与剂量的大小和给予药物的间隔时间密切相关。当给予药物的剂量较大，间隔时间较短
6、，会有较多的药物呈现蓄积作用；相反，剂量较小，间隔时间较长，一般不易出现蓄积作用。蓄积毒性的检测与评价方法如下。蓄积毒性的检测有两类方法，一类是理化方法，一类是生物学方法。七、亚急性毒性试验亚急性毒性试验是指染毒期不长（一般为个月），或接触毒物时间不长（数十天乃至数月）对机体引起功能和（或）结构的损害。常以毒性反应、毒性剂量、受损靶器官、无作用水平及病理组织学变化等描述亚急性毒性。一般由亚急性毒性试验结果提供这类资料。八、慢性毒性试验慢性毒性试验是考察少量受试物质（添加剂）长期作用机体所呈现的毒性，以确定其最大无作用量和中毒阈剂量。慢性毒性试验在毒理研究中十分重要，对于确定受试物质能否作为食品
7、添加剂具有决定性意义。慢性毒性试验原则上是以寿命较短的敏感的动物的一生为一个试验阶段，通常是用大白鼠试验年或用小白鼠试验年。最大无作用量（），也称最大耐受量、最大安全量或最大无效量，是机体长期摄入受试验物质（添加剂）而无任何中毒表现的每日最大摄入剂量，单位为体重。它是食品添加剂长期（终生）摄入对本代健康无害，并对下代生长无影响的重要指标。九、致癌试验致癌试验是检验外来化合物及其代谢物是否具有诱发癌或肿瘤作用。致癌试验检验的对象包括恶性肿瘤（癌）和良性肿瘤。能诱发恶性或良性肿瘤的物质，称为致癌物。短期快速筛检法（较常用方法）如下。突变试验法在许多致突变试验方法中艾姆斯法最为常用，其理论根据为体细
8、胞突变是致癌作用的基础。根据艾姆斯法试验结果，证实至少有的已知致癌物具有致突变作用，但也有不致突变的致癌物（如石棉纤维）和不致癌的致突变物。由于本法简便、灵敏，结果较为可靠，是目前最普遍使用的一种致癌物快速筛检法。乳动物细胞体外转化试验将哺乳动物细胞株于体外与受试物接触，如受试物有致癌作用，可使正常细胞在形态与生理特性方面发生变化并与癌细胞相似。此种过程称为转化，已发转化的细胞称为转化细胞。3 DNA修复合成试验常用方法有程序外合成试验。十、致突变试验致突变试验即化学致突变物的检测试验，是指对致癌物质进行初筛，是人类预防癌症的重要手段，其中以细菌致突变试验应用最为广泛。致突变试验通常包括以下三
9、种试验方法。（一）基因突变试验伤寒沙门菌回复突变试验鼠伤寒沙门菌回复突变试验又称试验，检测受试物诱发鼠伤寒沙门菌组氨酸营养缺陷型突变株（）回复突变成野生型（）的能力。乳动物细胞基因突变试验哺乳动物体外培养细胞的基因正向突变试验常用的测试系统有小鼠淋巴瘤细胞、中国仓鼠肺细胞和卵巢细胞的三个基因位点的突变，即次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（PRT）、胸苷激酶（TK）、及/,ATP酶（）位点。（二）染色体畸变试验染色体分析观察染色体形态结构和数目改变称为染色体分析。在国外常称为细胞遗传学检验，但这一名称有时广义地包括微核试验和试验，因为这两个试验同样也是在显微镜下观察细胞染色体的改变。微核试验经致突变物作用
10、后，染色体无着丝点断片或因纺锤体受损伤而丢失的整个染色体在细胞分裂的后期仍留在子细胞的胞质内，成为一个或几个规则的次核，称为微核。（三）DNA损伤实验姐妹染色单体交换（）试验是染色体同源座位上复制产物的相互交换，可能与的断裂和重接有关，提示损伤。试验可分为体外试验、体内试验和体内、体外结合试验。序外合成试验基本方法是测定期以外胸苷掺入胞核的量，这一掺入量可反映损伤后修复合成的量。（四）致突变试验结果各种致突变试验都有其特定的观察终点，但实验结束后都面临一个共同的问题，即所取得的数据表示阳性结果或表示阴性结果。阳性结果阳性结果应当具有剂量反应关系，即剂量越高，致突变效果越大，并在一组或多组的观察
