生物測定

發展簡史 遠古時期的人類通過植物，動物甚至自身來觀察和測量野生動、植物的食用價值和野生藥材的藥效。原始人類對動物毒液及有毒植物的作用已有所了解，並用之於狩獵和戰爭。隨著生產和科學的發展，生物測定一方面用於考查水、食品、被污染的空氣、各種化學品、射線及雜訊等對人類的益害。另一方面則用於研究比較各種生物的酶系統、神經反應，基因組成，研究生物的代謝、生長、發育特點等。

基本內容 毒性測定 生物測定中最重要的一個部分。經典的毒性測定根據染毒時間長短分為：①急性毒性試驗，一次給予受試物后動物所產生的毒性反應，觀察時間一般為一周；②蓄積性毒性試驗，對受試動物給予多次小劑量的受試物，觀察蓄積和解毒的關係，做幾天、幾周或幾月；③亞急性毒性試驗，研究試驗動物在多次給以受試物時所引起的毒性作用，其試驗期通常為動物生命期的1/30～1/10；④慢性毒性試驗，觀察實驗動物長期染毒所產生的反應，所謂長期是指試驗動物整個生命期的大部分或終生，有時還包括若干代的試驗。

根據需要選用不同的實驗動物，採用經皮膚、口、呼吸道、腹腔注射、皮下注射等不同的染毒方式。觀察生長發育、血相的變化、酶的活性、神經反射、器官的病理改變以至死亡等不同指標。

三致實驗 即致癌、致畸型、致突變實驗。致癌試驗除長期動物引癌試驗以外，又發展了體外細胞轉化試驗，以測定某因素是否引起正常細胞轉化為癌細胞。致畸型試驗指將有害因素施於不同動物的親體，觀察一代甚至幾代，看是否造成胎兒的畸型或死亡。致突變試驗指遺傳物質的損傷和改變包括：DNA構型的改變，DNA中鹼基的取代或位置的改變，染色體的缺失、斷裂、易位、互換，染色體數目的改變，修復功能的損傷等。針對各種情況建立了不同的致突變實驗，常用的有：①利用微生物的致突變試驗，因某個基因位點改變造成表型改變的鼠傷寒沙門氏菌／微粒體酶試驗（Ames試驗）、大腸桿菌試驗、麴黴試驗、酵母試驗，以及因重組修復功能缺失而抑制枯草桿菌生長的枯草菌試驗(Rec-assay);②根據植物細胞染色體的損傷或某些性狀的變化來確定致突變因素的紫鴨跖草試驗、蠶豆根尖試驗；③用果蠅或蠶等昆蟲某些性狀表現的改變來驗明基因某位點受到損傷的，如果蠅的特殊遺傳性狀試驗和伴性隱性致死試驗，蠶卵試驗等;④整體動物試驗，將待測因素施於整體動物，觀察遺傳物質的損傷。例如骨髓細胞、生殖細胞、外周血淋巴細胞的染色體畸變試驗、姊妹染色單體交換試驗(SCE)和顯性致死試驗;⑤利用體外培養細胞的染色體畸變試驗；⑥直接測定受損細胞DNA合成量的非周期DNA合成試驗(UDS)等。

“三致”在機理上有相近之處，遺傳物質的損傷和改變引起表型的改變即突變，發生在生殖細胞的突變有的會造成畸胎、死胎或遺傳性疾病傳給後代；發生在體細胞可能引起腫瘤。故可應用測定致突變性來預測致癌性。

展望 生物測定今後的方向是：發展更敏感的短期實驗方法和能測定綜合因素的方法，並選擇適當的方法組成系列檢測系統；研究其他生物試驗得到的數據如何推演到人；研究外界物質進入機體后如何代謝，進入細胞後起什麼作用，如何影響遺傳物質，化學結構與毒性有什麼關係；探索“三致”的機理等，以為人類戰勝癌症、遺傳性疾病和衰老提供科學依據。