通过动物试验，研究在一定时间内，以一定剂量进入动物机体的饲料毒物所引起的毒性效应或反应的试验方法。可分为两类，一类为一般毒性试验，包括急性、亚慢性、慢性和蓄积毒性试验；另一类为特殊毒性试验，包括致突变、致癌、致畸试验及迟发性神经毒性试验等。

一次或在24小时内多次重复将受试物饲喂动物，观察短时间内动物可能出现的毒性表现。试验目的是初步了解受试物毒性作用的性质和强度，并为进一步进行其他毒性试验的实验设计提供依据。急性毒性试验主要是测定受试物的半数致死量（LD₅₀），LD₅₀是指受试物可使一群试验动物中有半数（50%）中毒死亡的剂量。化学物质急性毒性的强弱，通常按LD₅₀的大小来进行比较并粗略地进行分级。LD₅₀的数值越大，毒性越低，反之则毒性越高。测定LD₅₀的试验，一般多用小鼠或大鼠，也可用豚鼠和家兔。通常设5～7个剂量组。在进行预试后，以能使10%左右动物死亡的剂量为最低剂量，使90%左右动物死亡的剂量为最高剂量，在此范围内设置其他剂量组。主要观察指标为试验动物死亡数。计算LD₅₀的观察期可为24～28小时、3天或7天，也可为2周。一般采用寇氏法或概率单位法来计算LD₅₀。

又称亚急性毒性试验，是观察试验动物连续多次摄入受试物后所引起的毒性作用。试验（染毒）期限相当于实验动物寿命的1/10左右，啮齿动物一般为3个月左右（2～6个月）。试验目的是在急性毒性试验的基础上，进一步确定受试物的主要毒性作用及其靶器官，并为慢性毒性试验设计提供资料。试验通常选用接近或刚刚性成熟的大鼠或小鼠。剂量选择应当使动物在试验期间不致很快死亡，而中毒症状能明显发展，靶器官出现一定的功能障碍和病理变化。无蓄积作用的化学物可在LD₅₀的1/5～1/25范围内考虑剂量分组，有明显蓄积作用的化学物用LD₅₀的1/20～1/100作为剂量分组范围。试验至少应设三个剂量组和一个对照组。观察指标通常包括：①健康状况及生长发育的观察，如动物的一般表现、体重、采食量、饲料利用率、中毒症状及死亡情况等。②血、尿常规及各种生化检查。主要检查血象及肝、肾功能等项常规指标。此外，尚可根据受试物的特殊毒性作用，进行血液生化、某些酶活力及其他特异性灵敏指标的检查。③动物的病理学以及脏器系数的测定。病理学检查可在试验结束时进行，也可在试验中每隔一定时间宰杀一部分动物进行。脏器系数（或称脏/体比值）的测定一般选取肝、肾、肺、脑、心、脾、睾丸等主要脏器。此外，神经功能、行为和免疫功能等项观察指标，在毒性试验中已逐步为人们所重视。

观察试验动物长期摄入受试物所产生的生物学效应。试验期限原则上要求试验动物生命的大部分时间或终生连续长期摄入受试物。啮齿动物一般为2年（6～24个月）。试验的目的是观察长期摄入受试物对机体可能造成的损害，确定受试物的最大无作用剂量（在一定时间内动物摄入受试物无任何中毒表现的最大摄入剂量）及最小有作用剂量（在一定时间内摄入受试物可引起最轻微中毒的最低剂量，亦称为阈剂量）。据此可制订受试物在饲料中的最大允许量和机体每日允许摄入量（ADI）。慢性毒性试验的内容和方法，与亚慢性毒性试验基本相似。试验动物的年龄应小于亚慢性毒性试验，如大鼠与小鼠应为初断奶者。设4～5个剂量组和1个对照组。可以亚慢性毒性试验中确定的最大无作用剂量的1/2～1/3、1/4～1/5、1/10和1/100或以LD₅₀的1/10、1/50、1/100和1/1000作为剂量分组范围。

