Nồng độ gây chết 50% (LD50) là liều của chất thử nghiệm (chất độc, chất phóng xạ, hoặc tác nhân gây bệnh) cần thiết có thể gây chết 50% số cá thể được dùng làm thí nghiệm trong một thời gian thí nghiệm cho trước.

LD50 thường được dùng trong các thử nghiệm độc cấp tính của một hợp chất chất hoặc chất hóa học nào đó và được J.W. Trevan đề xuất năm 1927. Ông đã cố gắng để tìm một cách để ước tính hiệu lực ngộ độc tương đối của các loại thuốc và các loại thuốc được sử dụng tại thời điểm đó. Ông đã phát triển thử nghiệm LD50 vì việc sử dụng cái chết như là một “mục tiêu” cho phép so sánh giữa các hóa chất độc phơi nhiễm cho cơ thể theo những cách rất khác nhau. Kể từ khi tác phẩm đầu tay của Trevan, các nhà khoa học khác đã phát triển phương pháp tiếp cận khác nhau để thử nghiệm LD50 trực tiếp hơn, nhanh hơn.

Đánh giá LD50 có thể bằng nhiều phương pháp khác nhau nhưng phương pháp tiếp xúc qua da, đường tiêm qua tĩnh mạch, bắp hoặc phúc mạc và thông qua đường miệng là phổ biến nhất. Trong hầu hết các trường hợp, các xét nghiệm LD50 được nghiên cứu ở dạng hóa chất tinh khiết được chú ý nhiều hơn dạng hợp chất. Giá trị LD50 thu được khi kết thúc thử nghiệm được xác định là LD50 (miệng), LD50 (da), LD50 (i.v.),... LD50 thường được tiến hành thử nghiệm trên các đối tượng như chuột đồng, chó, mèo, chuột lang, thỏ và khỉ. Trong mỗi trường hợp, giá trị LD50 được biểu thị bằng khối lượng của hóa chất được sử dụng trên một kg thể trọng của động vật thử nghiệm thông qua đường tiếp xúc, ví dụ: LD50 (miệng, chuột) - 5 mg/kg, LD50 (da, thỏ) - 5g/kg. "LD50 (miệng, chuột) - 5 mg/kg" có nghĩa sử dụng 5 mg hóa chất thí nghiệm cho mỗi kg thể trọng của chuột thông qua đường uống đã gây chết 50% nhóm chuột thử nghiệm. Nếu tác động gây chết người do hít thở một hợp chất cần được kiểm tra, trước tiên, hóa chất - khí hoặc hơi, được trộn với nồng độ đã biết trong một buồng không khí đặc biệt, nơi các động vật thử nghiệm sẽ được đặt. Nồng độ này thường có đơn vị tính là ppm (mg/L) hoặc mg/m3. Trong trường hợp này, nồng độ giết chết 50% số động vật được gọi là LC50 (nồng độ gây chết 50) chứ không phải là LD50. Khi giá trị LC50 được báo cáo, nó cũng phải nêu rõ loại động vật thử nghiệm được nghiên cứu và thời gian tiếp xúc, ví dụ: LC50 (chuột) - 1000 ppm/4 giờ hoặc LC50 (chuột) - 5 mg/m3/2 giờ. Một số ứng dụng của LD50 như trong việc hướng dẫn sử dụng quần áo và thiết bị an toàn thích hợp. Ví dụ, nếu giá trị LD50 (da) so với một hóa chất được đánh giá là cực kỳ độc hại, nó trở nên rất quan trọng trong việc bảo vệ da với quần áo, găng tay làm bằng vật liệu chống hóa chất trước khi xử lý, pha chế. Ngoài ra, nếu một hóa chất có giá trị LC50 hít phải chỉ ra ở mức độ tương đối vô hại, thiết bị bảo vệ hô hấp có thể là không cần thiết (như nồng độ oxy trong không khí ở mức bình thường khoảng 18%); trợ giúp trong việc thiết lập các giới hạn tiếp xúc nghề nghiệp; LD50 cũng là một phần của các thông tin trong dữ liệu an toàn hoá chất.

Tài liệu tham khảo

1. Buhr C. R., Eckrich R., Kluenker M., et al. Determination of the LD50 with the chick embryo chorioallantoic membrane (CAM) assay as a promising alternative in nanotoxicological evaluation. Nanotoxicology, 15(5), 2021.
2. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed., Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1997.
3. Kumar V., Sheoran O.P., Rani S., Malik K., Development of a web-based tool for probit analysis to compute LC50/LD50/GR50 for its use in toxicology studies. Appl. Nat. Sci. Foun., 12(4), 2020.