11、值与阴性对照之间有显著差异。阴性结果阴性结果的判定条件是：最高剂量应包括受试物溶解度许可或灌胃量许可的最大剂量。十一、代谢试验无论是生物材料，还是生物制品，其生物安全性最终要通过生物的代谢过程表现出来，而生物体内的代谢过程抑或是代谢类型千差万别，因此，通过代谢试验来检验其生物安全性比较可信。第二节生物安全实验室的安全防护一、生物安全实验室生物安全实验室也称生物安全防护实验室，是通过防护屏障和管理措施，能够避免或控制被操作的有害生物因子危害，达到生物安全要求的生物实验室和动物实验室。生物安全实验室应由主实验室、其他实验室和辅助用房组成。二、生物安全实验室等级依据实验室所处理对象的生物危险程度，把
12、生物安全实验室分为四级，其中一级对生物安全隔离的要求最低，四级最高。生物安全实验室的分级见表。表生物安全实验室的分级三、生物安全实验室的技术指标（）生物安全实验室一般实施两级隔离。（）生物安全实验室二级至四级隔离的主要技术指标应符合表和表的规定。四、生物安全实验室的安全水平基础实验室一级生物安全水平（，简称）。基础实验室二级生物安全水平（，简称）。防护实验室三级生物安全水平（，简称）。4最高防护实验室四级生物安全水平（，简称）。五、不同级别生物安全实验室的设施要求（一）实验室的设施要求实验室可用来进行涉及危害程度第四类的病原微生物的教学、研究等工作，在实验室的设计和设施方面应满足以下要求：（）
13、必须要为安全运行以及清洁和维护提供充足的空间。（）实验室的墙壁、天花板和地板宜平整、易清洁、不渗水以及耐化学品和消毒剂的腐蚀。地板应当是防滑的，同时应尽可能地避免管线暴露在外。（）实验台应不渗水，并可耐消毒剂、酸、碱、有机溶剂的腐蚀并能适度耐热，最好密封于墙上。（）在实验室内进行操作时均应保证照明，避免不必要的反光和闪光。（）实验室内的设备应当摆放稳定，在实验台和其他设备之间要保证有足够的空间以备清洗。（）应当有一定的存储空间来摆放物品以方便使用，从而预防在实验台和走廊内造成混乱。还应在实验室工作区域外提供其他长期使用的存储空间。（）应当为安全地操作及储存溶剂、放射性物质、压缩气体和液化气提供
14、足够的空间和设备。（）在实验室的工作区域外应当有存放外衣和私人物品的设施。（）每个实验室都应该有洗手池，洗手池最好安装在出口处。（）实验室如有可开启的窗户，应设置纱窗。（11）应有适当的消毒设备。（二）2实验室的设施要求实验室的安全设备和设施适用于操作我国危害程度第三类（少量二类）的病原微生物。在实验室的设计和设施方面应在满足实验室设施的基础上增加以下内容：（三）3实验室的设施要求实验室设施除满足和实验室设施的要求外，实验室在平面布局、送排风系统等方面有许多特殊要求。包括：六、生物安全实验室的个人防护要求（一）实验室（）工作人员实验时应穿工作服，戴手套，必要时戴防护眼镜。（）离开实验室，必须脱
15、下工作服，留在实验区，不得穿着进入办公区。（3）工作服定期消毒。（二）2实验室除符合的要求外，还应该符合下列条件。（）在实验室中应穿专用工作服或防护服。（）如可能发生感染性材料的溢出或溅出，宜戴两副手套。不得戴着手套离开实验室。工作完全结束后方可除去手套。一次性手套不得清洗和再次使用。（）当微生物的操作不可能在生物安全柜内进行，而必须采取外部操作时，为防止感染性材料溅出或雾化危害，必须使用面部保护装置（护目镜、面罩、个体呼吸保护用品或其他防溅出保护设备）。（三）实验室除符合的要求外，还应该符合下列条件。（）工作人员在进入实验室工作区前，应在专用的更衣室（或缓冲间）进行正确的个人防护，包括层专用
