本发明涉及毒理学领域，尤其涉及一种自动化检测药物对大型溞的急性毒性的系统及方法。
背景技术：
：大型溞(daphniamagna)一般生活在淡水水域，属于浮游甲壳类动物。是水生毒理学标准受试生物。作为食物链中连接浮游植物和高营养级的中间一级，浮游动物大型溞对淡水水生生态系统的物质循环和能量传递起着重要作用。同时，大型溞具有繁殖快、对环境变化敏感，易于实验室培养等特点。目前，已经广泛采用大型溞进行工业废水、生活污水安全性评价性的研究，但是，以大型溞作为受试生物，自动化实时监测大型溞的行为活力并对自动分析药物毒性的方法几乎没有。因此，提供一种易操作、实用性强、智能的方法筛选药物毒性的方法尤其重要。技术实现要素：发明目的：本发明的第一个目的是提供一种自动化检测药物对大型溞急性毒性的系统。本发明的第二个目的是提供了一种自动化检测药物对大型溞急性毒性的方法。技术方案：为了解决上述技术问题，本发明公开了一种自动化检测药物对大型溞急性毒性的系统，所述系统包括毒性预测模型qsar、显微操作系统、暴露系统、药物储备系统、计量泵、药物测定系统，其中，暴露系统包括暴露单元和暴露参数控制界面，所述毒性预测模型qsar推荐药物浓度数据，药物储备系统通过计量泵将毒性预测模型qsar推荐的药物浓度数据的药物储备液输入到暴露系统，待暴露系统设置的条件达到要求后开始暴露，同时显微操作系统、药物测定系统对暴露系统中各项生物指标和药物暴露浓度进行监测，最后将所有数据汇总输入到毒理学急性毒性处理软件，得到药物的半数抑制浓度ec50，半数致死浓度lc50，判断药物的毒性。在该自动化检测药物对大型溞急性毒性的系统中的暴露系统中设置有报警系统和监测条件的传感器。该监测条件的传感器与计算机控制单元连接，同时接收信号显示在人机界面上，对所设定的指标进行控制，如果所监测的数值超过设定的30％，则声控报警，重新调整。本
发明内容还包括一种采用所述的系统自动化检测药物对大型溞急性毒性的方法，包括以下步骤：1)将药物的分子结构输入计算机的毒性预测模型qsar中，计算机将自动推荐暴露期间药物所需浓度；2)根据毒性预测模型qsar推荐的药物所需浓度，进一步确定暴露期间药物浓度范围；3)制备高浓度的药物储备液，设置暴露过程中所需药物投加量，通过计量泵将储备液输入到大型溞培养液中得到暴露溶液；4)对暴露期间的条件进行设置，并实时监测水质参数，待达到暴露条件要求，加入受试生物大型溞开始暴露，同时监测大型溞的各项行为活力指标，暴露周期48h；5)暴露结束后，计算机将暴露期间的数据汇总输入到毒理学急性毒性处理软件，最后输出药物的24h和48h半数抑制浓度ec50，半数致死浓度lc50，判断药物的毒性，判断标准为：48hec50≤0.1mg/l，剧毒；0.1mg/l<48hlc50≤1mg/l，高毒；1mg/l<48hlc50≤10mg/l，中毒；48hlc50>10mg/l，低毒。其中，上述步骤4)的暴露期间，每隔1h将暴露溶液输入到药物检测单元进行检测，并及时补充，借助于液相色谱质谱检测方法，对药物浓度进行定量定性检测，如果浓度低于暴露要求浓度10％，系统报警，将数据反馈到药物投加系统，补充药物剂量。作为优选，该药物为抗炎药。进一步地，该抗炎药为双氯酚酸或布洛芬。其中，上述步骤4)的暴露期间，每隔24h对大型溞的各项行为活力进行测定。