在较短时间内多次饲喂受试物，观察受试物是否具有蓄积性毒性的试验。较常用的方法有：

基本原理是在一定期限内，以低于致死剂量的受试物反复多次饲喂试验动物，直至出现某种预期效应（通常用LD₅₀表示）。求出达到这种预期效应的累计总剂量，与一次饲喂受试物可引起相同效应剂量的比值，即为蓄积系数，可用下式表示：

饲料毒物毒性试验

式中 LD₅₀（n）表示引起动物死亡50%时饲喂受试物的累计总剂量（毫克/千克体重）；LD₅₀（1）表示一次饲喂受试物的LD₅₀（毫克/千克体重）。

试验方法是先按常规方法测定受试物的LD₅₀，然后选取试验动物，分成试验组与对照组。试验组先按0.1LD₅₀剂量每日饲喂受试物，以4天为一期，以后每期（即每隔4天）按等比级数1.5倍递增剂量，如此持续进行。记录动物死亡数，直至动物死亡数累积达到一半，即可中止试验，计算饲喂受试物的累积总量，按上式算出蓄积系数，如蓄积系数＜3，为强蓄积性；如≥3，则为弱蓄积性。

在按常规方法测定受试物的LD₅₀之后，用上法选择试验动物，分成5组。各组剂量分别为LD₅₀的1/20、1/10、1/5和1/2，另设一溶剂对照组。每天饲喂受试物，连续20天。各组累计总剂量分别为1、2、4、10LD₅₀。如1/20LD₅₀组有死亡，且各剂量组死亡情况呈剂量反应关系，则为强蓄积性；如1/20LD₅₀组无死亡，其他各组又无剂量反应关系，则为弱蓄积性。

突变是生物体的体细胞或生殖细胞中遗传物质发生的突然改变。突变可分为基因突变和染色体畸变。致突变试验的目的是检验受试物有无致突变作用，也可用作致癌物快速筛检试验。致突变试验方法很多，常用的有：

即鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验法，亦称微粒体间介法，是一种利用微生物进行的体外基因突变试验法。此法由Ames氏首创，因之而命名。本法是利用突变型微生物，即组氨酸缺陷型的鼠伤寒沙门氏菌菌株（这些菌株丧失合成生长所必需的组氨酸的能力，在组氨酸缺乏的培养基上不能生长），在缺乏组氨酸的琼脂平皿上培养，如果受试物不具致突变性，则突变型鼠伤寒沙门氏菌不能正常生长。如果受试物具有致突变作用，则可使此种突变型菌株发生回复突变，成为野生型，恢复其合成组氨酸的能力，故可在组氨酸含量不足的培养基上生长并形成菌落。

直接观察在受试物作用下，生物细胞染色体所发生的结构或数目的改变。试验可用体细胞或生殖细胞进行。一般以骨髓细胞或外周血细胞代表体细胞，以睾丸精原细胞代表生殖细胞。通常设2～3个试验组和一个对照组，必要时设阳性对照组。在最后一次饲喂受试物后6小时，给动物注射秋水仙碱，使细胞有丝分裂停留在中期，以利观察。2～3小时后宰杀动物，取出胸骨（或股骨）骨髓或睾丸，将骨髓细胞或精原细胞经制片处理和染色，镜检染色体有无结构异常和数目改变，计算细胞畸变率和染色体畸变率。

微核是骨髓中正在分裂的细胞经致突变物作用后，染色体发生断裂，有一部分断片存留在间期细胞内形成的一个或几个圆形结构，较普通细胞核小，故称微核。微核的出现，表明遗传物质已发生突变。试验按一定剂量与次数给予受试物后，将动物宰杀，取出骨髓，混以胎牛或小牛血清，制片染色后镜检，计数多染红细胞中的微核，求出微核出现率。

