Mycotoxin found in Fusarium

本文重点介绍了T-2毒素的毒性和代谢以及用于测定T-2毒素含量的分析方法。在食物和饲料中天然存在的单端孢中，T-2毒素是一种由各种镰刀菌产生的细胞毒性真菌次生代谢产物。摄入后，T-2毒素会引起急性和慢性毒性，并诱导免疫系统和胎儿组织的凋亡。T-2毒素通常在摄入后代谢和消除，产生20多种代谢物。因此，人类有可能食用被T-2毒素及其代谢产物污染的动物产品。描述了基于传统色谱、免疫测定或质谱技术测定T-2毒素的几种方法。本综述将有助于更好地了解动物和人类的T-2毒素暴露以及T-2毒素代谢、毒性和分析方法，这可能有助于T-2毒素接触的风险评估和控制[1]。

T-2毒素是毒性最强的单端孢霉素之一，在动物生产中造成经济损失。关于肉鸡中T-2毒素及其主要代谢产物（即HT-2毒素和T-2三醇）的毒代动力学参数，目前可获得的信息很少。在这项研究中，对肉鸡单次静脉注射（0.5mg/kg体重）和多次口服（2.0mg/kg体重，每12小时一次，持续2天）后T-2毒素及其主要代谢产物的毒代动力学进行了评估。采用非房室模型法分析T-2毒素及其代谢产物的血浆浓度分布。静脉注射后，t-2毒素、HT-2毒素和t-2三醇的终末消除半衰期（t（1/2λz））分别为17.33±1.07分钟、33.62±3.08分钟和9.60±0.50分钟。多次口服给药后，未观察到HT-2毒素的血浆水平高于定量限值。t-2毒素和t-2三醇的t（1/2λz）分别为23.40±2.94 min和87.60±29.40 min。在Tmax分别为13.20±4.80 min和38.40±15.00 min时，观察到峰值血浆浓度（Cmax）分别为53.10±10.42 ng/mL（T-2毒素）和47.64±9.19 ng/mL。T-2毒素的绝对口服生物利用度较低（17.07%）。结果表明，T-2毒素在肉鸡体内被迅速吸收，大部分T-2毒素被广泛转化为代谢产物[2]。

T-2代谢[1]
T-2通常在摄入后代谢和消除。一般来说，T-2可溶于水，主要的代谢反应通常是水解、羟基化、脱环氧化和共轭。T-2最典型的代谢产物是HT-2毒素（水解）、T-2三醇、T-2四醇、新茄醇（NEO）、3′-羟基HT-2、3′/羟基T-2、3’-羟基T-2三酚和二羟基HT-2（图2）以及去环氧-3′-羟基T-二和去环氧-3’-羟基HT-二（图3）。由于人类食用被T-2及其代谢物污染的动物产品是可能的，因此T-2毒素在动物体内的分布和代谢研究可以为评估和控制人类接触动物源性食品中残留的T-2代谢物提供重要信息。

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肝脏代谢系统[1]
对T-2在肝S-9组分和微粒体上的代谢进行了研究。在最初的研究中，HT-2被认为是牛和人肝匀浆以及各种动物肝微粒体中的唯一代谢产物。然而，随后检测到T-2的新代谢物。在大鼠肝脏S-9组分中孵育T-2后，T-2迅速转化为HT-2、T-2四醇和两种未知代谢物，分别命名为TMR-1和TMR-2。光谱分析表明TMR-1为4-脱乙酰基新茄醇（图2）。在HT-2的孵育混合物中还发现了TMR-1、TMR-2和T-2四醇，这表明这三种化合物是通过C-4位的水解从T-2经由HT-2转化而来的。除了这些代谢物外，在小鼠和猴子肝脏的匀浆中还检测到了T-2的其他四种代谢物。这些新的代谢产物包括新茄醇、15-脱乙酰基新茄醇，3′-羟基T-2和3′-羟HT-2（图2）。苯巴比妥（PB）治疗小鼠可增强羟化反应。大鼠、鸡和小鼠的肝微粒体可以将T-2生物转化为多种代谢产物，包括HT-2、新茄醇、4-脱乙酰基新茄醇，T-2三醇、3′-羟基T-2和3′-羟HT-2（图2），以及两种未鉴定的化合物RLM-2和RLM-3。通过气相色谱-质谱（GC-MS）初步鉴定这两种额外的化合物为3′-羟基T-2的异构体。对照和PB诱导的微粒体微粒体制剂中的主要代谢产物是HT-2。用T-2孵育PB诱导的鸡后，3′-羟基T-2是主要的代谢产物。然而，在PB诱导和对照鸡中孵育60分钟后，分别有30%和79%的添加T-2保持不变。PB诱导的动物肝微粒体形成的羟基化代谢物的显著增加可能是由细胞色素P-450催化引起的。这种作用已在小鼠和猴子制备的肝匀浆中得到描述，并已用于增强从猪和大鼠分离的肝S-9组分体外产生3′-羟基代谢物。用T-2处理大鼠肝S-9制剂主要产生3′-羟基T-2（图2）作为主要代谢产物（>85%），一种新的次要代谢产物RLM-3通过GC-MS和1H和13C NMR实验鉴定为4′-羟基T-2。在Pace的工作中，将[3H]T-2施用于灌注的大鼠肝脏，并用于研究T-2的代谢和清除。T-2被代谢和消除为3′-羟基HT-2、3′-羟T-2三醇、4-脱乙酰基新茄醇和T-2四醇（图2），以及HT-2、3'-羟基HT-2和T-2四醇的葡糖苷酸偶联物。（90）灌流大鼠肝脏中T-2代谢的生化途径与体内观察到的相同。同样，胆汁被观察到是T-2及其代谢物的主要排泄途径，灌注模型被认为是分离次要代谢物进行结构分析的有用工具。