16、防护服（外层应是背开式）、层手套、生物安全专业防护口罩（不得使用医用外科口罩等）、层鞋罩。必要时佩戴眼罩、呼吸保护装置等。可再次使用的工作服必须先消毒后清洗。（）必须戴手套（两副）。在操作传染性物质或已被污染的仪器后，需脱去已污染的外层手套，换戴新的外层手套。当手移出生物安全柜时，准备进行生物安全柜外的操作，如使用离心机、温箱，开冰箱、使用电话等，必须换戴新的外层手套。（）在实验室中必须配备有效的消毒剂、眼部清洗剂或生理盐水，且易于取用和配备应急药品。（）有可能溅出或喷出传染性物质、危险试剂或进行可能产生感染性气溶胶的操作时，需使用面部和眼部防护器具，当不能安全有效地将气溶胶限定在一定范围内时
17、，应使用呼吸保护装置。（）当有的程序不能在生物安全柜内处理时，要组合使用适当的操作人员防护设备（如面罩、呼吸器）和物理容器设备。（）实验结束后，清理、消毒操作台和实验室时，应保持戴手套。谨记不能戴着实验室内的手套离开实验室。所有离开实验室的物品必须正确消除污染，并放在干净的容器或袋子中。需要继续进行实验室外的操作时，应重新戴干净的手套。第三节几种主要生物制品的安全性评价（一）为什么要对转基因植物进行安全性评价？传统的育种技术是通过植物种内或近缘种间的杂交将优良性状组合到一起，从而创造产量更高或品质更佳的新品种。（二）转基因植物安全性评价的主要内容？基因植物的环境安全性环境安全性评价要回答的核心
18、问题是转基因植物的基因释放到田间去是否会将基因转移到野生植物中，或是否会破坏自然生态环境，打破原有生物种群的动态平衡。基因植物的食品安全性食品安全性也是转基因植物安全性评价的一个重要方面，如果转基因植物生产的产品与传统产品具有实质等同性，则可以认为是安全的。内外转基因植物的安全性评价概况（）国外转基因植物的安全性评价世界主要发达国家和部分发展中国家都已制定了各自对转基因生物（包括植物）的管理法规，负责对其安全性进行评价和监控。（）我国转基因植物的安全性评价国家科委在年月发布了“基因工程安全管理办法”。二、食品安全性评价食品安全风险评估（价）是指对食品、食品添加剂中生物性、化学性和物理性危害对人
19、体健康可能造成的不良影响所进行的科学评估，包括危害识别、危害特征描述、暴露评估、风险特征描述等。三、农产品安全性评价农产品是指来源于农业的初级产品，即在农业活动中获得的植物、动物、微生物及其产品。实际上，农产品还包括一些不能吃的，比如棉花、蚕丝、花卉、树木等林木制品。农产品质量安全是指农产品质量符合保障人的健康、安全的要求。四、转基因农产品安全性评价转基因农产品是指利用基因工程技术改变基因组构成的植物、动物和微生物，以及由其生产、加工而成的粮食、食品、食品添加剂和饲料等。近年来，随着转基因生物技术的迅猛发展，转基因作物的种类和数量不断增多，转基因作物的种植面积逐年增加。自从转基因作物问世以来，
20、人们对转基因农产品的安全性就一直存在担忧主要有以下四个方面：第一，转基因农产品的营养安全性。第二，转基因农产品的毒性。第三，转基因农产品的潜在致敏性。第四，转基因农产品中外源基因的水平转移。五、饲料安全性评价关于饲料的安全性，目前尚无统一的、明确的定义。一般认为，饲料安全性是指饲料中不应含有对饲养动物的健康与生产性能造成实际危害的有毒、有害物质或因素，并且这类有毒、有害物质或因素不会在畜产品中残留、蓄积和转移而危害人体健康。饲料安全性与食品安全性有着密切的关系。六、药物（品）安全性评价药品是指用于预防、治疗、诊断人的疾病，有目的地调节人的生理机能并规定有适应证或者功能主治、用法和用量的物质，包