其原理是根据哺乳动物的生殖细胞发生突变时，常不能与异性生殖细胞结合，易出现受精卵在着床前死亡或着床后胚胎早期死亡现象。试验时先使成年雄性大鼠或小鼠摄入受试物，然后将其与未摄入受试物的雌性动物按1雄2雌的比例同笼交配。小鼠连续交配6～8周，大鼠8～12周，每周更换一批雌鼠。在雌鼠受孕后12～13天，将其剖腹取出子宫，检查并记录活胎数、早期死亡胚胎数和晚期胚胎死亡数。由于显性致死突变主要表现为早期胚胎死亡，故一般以每剂量组受孕雌鼠平均早期胚胎死亡数来表示受试物致突变作用的强弱。

简称SCE试验。一般每条染色体是由两个染色单体组成。很多化学致突变物可使两个染色单体中的脱氧核糖核酸发生互换。因此，姊妹染色单体交换出现频率如果增高，即表明受试物具有致突变作用。试验可在体外也可在体内进行。体外试验法常用外周血淋巴细胞，将经不同剂量受试物处理的细胞在含有5-溴脱氧尿嘧啶核苷的培养液中作短期培养，再加入秋水仙碱培养，然后制片、染色镜检，求出平均每个细胞姊妹染色单体互换的数目。体内试验法常用哺乳动物，饲喂受试物后，取骨髓细胞制片、染色和镜检计数。

致突变物及致癌物可使细胞DNA（脱氧核糖核酸）受到损伤，然后还将发生修复合成。但此时的DNA合成不是发生在细胞周期的S期（正常的DNA合成期），而是在S期以外，区别于正常合成程序，所以称为程序外DNA合成。试验多用大鼠原代肝细胞或二倍体人类成纤维细胞，在体外进行细胞培养时加入受试物，并加入DNA合成所需的胸腺嘧啶核苷，根据DNA中参入胸腺嘧啶核苷的数量来判断DNA受损情况。

检验受试物及其代谢物是否会诱发癌或肿瘤的试验。可分为长期致癌试验和短期快速筛检试验。

一般选用年幼（初断奶）的大鼠或小鼠，也可用兔和豚鼠。设3个剂量组和一个对照组。剂量选择时，可采用亚慢性毒性试验的最小有作用剂量作为最高剂量组，再以其1/4～1/3作为低剂量组。试验期限，大白鼠一般为2年，小鼠一年半，狗为5～8年。主要观察指标为肿瘤的出现情况（包括肿瘤出现时间、种类和数量），并计算肿瘤总发生率、各种肿瘤发生率和从开始摄入受试物到出现肿瘤的时间。

长期致癌试验结果可靠，但所需时间长，费用也较高，故短期快速方法日益发展。通常采用致突变试验中所用的多种方法（其中以Ames试验最为常用）。还可采用哺乳动物细胞体外转化法，即将受试物在体外与哺乳动物细胞株接触，如果受试物有致癌作用，则细胞发生“癌变”，可与正常细胞相区别。

检查受试物是否通过妊娠母体引起胎儿出现畸形的试验。试验可用大鼠、小鼠或家兔。先将性成熟的雌性动物按二雌一雄的比例交配。受孕后，将孕鼠随机分组。一般可采用亚慢性毒性试验中的最大无作用剂量作为高剂量组，以其1/3左右为低剂量组。或以1/3～1/2 LD₅₀为高剂量组，1/50～1/30LD₅₀为低剂量组，另设中间剂量组及对照组。于受精卵着床后开始饲喂受试物，例如大鼠为受孕后第7～8天，每天一次可持续至受孕后16～18天为止。在动物自然分娩前1～2天，剖腹取出子宫内胎仔，进行外观、内脏及骨骼检查。主要计算畸胎总数和畸形总数，并根据畸胎和各种畸形出现数目及活产胎仔总数，再计算畸胎发生率和每个活产胎仔平均畸形出现数。