Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

PENGUJIAN TOKSITAS Oleh Drs.Sudrajat,S.U. Dosen pada : 1). FMIPA, 2). Fak.Kedokteran, 3). Fak. Kesmas, 4). Program S-2 Ilmu Lingkungan Universitas Mulawarman.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "PENGUJIAN TOKSITAS Oleh Drs.Sudrajat,S.U. Dosen pada : 1). FMIPA, 2). Fak.Kedokteran, 3). Fak. Kesmas, 4). Program S-2 Ilmu Lingkungan Universitas Mulawarman."— Transcript presentasi:

1 PENGUJIAN TOKSITAS Oleh Drs.Sudrajat,S.U. Dosen pada : 1). FMIPA, 2). Fak.Kedokteran, 3). Fak. Kesmas, 4). Program S-2 Ilmu Lingkungan Universitas Mulawarman Samarinda 2005

2 Toksisitas Toksisitas adalah kapasitas untuk menimbulkan kerusakan. Toksisitas adalah kapasitas untuk menimbulkan kerusakan. Suatu substance dapat menyebabkan kerusakan ditentukan oleh ; Suatu substance dapat menyebabkan kerusakan ditentukan oleh ; - Kehadirannya di dalam lokasi organ sasaran - Kadar yang efektif

3 Measurement of Toxicity "All substances are poisons; there is none which is not a poison. The right dose differentiates a poison from a remedy." - Paracelsus "All substances are poisons; there is none which is not a poison. The right dose differentiates a poison from a remedy." - Paracelsus Toxicon = primary toxic agent Toxicon = primary toxic agent

4 Toxicity testing Acute toxicity test Short time frame exposure (96h) Short time frame exposure (96h) LC 50, TLM (median tolerance limit) LC 50, TLM (median tolerance limit) EC 50 (effective concentration) EC 50 (effective concentration) Chronic toxicity test Longer time frame exposure (1 week to 3 years) Longer time frame exposure (1 week to 3 years) Endpoints are reproduction (brood size) physiology, behavior, biochemistry Endpoints are reproduction (brood size) physiology, behavior, biochemistry More ecologically relevant More ecologically relevant

5 Ecosystem Tests ( microcosms, mesocosms) Design (4 reps X 3 treat., 3 rep X 4) Design (4 reps X 3 treat., 3 rep X 4) Time = 1 – 2 years Time = 1 – 2 years Endpoints are Endpoints are Biomass Biomass Diversity Diversity Species richness Species richness Etc. Etc.

6 LC 50 Aquatic organisms- add insecticide/pollutant to water Aquatic organisms- add insecticide/pollutant to water LC 50 (lethal concentration) LC 50 (lethal concentration) not LD 50 (lethal dose) not LD 50 (lethal dose) Baits Baits Oral LC 50 Oral LC 50 Ad libitum- dose not controlled Ad libitum- dose not controlled True Oral LC 50 True Oral LC 50 Small bait entirely consumed Small bait entirely consumed Place insecticide directly into mouth/gut Place insecticide directly into mouth/gut

7 Toxicity- Condition Dependent Affected by environment and physiology Affected by environment and physiology Age Age Sex Sex physiological condition physiological condition Diet Diet Temperature Temperature Humidity Humidity route of administration route of administration length of exposure length of exposure species used species used

8 AQUATIC TOXICOLOGY BIOMONITORING BIOMONITORING Acute & Chronic Acute & Chronic Marine & Freshwater Marine & Freshwater Stormwater Stormwater TOXICITY REDUCTION EVALUATIONS TOXICITY REDUCTION EVALUATIONS DRILLING FLUID TOXICITY DRILLING FLUID TOXICITY PRODUCT SCREENING PRODUCT SCREENING PESTICIDE REGISTRATION PESTICIDE REGISTRATION SEDIMENT TOXICITY SEDIMENT TOXICITY Whole Sediment Spiked Sediment Marine & Freshwater BIODEGRADATION BIODEGRADATION Closed Bottle CO2 productivity ION BALANCE STUDIES ION BALANCE STUDIES