其中，上述步骤3)大型溞培养液为四种盐溶液，具体浓度为：ccacl2·2h2o＝0.294g/l，cmgso4·7h2o＝0.123g/l，cnahco3＝0.065g/l，ckcl＝0.0065g/l，培养液ph为7.0～9.0，硬度为250mg/l±25mg/l(以caco3计)，溶解氧≥4mg/l。其中，上述步骤4)暴露期间的条件参数为水温22℃、明暗比16h:8h，溶解氧浓度不低于4mg/l，所述监测的水质参数为暴露溶液的水温、ph值和溶解氧含量。其中，上述步骤4)的大型溞的各项行为活力指标为大型溞的游泳速率、心跳频率、胸枝活动速率、后腹部排斥反应速率。其中，上述步骤4)的大型溞为来源于同一母系的孤雌繁殖3代以上，出生时间6-24h的健康幼溞。其中，上述暴露系统配的显微操纵系统，可对大型溞进行三维准确定位，每隔24h对大型溞的行为活动指标进行记录，心跳频率为0，则为死亡；心跳频率不为0，运动轨迹为0，则视为活动抑制。其中，上述自动化监测药物对大型溞毒性的方法还设有空白对照组和溶剂对照组；所述空白对照组以培养液为大型溞的暴露溶液；所述溶剂对照组以甲醇溶剂为所述大型溞的暴露溶液；所述空白对照组和溶剂对照组中大型溞的活动抑制率不能超过10％则证明实验结果可信。有益效果：本发明在现有实验方法基础上，构建了一种自动化方法，大大减少实验工作量；通过传感器与计算机连接，对暴露所需条件进行了更加稳定、精准的控制，并配有报警系统的装置，使得实验结果更加准确可靠；通过药物检测单元更加精确地控制了暴露期间药物浓度；对大型溞的各项行为活力进行了更加全面准确监测，判断毒性指示终点更加直接、精确。附图说明图1自动化检测药物对大型溞急性毒性的系统示意图。具体实施方式为进一步说明本发明的详细情况，下面列举若干实施例，但本发明不应受此限制。实施例1一种自动化检测药物对大型溞急性毒性的系统，所述系统包括毒性预测模型qsar、显微操作系统、暴露系统、药物储备系统、计量泵、药物测定系统，其中，暴露系统包括暴露单元和暴露参数控制界面，首先将药物的具体分子结构输入到毒性预测模型qsar，根据模型推荐的浓度进一步设置暴露期间药物的浓度范围，然后药物储备系统通过计量泵将药物储备液输入到暴露系统，待暴露系统设置的条件达到要求后开始暴露，同时显微操作系统、药物测定系统对暴露系统中各项生物指标和药物暴露浓度进行监测，最后将所有数据汇总输入到毒理学急性毒性处理软件，得到药物的半数抑制浓度ec50，半数致死浓度lc50，判断药物的毒性。在该自动化检测药物对大型溞急性毒性的系统中的暴露系统中设置有报警系统和监测条件的传感器。该监测条件的传感器与计算机控制单元连接，同时接收信号显示在人机界面上，对所设定的指标进行控制，如果所监测的数值超过设定的30％，则声控报警，重新调整。实施例2抗炎药双氯酚酸毒性的检测1)抗炎药双氯酚酸毒性的预测：将双氯芬酸的分子结构输入qsar模型，得到模型预测的抗炎药48h半数抑制浓度ec50和半数致死浓度lc50，分别为160mg/l和350mg/l，确定暴露浓度为1000mg/l、500mg/l、250mg/l、100mg/l、50mg/l、20mg/l。2)抗炎药双氯芬酸储备液的配制：称取5g双氯芬酸，溶解于100ml甲醇中，涡旋，超声后，得到浓度为50g/l的储备液。