2023年8月16日 —— 美國食品藥品監督管理局（FDA）的研究人員近日開發了一種新型設備——WMicrotracker，用于快速評估化學物質對秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）自發運動活動（SLA）的影響。這一設備結合了先進的數學模型，能夠高效檢測化學物質的急性毒性效應，為毒性測試提供了一種快速、可靠且經濟的解決方案。

WMicrotracker：毒性測試的新利器

WMicrotracker是一種基于紅外光束中斷檢測技術的設備，能夠實時監測秀麗隱桿線蟲在多孔板中的運動活動。通過16小時的測試，研究人員可以評估化學物質對線蟲運動行為的影響，從而快速篩選出潛在的毒性物質。該設備不僅適用于毒性測試，還可用于藥物篩選、基因功能研究等領域。

16小時快速測試，高效篩選毒性物質

傳統的毒性測試方法通常耗時且成本高昂，而WMicrotracker能夠在16小時內完成對化學物質的急性毒性評估。研究人員通過數學模型對線蟲的運動數據進行分析，能夠準確捕捉化學物質引起的運動活動變化，如過度活躍或活動抑制。這種快速測試方法不僅節省了時間和成本，還減少了對哺乳動物的依賴，符合當前減少動物實驗的倫理趨勢。

數學模型助力毒性評估

為了更準確地分析線蟲的運動數據，研究人員開發了一種全新的數學模型。該模型能夠平滑實驗數據中的噪聲，并估計出化學物質引起的運動活動變化的趨勢。通過模型參數，研究人員可以量化化學物質的毒性效應，如過度活躍的峰值高度（P）、過度活躍期的持續時間（tH）以及活動抑制的最低值（d）。這些參數為化學物質的毒性排名提供了科學依據。

應用案例：咖啡因與汞化合物的毒性評估

在研究中，研究人員使用咖啡因作為模型刺激物，評估了WMicrotracker的靈敏度。結果顯示，咖啡因在低濃度下引起了線蟲的短暫過度活躍，隨后恢復到基線水平。相比之下，氯化汞（HgCl₂）和甲基汞（meHgCl）則引起了線蟲的早期過度活躍，隨后出現顯著的活動抑制。這種“逃逸反應”模式為研究人員提供了新的毒性評估視角。

未來展望：推動毒性測試的革新

 
WMicrotracker設備的開發標志著毒性測試領域的一次重要進步。通過結合先進的數學模型和自動化設備，研究人員能夠更高效地評估化學物質的毒性效應，減少對動物實驗的依賴。未來，隨著更多化學物質的測試和驗證，WMicrotracker有望成為毒性測試的標準工具之一，推動毒性測試向更快速、更經濟、更倫理的方向發展。

參考文獻：

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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