9 MARINE SPECIES MARINE SPECIES Menidia beryllina (Silverside Minnow) Menidia beryllina (Silverside Minnow) Mysidopsis bahia (Mysid) Mysidopsis bahia (Mysid) Cyprinodon variegatus (Sheepshead Minnow) Cyprinodon variegatus (Sheepshead Minnow) Acartia tonsa (Marine Copepod) Acartia tonsa (Marine Copepod) Skeletonema costatum (Marine Algae) Skeletonema costatum (Marine Algae) Leptocheirus plumulosus (Marine Amphipod) Leptocheirus plumulosus (Marine Amphipod) Brachionus plicatilis (Marine Rotifer) Brachionus plicatilis (Marine Rotifer) AQUATIC TOXICOLOGY Organisms cultured at Stillmeadow

10 AQUATIC TOXICOLOGY Organisms cultured at Stillmeadow AQUATIC TOXICOLOGY Organisms cultured at Stillmeadow FRESHWATER SPECIES FRESHWATER SPECIES Pimephales promelas (Fathead Minnow) Pimephales promelas (Fathead Minnow) Ceriodaphnia dubia (Water Flea) Ceriodaphnia dubia (Water Flea) Daphnia pulex (Water Flea) Daphnia pulex (Water Flea) Daphnia magna (Water Flea) Daphnia magna (Water Flea) Selenastrum capricornutum (FW Algae) Selenastrum capricornutum (FW Algae)

11 AQUATIC TOXICOLOGY Other test organisms used* AQUATIC TOXICOLOGY Other test organisms used* MARINE SPECIES MARINE SPECIES Palaemonetes pugio (Grass Shrimp) Palaemonetes pugio (Grass Shrimp) Corophium volutator (Intertidal Amphipod) Corophium volutator (Intertidal Amphipod) Ampelisca abdita (Marine Amphipod) Ampelisca abdita (Marine Amphipod) FRESHWATER SPECIES FRESHWATER SPECIES Oncorhynchus mykiss (Rainbow Trout) Oncorhynchus mykiss (Rainbow Trout) Oryzias latipes (Rice Fish/Japanese Medaka) Oryzias latipes (Rice Fish/Japanese Medaka) Lepomis macrochrpus (Blue Gill) Lepomis macrochrpus (Blue Gill) Hyallela azteca (Freshwater Amphipod) Hyallela azteca (Freshwater Amphipod) Chironomus tentans (Midge Larvae) Chironomus tentans (Midge Larvae) Cyprinus carpio L Cyprinus carpio L Tilapia nilotica Tilapia nilotica * Cultured off site * Cultured off site

12 TATA KERJA PENGUJIAN TOKSITAS AKUT a. Tahap pemeliharaan organisme uji b. Aklimatisasi c. Tahap Perlakuan c.1.uji Pendahuluan c.2.uji Sesungguhnya

13 a. Tahap Pemeliharaan organisme Uji - Dicari dari sumber bibit yang sama dengan umur, keadaan lainnya homogen - Organisme yang mati dan variasi yang mencolok dikeluarkan dari populasi

14 b. Tahap Aklimasi organisme Uji - Dipersiapkan rangkaian bejana uji untuk 5-6 variasi dosis yang akan diuji - Setiap organisme uji sebanyak ekor dipelihara dalam bejana uji ditempat mana akan dilakukan percobaan selama minimal 3-4 hari, tergantung kepada besar dan sifat organisme uji tersebut - Upayakan kerapatan hewan uji jangan terlalu rapat dan jangan terlalu jarang

15 -Untuk pengujian terhadap ikan, ikan uji tidak diberi pakan dua hari sebelum perlakuan -Jika selama aklimasi, mortalitas organisme uji tidak melebihi 3 % selama 48 jam, maka kegiatan perlakuan dapat diteruskan.