动物[2]
本研究使用了20只5周龄、体重1.3–1.4 kg的临床健康肉鸡。肉鸡饲养于温度（25 °C）和湿度（45%）受控的条件下。在研究开始前，肉鸡有7天的适应期。自由采食不含T-2毒素的饲料和饮水。饲料成分为：56.8%玉米、25.0%豆粕、8%麦麸及其他配料。这些饲料能够满足肉鸡的日常营养需求。

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实验设计[2]
将20只肉鸡随机分为两组。A组12只肉鸡通过单次静脉注射（0.5 mg/kg体重）给予T-2毒素； B组的8只鸡每12小时口服一次T-2毒素，剂量为2.0 mg/kg体重，连续2天。静脉注射（iv）和口服给药的溶液均每日新鲜配制，浓度为2 mg/mL，方法是将T-2毒素标准品溶解于乙醇-无菌去离子水（1:1）混合物中。 T-2毒素通过静脉注射（A组鸡的右翼静脉）和口服（B组鸡的嗉囊）的方式进行，使用连接注射器的细塑料管直接灌胃给药。
从A组和B组每只鸡的左翼静脉采集血样（1.0 mL）。静脉注射组分别在给药后0、2.5、5、7.5、10、15、20、30、45分钟、1、1.5和2小时，以及口服组在末次给药后0、5、10、15、20、30、45分钟、1、1.5、2、2.5、3、4.5和6小时，通过针头采集血样至肝素化试管中。血液样本以 1500 g 离心 10 分钟。上清液在 −20 °C 下冷冻保存，直至分析。

吸收、分布和排泄
T2-三尖孢霉烯易于被猪和鼠通过皮肤和肠道吸收。
T-2毒素可通过泌乳牛和猪的乳汁传播。
据估计，连续8天每天口服1 mg/kg体重的T-2毒素（相当于饲料中T-2毒素含量为1.6 mg/kg）的鸡所产鸡蛋中含有0.9 μg该物质。
小鼠和大鼠口服(3)H-T2-三尖孢霉烯（1 mg/kg体重）后，72小时内可在粪便（55%）和尿液（15%）中回收放射性物质。该物质分布于肝脏、肾脏和其他器官，无特定蓄积。
小鼠和大鼠口服(3)HT-2毒素后，毒素迅速分布于组织，并通过粪便和尿液排出。小鼠口服给药后，血浆中放射性标记物浓度在30分钟后达到峰值……豚鼠肌内注射后也达到峰值……。雏鸡饲料中添加(3)HT-2毒素后，血液、血浆、腹部脂肪、心脏、肾脏、肌胃、肝脏和胴体其余部分在4小时内达到峰值，肌肉、皮肤、胆汁和胆囊在12小时内达到峰值……。T-2毒素在猪组织中的分布与鸡相似……。

