第 7 周学习包:动物剂量、给药与单位计算
本周核心问题
方案里的
10 mpk, BIW, IV如何转换成每只动物、每次给药需要多少毫克和多少微升,并进一步算出整项研究需要准备多少样品?
本周只训练单位、方案阅读和可行性审查,不提供任何具体分子的推荐剂量。
一、学习目标
完成本周后,应能够:
- 解释 mpk、mg/kg、mg/mL、µg/mL 和 µL 的关系;
- 按单只动物实时体重计算 drug amount 和 dosing volume;
- 计算每组、每次和全研究的总药量与制剂体积;
- 正确加入 overage,并说明余量依据;
- 读懂 IV、SC、IP、PO 和 QD、BID、BIW、QW、Q2W;
- 检查剂量、浓度、体积、频次和样品库存是否自洽;
- 识别固定体积给药和按体重给药的差异;
- 在不越过动物伦理和机构 SOP 的前提下审查计算表。
二、重要边界
- 所有示例均为教学数字,不代表推荐剂量、浓度或给药体积;
- 实际研究必须使用获批方案规定的动物、路线、剂量、体积、频次与制剂;
- 动物福利、最大给药体积、采血量和操作训练服从机构伦理委员会、兽医和 SOP;
- 本教程不用于临床剂量换算,也不教授简单以 mg/kg 从动物外推到人。
三、学习时间安排
标准版:4 小时
| 学习块 | 时间 | 任务 | 产出 |
|---|---|---|---|
| 单位诊断 | 20 min | 完成基础换算 | 错题表 |
| 公式与频次 | 50 min | 学习剂量、体积和缩写 | 速查卡 |
| 研究总量 | 60 min | 完成分组、次数、余量计算 | 研究用量表 |
| 可行性审查 | 40 min | 核对浓度、库存和体积 | 风险清单 |
| 十道练习 | 50 min | 独立计算并复核 | 完整算式 |
| 验收 | 20 min | 单位闭卷检查 | 得分 |
深入版:6 小时
- 找一份已脱敏动物方案,重建所有给药计算 60 分钟;
- 用实际每日体重表比较“按单次体重”和“固定基线体重”算法 30 分钟;
- 与动物实验同事核对本机构路线/体积/制剂规则 30 分钟;
- 做双人独立计算与差异复核 60 分钟。
课前诊断
- 18 g 小鼠换算为多少 kg?
10 mpk在正式方案中应写成什么?- 一只 20 g 小鼠按 5 mg/kg 给药,每次需要多少 mg?
- 已知药量和制剂浓度,给药体积使用什么公式?
2 mg/mL是否等于2 mg/µL?- QW、BIW 和 Q2W 分别是什么意思?
- 研究总量为什么不能只用“每只每次药量 × 动物数”?
- overage 可以用来弥补单位或公式错误吗?
- IV 与 SC 使用相同 mg/kg 时,PK 曲线是否必然相同?
- 实际动物给药体积和操作要求由本教程还是获批方案与机构 SOP 决定?
四、核心单位与公式
4.1 质量与体积
1 kg = 1000 g
1 g = 1000 mg
1 mg = 1000 µg
1 L = 1000 mL
1 mL = 1000 µL
mpk 常是 mg/kg 的口头简写,正式方案应写完整单位。
4.2 单只动物每次给药药量
drug amount (mg) = dose (mg/kg) × body weight (kg)
20 g 小鼠在 10 mg/kg 下:
20 g = 0.020 kg
amount = 10 mg/kg × 0.020 kg = 0.20 mg
4.3 给药体积
volume (mL) = drug amount (mg) / concentration (mg/mL)
若上述药物浓度为 2 mg/mL:
volume = 0.20 mg / 2 mg/mL = 0.10 mL = 100 µL
4.4 反推所需配液浓度
若方案规定按体重给药体积为 v mL/kg:
required concentration (mg/mL) = dose (mg/kg) / dosing volume (mL/kg)
例如教学条件 10 mg/kg 和 5 mL/kg:
required concentration = 10 / 5 = 2 mg/mL
这只是数学关系,实际浓度还必须通过稳定性、黏度、渗透压、pH 和可注射性评估。
五、路线和频次语言
5.1 常见给药路线
| 缩写 | 英文 | 中文 | 解释重点 |
|---|---|---|---|
| IV | intravenous | 静脉 | 直接进入循环,F 视为 100%,对制剂和操作要求高 |
| SC | subcutaneous | 皮下 | 有吸收过程,可能受淋巴转运和局部状态影响 |
| IP | intraperitoneal | 腹腔 | 动物研究常见,但并非人类常规抗体给药路线 |
| PO | per os/oral | 口服 | 蛋白药通常面临降解和低吸收,需结合具体分子理解 |
给药路线改变吸收、Cmax、Tmax 和生物利用度,不能只比较相同 mg/kg。
5.2 常见给药频次