16 c. Tahap Perlakuan - Tahap ini dibedakan atas 2 tahap, yakni : c.1. Uji pendahuluan ( Range finding test/ Exploratory test) c.2. Uji sesungguhnya ( Full scale test/ Definitive test)

17 c.1. Uji pendahuluan ( Range finding test/ Exploratory test) ( Rand et al., 1976; Deptan,1983). - Uji ini bertujuan untuk menentukan kadar ambang lethal, yakni ambang atas (LC jam ) dan ambang bawah ( LC 0-48 jam ). - Semua bejana uji diberi tanda secara acak untuk memperoleh kadar perlakuan yang akan dilakukan dengan cara pengundian - Deretan konsentrasi yang dipakai di dalam uji pendahuluan adalah suatu urutan kadar bahan uji dengan basis angka 10, misalnya ; ; 10 – 3 ; 1, 10 1,10 2,10 3, Dan seterusnya mg/lt;untuk menemukan kadar ambang atas ( LC-24 jam) diberi simbol N dan kadar Ambang Bawah ( LC-48 jam) dg simbol n.

18 - Tolok ukur yang diamati adalah jumlah organisme uji yang mati setiap jam selama 24 jam dan 48 jam dan dihitung jumlah akumulatifnya pada 24 jam dan 48 jam sehingga diperoleh Nilai ambang batas ( LC jam) dan ambang bawah ( LC 0-48 jam ) -Rasio kematian organisme uji didapat dari jumlah organisme uji yang mati per bejana dibagi dengan jumlah total semula pada setiap kadar perlakuan -Tabelkan hasil pengamatan ke dalam tabel pengamatan berikut -Hasil akhir dari kegiatan uji pendahuluan ini adalah diperolehnya nilai kisaran konsentrasi kritis zat racun terhadap organisme uji yaitu nilai LC jam dan LC0-48 jam.

19 Range Kadar Perlakuan Pendahuluan Kadar Terendah dimana Kadar terbesar dimana Organisme hidup 100 % ( n) semua organisme uji Dalam waktu 48 jam seluruhnya mati dalam ( LC0-48 jam) waktu 24 jam( LC jam) = N KISARAN KONSENTRASI KRITIS K1K2K3………………………………………… Kn ( ppm)

20 Konsentrasi Jumlah Organisme uji yang mati dg interval 24 jam 96 Jam Mortalitas Kontrol % 0.01% 0.1 % 1% Catatan : interval waktu pengamatan dapat dibuat per jam dan kumulatif kematian dapat dalam waktu 12 jam, 24 jam, dstnya. Tergantung kepada jenis organisme uji dan zat racunnya Tabel Hasil Uji Pendahuluan daya racun substansi X terhadap Organisme Uji

21 c.2. Uji sesungguhnya ( Full scale test/ Definitive test) - Berdasarkan hasil Uji Pendahuluan dapat dipilih urutan Kadar Bahan Uji menurut Skala Logaritmik. Konsentrasi ditentukan dalam interval geometris yang diperoleh dengan rumus-rumus sebagai berikut : N a (1).log = k ( log ---- ), dimana : n n N = Konsentrasi ambang atas ( LC jam) n = Konsentrasi ambang bawah ( LC0-48 jam) k = Jumlah konsentrasi yang akan diuji ( mis. 5 variasi) yakni a, b, c, d dan e. a = Konsentrasi terkecil dalam deretan konsentrasi yang akan ditentukan setelah n

22 a bcdeN (2). --- = -- = --- = = ---- = n abcde Dengan rumus 1, dapat dihitung nilai konsentrasi a ( Konsentrasi terkecil 0, selanjutnya dapat dihitung berturut- turut konsentrasi b, c, d dan e dengan rumus 2.