3)试验液的配制通过计量泵，将抗炎药储备液投加到大型溞培养液中，设置暴露期间所需水质参数水温22℃，光照黑暗比16h:8h，溶解氧浓度不低于4mg/l，并对暴露溶液实际水质指标进行检测，计算机界面显示实际测得指标已经满足要求，将出生时间在6-24h的非头胎健康幼溞10只加入暴露溶液，开始暴露，另设有空白对照组和溶剂对照组，暴露过程中大型溞不喂食。空白对照组(k1)：以培养液作为暴露溶液。溶剂对照组(k2)：将甲醇溶剂投加到培养液中作为暴露溶液。4)开始暴露通过传感器与计算机控制单元连接，对暴露期间的水质参数实时监测；试验前，在液相色谱质谱检测系统设置双氯芬酸的分析方法，暴露期间每隔1h对药物浓度进行定量定性检测，如果浓度低于暴露要求浓度10％，系统报警，将数据反馈到药物投加系统，补充剂量；暴露24h和48h，通过显微操纵系统，对暴露溶液中大型溞三维定位，得到大型溞的各项行为活力。5)暴露结束系统自动将暴露期间的数据输入到毒理学急性毒性分析系统中，对各项指标进行分析、矫正和处理，最后得到抗炎药的24h和48h活动半数抑制浓度和半数死亡浓度，并判断抗炎药毒性大小。6)结果表1为通过自动化急性毒性处理系统输出的双氯芬酸对大型溞24h和48h活动半数抑制浓度和半数死亡浓度结果表1双氯芬酸对大型溞急性毒性试验结果表时间(h)ec50(mg/l)lc50(mg/l)24229.87401.5248145.23325.417)结果评价在本实验条件下，双氯芬酸对大型溞类急性活动抑制率的毒性等级为“低毒”。实施例31)抗炎药布洛芬毒性的预测：将布洛芬的分子结构输入qsar模型，得到模型预测的抗炎药48h半数抑制浓度ec50和半数致死浓度lc50，分别为55mg/l和70mg/l，确定暴露浓度为200mg/l、100mg/l、50mg/l、20mg/l、10mg/l、1mg/l。2)抗炎药布洛芬储备液的配制：称取5g布洛芬，溶解于100ml甲醇中，涡旋，超声后，得到浓度为50g/l的储备液。3)试验液的配制通过计量泵，将药物储备液投加到大型溞培养液中，设置暴露期间所需水质参数水温22℃，光照黑暗比16h:8h，溶解氧浓度不低于4mg/l，并对暴露溶液实际水质指标进行检测，计算机界面显示实际测得指标已经满足要求，将出生时间在6-24h的非头胎健康幼溞加入暴露溶液，开始暴露，另设有空白对照组和溶剂对照组，暴露过程中大型溞不喂食。空白对照组(k1)：以培养液作为暴露溶液。溶剂对照组(k2)：将甲醇溶剂投加到培养液中作为暴露溶液。4)开始暴露通过传感器与计算机控制单元连接，对暴露期间的水质参数实时监测；试验前，在液相色谱质谱检测系统设置双氯芬酸的分析方法，暴露期间每隔1h对药物浓度进行定量定性检测，如果浓度低于暴露要求浓度10％，系统报警，将数据反馈到药物投加系统，补充剂量；暴露24h和48h，通过显微操纵系统，对暴露溶液中大型溞三维定位，得到大型溞的各项行为活力。5)暴露结束系统自动将暴露期间的数据输入到毒理学急性毒性分析系统中，对各项指标进行分析、矫正和处理，最后得到抗炎药的24h和48h活动半数抑制浓度和半数死亡浓度，并判断抗炎药毒性大小。6)结果表2为通过自动化急性毒性处理系统输出的双氯芬酸对大型溞24h和48h活动半数抑制浓度和半数死亡浓度结果表2双氯芬酸对大型溞急性毒性试验结果表时间(h)ec50(mg/l)lc50(mg/l)2468.7491.234850.1474.12(7)结果评价在本实验条件下，布诺芬对大型溞类急性活动抑制率的毒性等级为“中毒”。当前第1页12