21、括中药材、中药饮片、中成药、化学原料药及其制剂、抗生素、生化药品、放射性药品、血清、疫苗、血液制品和诊断药品等。七、化妆品安全性评价化妆品是指以涂擦、喷洒或者其他类似的方法，散布于人体表面任何部位（皮肤、毛发、指甲、口唇等），以达到清洁、消除不良气味、护肤、美容和修饰目的的日用化学工业产品。我国年发布化妆品新原料申报与审评指南，其对产品的中文名称、送审样品、产品配方、生产工艺要求、产品质量安全控制要求、产品包装、卫生化学和微生物检验、毒理学安全性评价、人体安全性评价、化妆品中可能存在的安全性风险物质风险评估资料等问题做了较为详细的说明。第四节生物产品的质量安全认证一、认证（图）是一个组织的英语
22、简称，其全称是，翻译成中文就是“国际标准化组织”。质量认证体系通过它的个技术机构开展技术活动。其中技术委员会（简称）共个，分技术委员会（简称）共个，工作组（）个，特别工作组个。的个技术机构技术活动的成果（产品）是“国际标准”。现已制定出国际标准共多个，主要涉及各行各业各种产品（包括服务产品、知识产品等）的技术规范。目前我们所说的指，是目前最新版质量认证体系，版族标准包括以下一组密切相关的质量管理体系核心标准。（）质量管理体系基础和术语，表述质量管理体系基础知识，并规定质量管理体系术语。（）质量管理体系要求，规定质量管理体系要求，用于证实组织具有提供满足顾客要求和适用法规要求的产品的能力。（）质
23、量管理体系业绩改进指南，提供考虑质量管理体系的有效性和效率两方面的指南。该标准的目的是促进组织业绩改进和使顾客及其他相关方满意。二、认证是一个组织的英语简称，其全称是，翻译成中文就是“危害分析的临界控制点”。有七条原则作为体系的实施基础，具体如下：（）实施危害分析。（）测定关键控制点（），一项就是一个在关键点上控制得到实施的步骤。在预防或消除生物制造过程中安全风险或将其降至一个可接受的水平方面，具有重要意义。（）确定关键限制因素（一个关键因素可以满足一个准则）。（）建立监控的体系。（）当监测表明某项失控，采取可操作的纠正措施。（）建立确保体系有效运作的确认程序。（）建立涉及所有程序和针对这些原
24、则的实施记录，并文件化。三、认证，即的英文缩写，中文含义为“产品生产质量管理规范”。世界卫生组织将定义为指导食物、药品、医疗产品生产和质量管理的法规。是一套适用于制药、食品等行业的强制性标准，要求企业从原料、人员、设施设备、生产过程、包装运输、质量控制等方面按国家有关法规达到卫生质量要求，形成一套可操作的作业规范帮助企业改善企业卫生环境，及时发现生产过程中存在的问题，加以改善。四、认证是生产许可（）的缩写，获得食品质量安全生产许可证的企业，其生产加工的食品经出厂检验合格的，在出厂销售之前，必须在最小销售单元的食品包装上标注由国家统一制定的食品质量安全生产许可证编号并加印或者加贴食品质量安全市场
25、准入标志“”。认证意义如下。（）获得入市资格通过认证，是产品进入市场的有效通行证。（）规范食品生产依照产品良好生产操作规程规范产品的生产过程。（）提高产品质量通过质量体系的建立和有效运行，对产品实现全过程质量的稳定性。（）提高管理水平规范化管理，对每一项生产活动实施控制。（）降低成本通过管理体系文件的制定，规范每一位员工的行为，科学、合理地运用资源，减少返工，降低成本，进而提高企业的效益。【本章小结】本章主要讲解了生物安全性评价与检测领域的一些基本常识，包括：生物安全性评价的基本方法、生物安全实验室的安全防护、几种主要生物制品的安全性评价以及现行的生物产品的质量安全认证体系等内容，目的是为了使学生熟悉生物安全性评价与检测基本概念，为后面知识的学习奠定基础。