23 Contoh : Diperoleh nilai N = ppm dan n = ppm Jumlah interval perlakuan yang akan dilakukan sebanyak 5 ( k=5) Maka nilai a dapat dicari sbb: Na Log --- = k ( log ) n n log 0.1 – log 0 = 5 ( log a – log 0) -1 – 0 = 5 log a – 0 -1 = 5 log a log a = = a = dengan kalkulator; 0.2 shift log = a = 1.58

24 a bcdeN --- = -- = --- = = ---- = n abcde Menghitung nilai b : a b 1.58 b --- =  = = n a 1 1, x 1.58 b = = Menghitung nilai c : b c 2.50 C --- =  = = a b ,50 2,50 x 2.50 b = = 3,96 dan seterusnya untuk kadar d, e dan f. 1

25

26 Tabel Pengamatan Hasil uji Pendahuluan jumlah ikan yg mati interval 24 jam Konsentrasi Prosentase Kontrol ,1 % % % %

27 Tabel Pengamatan Hasil uji Sesungguhnya jumlah ikan yg mati interval 24 jam Konsentrasi Prosentase Kontrol ,1 % % % ,5 56 % ,5 100 %

28

29 ANALISIS DATA 1.Menggunakan Kertas Grafik Semilogaritma, dimana absisnya (Y) berisikan data % Jumlah organisme uji yang masih hidup dan ordinatnya berisikan data log konsentrasi perlakuan ( x) 2. Menggunakan persamaan garis regresi log konsentrasi terhadap Probit kematian organisme uji ( Probit Analysis) 3.Menggunakan persamaan garis regresi log konsentrasi terhadap Logit kematian organisme uji ( Logit Analysis) 4. Menggunakan Soft WARE EPA PROBIT ANALYSIS PROGRAM 5. dll

30 Ada cara lain yang lebih mudah yakni menggunakan skala Duodoroff, et al ( 1951) yakni skala konsentrasi yang dapat dipergunakan untuk menentukan variasi kadar perlakuan suatu bioassay dengan dasar interval progressive bisection pada suatu skala logaritmik.

31 1----

32 ANALISIS DATA 1.Menggunakan Kertas Grafik Semilogaritma, dimana absisnya (Y) berisikan data % Jumlah organisme uji yang masih hidup dan ordinatnya berisikan data log konsentrasi perlakuan ( x) 2. Menggunakan persamaan garis regresi log konsentrasi terhadap Probit kematian organisme uji ( Probit Analysis) 3.Menggunakan persamaan garis regresi log konsentrasi terhadap Logit kematian organisme uji ( Logit Analysis) 4. Menggunakan Soft WARE EPA PROBIT ANALYSIS PROGRAM 5. dll

33

34

35

36

37 Contoh : Larutan yang berisi 200 mg zat per ml diberikan secara oral dan subkutan, pada beberapa kelompok tikus dengan berat g dan masing-masing kelompok terdiri 10 ekor. Dari percobaan ini diperoleh hasil sebagai berikut :

38 Cara pemberian Dosis ( mg/20 g) Log dosis Angka kematian Prosentase Respon Probit Oral901, , , , , ,84 Subkutan601, ,72 701, ,25 901, ,28

39

40 Berdasarkan grafik dapat diketahui bahwa cara per oral menghasilkan log MLD = 1,990. Jadi MLD Oral = 97,7 mg/20 g berat badan atau 4,88 g/kg berat badan. Sedangkan cara subkutan menunjukkan log MLD = 1,848. Jadi MLD subkutan = 70,5 mg/20 g berat badan = 3,25 g/kg berat badan.

41

42

43 II. DASAR STATISTIKA ANALISIS HUBUNGAN DOSIS-KEMATIAN Penyelidikan hubungan dosis-kerja suatu racun dapat dilakukan dengan 2 cara, yakni : a). Mengubah-ubah dosis ( hubungan dosis- reaksi) - Jumlah objek yang menunjukkan efek tertentu akan bertambah sampai maksimum b). Mengubah-ubah dosis, mengukur intensitas kerja pada satu objek percobaan. - Intensitas efek yang bertambah

44 Gambaran bentuk hubungan antara dosis dengan jumlah individu dalam kelompok yang menunjukkan efek yang diinginkan dapat dlihat dalam Gambar berikut ( Sumber, Ariens et al., Toksikologi Umum, halaman 144).