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代谢/代谢物
从口服180毫克T-2毒素的泌乳母牛的尿液中分离出两种主要代谢物。它们分别是3'-羟基-HT2毒素和3'-羟基T2毒素。
人肝酶在体外可将T2-三尖孢霉烯脱乙酰化为HT2-三尖孢霉烯。
小鼠和大鼠口服(3)H-T2-三尖孢霉烯（1 mg/kg体重）后，72小时内，55%的放射性物质在粪便中被回收，15%在尿液中被回收。……对大鼠粪便中回收的放射性物质进行分析发现，2.7%的剂量以未代谢的T2-三尖孢霉烯形式排出，7.5%以4-O-脱乙酰化的T2-三尖孢霉烯（HT2-三尖孢霉烯）形式排出……其余的粪便排泄产物未被鉴定。在尿液中，鉴定出了HT2-三尖孢霉烯（占总剂量的1.4%）和8-羟基二乙酰氧基斯卡烯醇（1.8%）；还分离出了3种未鉴定的代谢物。环氧化物部分似乎对其毒理活性至关重要；肝脏可能通过环氧化物水解酶对T2-三萜烯进行解毒。体外实验表明，大鼠肝匀浆可将T2-三萜烯代谢为HT2-三萜烯、T2-三萜烯四醇、4-脱乙酰新索拉尼醇和新索拉尼醇。从HT2-三萜烯中也获得了相同的代谢物，表明T2-三萜烯优先在C-4位水解生成NT2-三萜烯。三萜烯是由镰刀菌属产生的倍半萜毒素。由于这些真菌毒素非常稳定，因此人们对能够从受污染的谷物或谷类制品中去除毒素的微生物转化方法很感兴趣。我们测试了23种属于毛霉属（Trichomonascus）分支（子囊菌门，酵母亚门）的酵母菌种，其中包括4种毛霉属物种和19种目前归类于芽孢杆菌属（Blastobotrys）的无性型物种，以评估它们将三尖孢霉烯族毒素T-2转化为毒性较低产物的能力。这些酵母菌种能够进行三种类型的生物转化：乙酰化生成3-乙酰基T-2毒素、糖基化生成T-2毒素3-葡萄糖苷以及去除异戊酰基生成新索拉尼醇。一些酵母菌种能够进行不止一种类型的生物转化。三种芽孢杆菌属物种能够将T-2毒素转化为T-2毒素3-葡萄糖苷，该化合物已被鉴定为镰刀菌感染谷物中的一种隐蔽性真菌毒素。这是首次报道利用微生物全细胞法生产三尖孢霉烯族毒素糖苷，T-2毒素3-葡萄糖苷潜在的大规模应用将有助于毒性测试以及开发检测农产品和其他产品中该化合物的方法。
有关T-2毒素（共6种代谢物）的更多代谢/代谢物（完整）数据，请访问HSDB记录页面。

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生物半衰期
T-2毒素的血浆半衰期小于20分钟。
将T-2毒素与人或牛肝匀浆的9000 g上清液在37℃下孵育75分钟，可将其转化为3'-羟基-HT2。T-2毒素在人体内的代谢速度（半衰期20分钟）比在牛体内（半衰期40分钟）更快。该代谢物的毒性与 T-2 毒素相当，且引起呕吐的速度几乎与 T-2 毒素一样快。

