2023年8月16日 —— 美国食品药品监督管理局（FDA）的研究人员近日开发了一种新型设备——WMicrotracker，用于快速评估化学物质对秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）自发运动活动（SLA）的影响。这一设备结合了先进的数学模型，能够高效检测化学物质的急性毒性效应，为毒性测试提供了一种快速、可靠且经济的解决方案。

WMicrotracker：毒性测试的新利器

WMicrotracker是一种基于红外光束中断检测技术的设备，能够实时监测秀丽隐杆线虫在多孔板中的运动活动。通过16小时的测试，研究人员可以评估化学物质对线虫运动行为的影响，从而快速筛选出潜在的毒性物质。该设备不仅适用于毒性测试，还可用于药物筛选、基因功能研究等领域。

16小时快速测试，高效筛选毒性物质

传统的毒性测试方法通常耗时且成本高昂，而WMicrotracker能够在16小时内完成对化学物质的急性毒性评估。研究人员通过数学模型对线虫的运动数据进行分析，能够准确捕捉化学物质引起的运动活动变化，如过度活跃或活动抑制。这种快速测试方法不仅节省了时间和成本，还减少了对哺乳动物的依赖，符合当前减少动物实验的伦理趋势。

数学模型助力毒性评估

为了更准确地分析线虫的运动数据，研究人员开发了一种全新的数学模型。该模型能够平滑实验数据中的噪声，并估计出化学物质引起的运动活动变化的趋势。通过模型参数，研究人员可以量化化学物质的毒性效应，如过度活跃的峰值高度（P）、过度活跃期的持续时间（tH）以及活动抑制的最低值（d）。这些参数为化学物质的毒性排名提供了科学依据。

应用案例：咖啡因与汞化合物的毒性评估

在研究中，研究人员使用咖啡因作为模型刺激物，评估了WMicrotracker的灵敏度。结果显示，咖啡因在低浓度下引起了线虫的短暂过度活跃，随后恢复到基线水平。相比之下，氯化汞（HgCl₂）和甲基汞（meHgCl）则引起了线虫的早期过度活跃，随后出现显著的活动抑制。这种“逃逸反应”模式为研究人员提供了新的毒性评估视角。

未来展望：推动毒性测试的革新

 
WMicrotracker设备的开发标志着毒性测试领域的一次重要进步。通过结合先进的数学模型和自动化设备，研究人员能够更高效地评估化学物质的毒性效应，减少对动物实验的依赖。未来，随着更多化学物质的测试和验证，WMicrotracker有望成为毒性测试的标准工具之一，推动毒性测试向更快速、更经济、更伦理的方向发展。

参考文献：

Hunt, P. R., Welch, B., Camacho, J., Bushana, P. N., Rand, H., Sprando, R. L., & Ferguson, M. (2023). The worm Adult Activity Test (wAAT): A de novo mathematical model for detecting acute chemical effects in Caenorhabditis elegans. Journal of Applied Toxicology, 1–17.
 

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