45

46

47

48

49 Kurva Dosis-Respon -Bentuk dasar hubungan dosis-respon dapat ditunjukkan dalam suatu grafik -Harap diingat bahwa sumbu –X adalah logaritma, oleh karena itu tidak selalu memungkinkan untuk meneruskan plot tersebut sampai ke dosis nol -Dari kemiringan plot dapat diperoleh informasi yang berguna dan dengan menggunakan intersepsi akan memberikan efek terhadap seluruh organisme -Bentuk kurva tergantung sejumlah faktor, namun biasanya berupa turunan dari kurva gauss yang menjelaskan distribusi normal dalam sistem biologi

50 -Bagian paling linier ditemukan antara 16 % dan 84 % dan bagian ini dapat digunakan untuk memprakirakan nilai LD50 -Ciri khas dari kurva distribusi frekuensi ditunjukkan dalam prosentase populasi yang terletak dalam satu atau dua standard deviasi (SD) dari median ( M) atau disebut sebagai LETHAL CONCENTRATION 50 ( LC 50 ). -Dosis median adalah dosis yang membagi populasi menjadi dua bagian -Sedangkan mode merupakan nilai maksimum dari frekuensi distribusi -LD 50 dapat dilihat dengan menarik garis horizontal pada unit probit ke arah garis dosis. Perpotongan garis vertikal dan horizontal adalah titik LD 50.

51

52 Banyaknya individu yang menunjukkan efek ini dengan demikian merupakan fungsi dosis. Gambar …, menunjukkan % individu yang memberikan reaksi digambarkan secara linier terhadap dosis.Pada kurva demikian, dosis yang menyebabkan 50 % individu memberikan reaksi, digunakan sebagai besaran bagi aktivitas ( ED50) atau lethalitas ( kematian) ( LD50) dari senyawa racun yang diperiksa. Sampai saat ini dianggap, pada pembuatan gambar secara linier, akan terjadi distribusi no.rmal yang simetrik. Pada objek biologi hal semacam ini justru merupakan kekecualian dan bukan hal yang biasa. Dalam kenyataannya, lebih sering di dapat distribusi asimetri

53 Jika dalam hal ini, dosis digambarkan secara logaritmik, maka sering didapat lagi kurva yang dalam hal ini disebut distribusi log- normal. Kurva hubungan dosis –reaksi kematian yang berifat simetrik sangat ideal, karena perhitungan statistik harga yang diukur kemudian disederhanakan. Jelas bahwa kemiringan ( slope) kurva dosis- reaksi merupakan petunjuk adanya distribusi statistik harga di sekitar ED 50.

54 PROSEDUR ANALISIS PROBIT -Dalam rangka untuk melinierkan kurva dosis- respon, dapat dilakukan dengan cara pengubahan atau transformasi -Untuk mengkonversi seluruh kurva sigmoid menjadi suatu hubungan linier dapat digunakan analisis probit, yang tergantung pada unit standard deviasi yang dipakai -Kurva dapat dibagi menjadi berbagai standard deviasi dari dosis median -Pada kurva normal di dalam suatu standard setiap sisi dari median kurva adalah linier dan mencakup 68 % individu -Sebanyak 94,4 % individu diketahui berada dalam dua standard deviasi (SD) -Kurva dosis-respon menghasilkan linier jika untuk dosis digunakan skala logaritmik

55 - Transformasi ini menjadikan kita berurusan dengan garis yang benar- benar lurus, karena sekarang telah diubah menjadi Plot linier -Penggunaan kertas grafik prbobit dapat membuat ploting data menjadi relatif mudah -Dengan demikian dosis efektif atau EFFECTIVE DOSE 50 ( ED50) dapat ditentukan saat pengukuran respon biologis, farmakologis dan fisiologis.