毒性数据
LC50（大鼠）= 20 mg/m3/10min

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相互作用
本实验旨在确定膳食纤维对大鼠T-2毒素中毒的影响。断奶大鼠分别饲喂不同比例的纤维素、半纤维素、木质素和果胶，并添加或不添加T-2毒素（3 μg/g饲料），持续2周。结果表明，仅木质素能够有效缓解T-2毒素诱导的大鼠拒食和生长抑制。进一步的实验表明，饲喂不同比例（0%、5%、10%、15%、20%或25%）的苜蓿粉，并添加或不添加T-2毒素，能够显著改善毒素引起的拒食和生长抑制。然而，膳食对肝酯酶（一种被认为能够分解T-2毒素的酶）的活性没有影响。大鼠分别饲喂含0%、5%、12.5%或20%苜蓿的饲料两周后，经口给予[(3)H]T-2毒素。饲料中添加苜蓿可增加粪便中3H的排泄，而尿液排泄不受影响。经口给予[(3)H]T-2毒素后，饲喂苜蓿可降低肾脏和肌肉中的残留3H含量，并增加肠腔内食糜中的残留3H含量。苜蓿饲喂可缩短肠道转运时间。结论认为，饲喂苜蓿可通过与肠腔内的毒素结合，促进其粪便排泄，从而减轻大鼠的T-2毒素中毒。活性氧已被报道可导致器官损伤。因此，本研究旨在确定氧化应激是否参与了T-2毒素引起的肝脏DNA损伤的起始或进展。本研究旨在探讨抗氧化剂辅酶Q10 (CoQ10) 和α-生育酚（维生素E）对T-2毒素诱导的小鼠肝脏DNA损伤的保护作用。对禁食小鼠进行单次灌胃给予T-2毒素（1.8或2.8 mg/kg体重）后，导致76%的肝脏DNA片段化。T-2毒素还显著降低了肝脏谷胱甘肽 (GSH) 水平。预先给予CoQ10 (6 mg/kg) 和α-生育酚 (6 mg/kg) 可减轻DNA损伤。CoQ10和维生素E对T-2毒素引起的毒性细胞死亡和谷胱甘肽耗竭具有一定的保护作用。 T-2毒素引起的氧化损伤可能是T-2毒素诱导细胞损伤和DNA损伤的潜在机制之一，最终导致肿瘤发生。
本研究旨在确定两种抗氧化维生素——维生素E和维生素C——是否能够抵消两种重要但性质不同的真菌毒素——T-2毒素和赭曲霉毒素A（OA）——产生的脂质过氧化物及其相应的毒性症状。实验1采用3×3析因设计，在来航鸡的日粮中添加三种剂量的维生素E（dl-α-生育酚乙酸酯）（分别为NRC推荐水平、10倍和100倍推荐水平），并进行三种毒素处理[不添加毒素（日粮1、2和3）、4 mg T-2/kg日粮（日粮4、5和6）和2.5 mg OA/kg日粮（日粮7、8和9）]。实验2的实验设计与实验1相同，区别在于用维生素C（0、200和1000 mg/kg日粮）代替维生素E，并将日粮4、5和6中T-2的浓度提高至5 mg/kg日粮。每个处理设置6个重复，每个重复4只雏鸡。在两个实验中，OA和T-2均显著降低了雏鸡的生长性能。当日粮中添加OA时，血浆中尿酸浓度显著升高（P < 0.001），而补充维生素E（100倍需求量）则部分抵消了这种影响（P = 0.07）。日粮中T-2的存在，尤其是OA的存在，降低了肝脏中α-生育酚的浓度（P < 0.001）。与这些结果一致的是，OA导致肝脏中丙二醛（MDA）含量升高。在实验 1 中，补充维生素 E 可部分缓解 OA 的促氧化作用，降低 MDA 的浓度 (P < 0.05)。这些数据表明，T-2 毒素，尤其是 OA，可在体内生成脂质过氧化物，而这些作用可被维生素 E 等抗氧化剂部分抵消，但维生素 C 无效。
本研究旨在观察硒缺乏营养状态下，喂食 T-2 毒素的大鼠关节软骨的病理损伤，以确定导致克山病 (KBD) 的可能病因。Sprague-Dawley 大鼠在接触 T-2 毒素前，分别喂食硒缺乏或对照饲料 4 周。实验设置了六个饮食组，并在4周后进行研究，分别为：对照组、缺硒组、低T2毒素组、高T2毒素组、缺硒饮食加低T2毒素组以及缺硒饮食加高T2毒素组。通过测定血清谷胱甘肽过氧化物酶活性和硒水平来确认硒缺乏。采用光学显微镜观察实验大鼠膝关节软骨的形态和病理（软骨坏死），并通过组织化学染色检测蛋白聚糖的表达。在低T2毒素组和高T2毒素加缺硒饮食组中均观察到膝关节关节软骨深层软骨坏死，这些软骨坏死病变与人类克山病（KBD）中观察到的软骨坏死非常相似。然而，单独使用T-2毒素或T-2毒素联合缺硒饮食治疗的大鼠骨骺生长板中观察到的软骨坏死与人类克山病中的软骨坏死并不相似。这些结果表明，大鼠可作为研究人类克山病发病机制（软骨坏死）病因的合适动物模型。然而，大鼠骨骺生长板的变化与人类克氏病（KBD）的变化不同，这可能是由于大鼠的生长板尚未闭合所致。
有关T-2毒素（共22项）的更多相互作用（完整）数据，请访问HSDB记录页面。

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非人类毒性值
猪吸入LC50：1.5-3.0 mg/kg（18小时）
猪静脉注射LD50：1.21 mg/kg
小鼠吸入LD50：0.16 mg/kg（24小时）
小鼠静脉或腹腔注射LD50：3.0-5.3 mg/kg
有关T-2毒素（共11项）的更多非人类毒性值（完整）数据，请访问HSDB记录页面。

[1]. T-2 toxin, a trichothecene mycotoxin: review of toxicity, metabolism, and analytical methods. J Agric Food Chem. 2011 Apr 27;59(8):3441-53.