56

57 -Tingkat Kematian organisme uji diubah skalanya menjadi skala Probit -Dosis perlakuan diubah menjadai skala logaritmik -Selanjutnya diproyeksikan dalam kerta grafik dan kemudian dibuat garis lurus yang paling baik melalui titik-titik yang ada ( berdasarkan penglihatan) dan dosis pada garis ini yang menyatakan 50 % kematian dalam satu kelompok ( jadi probit = 5) ditentukan. -Antilog titik ini disebut : median dosis letal ( Median Lethal dosis)= MLD dan merupakan ukuran kuantitatif toksisitas suatu zat racun terhadap organisme uji tersebut.

58 -Jika titik-titik ( probit, log dosis) tersebar padahal dikehendaki harga MLD yang paling realiabel, maka harus ditentukan garis regresi yang menyatakan hubungan antara probit dan log dosis dengan memasukkan faktor W. -Batas kesalahan MLD dapat diramalkan dari garis-garis regresi dan dapat dievaluasi berdasarkan varian titik-titik terhadap garis regresi.

59

60 Contoh : Larutan yang berisi 200 mg zat per ml diberikan secara oral dan subkutan, pada beberapa kelompok tikus dengan berat g dan masing-masing kelompok terdiri 10 ekor. Dari percobaan ini diperoleh hasil sebagai berikut :

61 Cara pemberian Dosis ( mg/20 g) Log dosis Angka kematian Prosentase Respon Probit Oral901, , , , , ,84 Subkutan601, ,72 701, ,25 901, ,28

62

63 Berdasarkan grafik dapat diketahui bahwa cara per oral menghasilkan log MLD = 1,990. Jadi MLD Oral = 97,7 mg/20 g berat badan atau 4,88 g/kg berat badan. Sedangkan cara subkutan menunjukkan log MLD = 1,848. Jadi MLD subkutan = 70,5 mg/20 g berat badan = 3,25 g/kg berat badan.

64

65

66

67 Aquatic toxicity testing Daphnia (water flea) “White rat of aquatic toxicity testing” Daphnia toxicity test

68 Example problem Dose % alive 0 mg/L (control)100 0 mg/L (control)

69 Today’s laboratory exercise Acute toxicity test – Daphnia pulex Use neonates (<24 h old) Use neonates (<24 h old) All females (parthenogenetic) All females (parthenogenetic) Class will break up into 3 groups of 2 Class will break up into 3 groups of 2 1 person in group will calculate dilutions, other will select neonate Daphnia 1 person in group will calculate dilutions, other will select neonate Daphnia

70 To count out Daphnia 1. Work on light table, easier to see. 2. Arrange 6 small plastic sample cups. 3. Put 2-3 ml in each sample cup (large drop). 4. Suck up Daphnia from brood container (2-3 at a time, neonates only). 5. Express Daphnia into large drop. Note: take care to release Daphnia under water  if just drop in may get caught in surface tension and die 6. Put 2-3 in 1 st cup, 2-3 in next cup, until all cups have 10  random distribution will prevent putting all easiest to capture in 1 st cup, next easiest all in 2 nd cup, etc 7. After have 10 in ea. Cup and test chambers are ready, carefully lower cup into test chamber and release animals under water. 8. Record # dead/alive 24 and 48 hrs

71 Estimate LC50 If have at least two partial kills  use computer program If have at least two partial kills  use computer program If one or less partial kills  use probit paper If one or less partial kills  use probit paper


Download ppt "PENGUJIAN TOKSITAS Oleh Drs.Sudrajat,S.U. Dosen pada : 1). FMIPA, 2). Fak.Kedokteran, 3). Fak. Kesmas, 4). Program S-2 Ilmu Lingkungan Universitas Mulawarman."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google