[2]. Toxicokinetics of T-2 toxin and its major metabolites in broiler chickens after intravenous and oral administration. J Vet Pharmacol Ther. 2015 Feb;38(1):80-5.

T-2毒素是由镰刀菌属真菌产生的一种单端孢霉烯族毒素。它是谷物类食品和饲料中的常见污染物，已知会对人类和动物造成多种毒性作用。它具有多种毒性，包括真菌毒素、心脏毒性物质、神经毒素、环境污染物、细胞凋亡诱导剂、DNA合成抑制剂和真菌代谢产物。它是一种单端孢霉烯族化合物、乙酸酯类化合物和有机杂四环化合物。它在功能上与HT-2毒素相关。
据报道，T2毒素存在于异孢镰刀菌（Fusarium heterosporum）、厚垣孢镰刀菌（Fusarium chlamydosporum）和其他有相关数据的生物体中。
T-2毒素是一种A型单端孢霉烯族毒素，由长柄镰刀菌（Fusarium langsethiae）、禾本科镰刀菌（Fusarium poae）和孢子丝镰刀菌（Fusarium sporotrichioides）产生，它通过抑制蛋白质合成和破坏DNA及RNA合成来干扰膜磷脂的代谢。它经常导致各种谷物作物受到污染，并会在动物身上引起严重的炎症反应。
这是一种强效的真菌毒素，由镰刀菌属的几种真菌在饲料中产生。它可引起动物严重的炎症反应，并具有致畸作用。

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作用机制
对四膜虫（Tetrahymena pyriformis）的全细胞、无细胞蛋白质合成系统和酸溶细胞组分的研究表明，T-2毒素通过损害60S核糖体亚基来抑制蛋白质合成，并通过干扰细胞膜功能来抑制RNA和DNA合成。
T2-三尖孢霉烯族毒素在体外与肌酸磷酸激酶、乳酸脱氢酶和醇脱氢酶的活性巯基（-SH）结合，抑制其催化活性。
T2-三尖孢霉烯族毒素及更高级的三尖孢霉烯族毒素对巯基化合物的高亲和力为其与纺锤丝机制的相互作用提供了分子基础。
...
T-2毒素可在体内（0.75 mg/kg体重，单次或多次给药）和体外（> 0.1-1 ng/mL）抑制DNA和RNA的合成。
有关T-2毒素作用机制（共14项）的更多完整数据，请访问HSDB记录页面。

C24H34O9

466.52136

466.22

C, 61.79; H, 7.35; O, 30.86

21259-20-1

T-2 Toxin-13C24

5284461

White to off-white solid powder

1.3±0.1 g/cm3

544.9±50.0 °C at 760 mmHg

151.5℃

177.0±23.6 °C

0.0±3.3 mmHg at 25°C

1.547

2.25

120.89

1

9

9

33

881

8

CC1=C[C@@H]2[C@](C[C@@H]1OC(=O)CC(C)C)([C@]3([C@@H]([C@H]([C@H]([C@@]34CO4)O2)O)OC(=O)C)C)COC(=O)C

BXFOFFBJRFZBQZ-QYWOHJEZSA-N

InChI=1S/C24H34O9/c1-12(2)7-18(27)32-16-9-23(10-29-14(4)25)17(8-13(16)3)33-21-19(28)20(31-15(5)26)22(23,6)24(21)11-30-24/h8,12,16-17,19-21,28H,7,9-11H2,1-6H3/t16-,17+,19+,20+,21+,22+,23+,24-/m0/s1

[(1S,2R,4S,7R,9R,10R,11S,12S)-11-acetyloxy-2-(acetyloxymethyl)-10-hydroxy-1,5-dimethylspiro[8-oxatricyclo[7.2.1.02,7]dodec-5-ene-12,2'-oxirane]-4-yl] 3-methylbutanoate

T-2 TOXIN; T2 Toxin; 21259-20-1; T2-Trichothecene; Mycotoxin T-2; Isaritoxin; Fusariotoxine T2; Fusariotoxin T-2;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

DMSO : ≥ 100 mg/mL (~214.35 mM)

配方 1 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (5.36 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入到400 μL PEG300中，混匀；然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80，混匀；加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备：将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中，得到澄清溶液。

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配方 2 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (5.36 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中，混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备（4°C，1 周）：将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中，得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (5.36 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。