| 缩写 | 含义 | 注意 |
|---|---|---|
| QD | 每日一次 | 需明确天数 |
| BID | 每日两次 | 需明确间隔 |
| BIW | 每周两次 | 不能误解为每两周一次 |
| QW | 每周一次 | 给药日应明确 |
| Q2W | 每两周一次 | 研究周期内次数需逐日列出 |
BIW 在不同语境可能造成歧义,最好在方案中直接写 “twice weekly” 和具体给药日。
六、从单只到整项研究
6.1 推荐的分层计算
每只每次药量
→ 每组每次药量
→ 所有给药日总量
→ 配制/注射损失余量
→ QC、留样和稳定性所需额外量
如果使用每只动物实际体重:
group amount per dose = dose × Σ(each animal weight in kg)
若有 N_dose 次给药,且暂以同一总体重估算:
study amount before overage = group amount per dose × N_dose
加入 15% 余量:
prepared amount = calculated amount × 1.15
余量不应掩盖计算错误,也不应随意设为极大;应说明是否覆盖管壁/死体积、配制损失、QC 和留样。
6.2 教学案例
8 只小鼠,基线平均 20 g,10 mg/kg,QW × 4 次,制剂 2 mg/mL,按总量加 15% 余量。
每只每次 = 10 × 0.020 = 0.20 mg
每组每次 = 0.20 × 8 = 1.60 mg
四次给药 = 1.60 × 4 = 6.40 mg
含余量 = 6.40 × 1.15 = 7.36 mg
对应体积 = 7.36 / 2 = 3.68 mL
实际执行时应按方案规定的给药前体重更新个体剂量,并考虑动物退出、配液批次和稳定性窗口。
七、给药表审查清单
八、十道计算练习
请写出完整单位与中间步骤。
- 18 g 小鼠,5 mg/kg:每次多少 mg?
- 第 1 题样品浓度 1.5 mg/mL:多少 µL?
- 25 g 小鼠,20 mg/kg,4 mg/mL:每次多少 µL?
- 10 只、平均 21 g、3 mg/kg:每组每次理论药量多少 mg?
- 第 4 题每周两次、连续 3 周:不给余量共需多少 mg?
- 第 5 题加入 20% 余量:需准备多少 mg?
- 目标剂量 15 mg/kg,规定体积 5 mL/kg:需配多少 mg/mL?
- 现有样品 12 mg,研究理论需要 10 mg,另需 1 mg QC 和 15% 给药余量。是否足够?
- 6 只小鼠体重分别为 18、19、20、21、22、23 g,剂量 8 mg/kg:一组一次总药量?
- 2 mg/mL 制剂给一只 24 g 小鼠,体积误写为 0.96 mL;若剂量应为 8 mg/kg,正确体积是多少,原值错了多少倍?
答案
0.018 kg × 5 mg/kg = 0.090 mg;0.090 / 1.5 = 0.060 mL = 60 µL;0.025 × 20 = 0.50 mg;0.50/4 = 0.125 mL = 125 µL;10 × 0.021 × 3 = 0.63 mg;- 6 次给药:
0.63 × 6 = 3.78 mg; 3.78 × 1.20 = 4.536 mg,按适当有效数字记录为 4.54 mg;15/5 = 3 mg/mL;- 给药含余量
10×1.15=11.5 mg,加 QC 共12.5 mg,12 mg 不足; - 总体重
123 g=0.123 kg,药量0.123×8=0.984 mg; - 药量
0.024×8=0.192 mg,体积0.192/2=0.096 mL=96 µL;0.96 mL 是正确值 10 倍。
九、常见错误模式
- 把 g 直接代入 kg 公式,产生 1000 倍错误;
- 把 mg/mL 误当成 mg/µL,产生 1000 倍错误;
- 忘记频次或研究周数;
- 把动物数量乘两次或漏乘;
- 先四舍五入每只体积,再累积产生系统偏差;
- 用名义平均体重执行个体给药而未遵循方案;
- 将 overage 同时在质量和体积上重复加入;
- 忽略对照、QC、稳定性和留样用量;
- 样品库存浓度与配制后浓度混淆;
- 公式正确,但给药体积或制剂不符合获批方案。
十、闭卷验收
mpk应在正式文件中写成什么?- 20 g 等于多少 kg?
- 写出药量和体积两个公式。
- Q2W 和 BIW 分别是什么意思?
- 为什么给药路线必须与 PK 解释一起看?
- overage 应覆盖什么,不能做什么?
- 为什么需要用动物 ID 关联体重和体积?
- 反推浓度的公式是什么?
- 为什么不能简单把动物 mg/kg 换成人 mg/kg?
- 谁决定实际最大给药体积和动物操作要求?
答案关键词:mg/kg;0.020 kg;dose×kg 与 mg/(mg/mL);每两周一次/每周两次;吸收与 F;实际损失但不掩盖错误;可追溯;dose/volume per kg;跨物种 PK/PD 和生物学不成比例;获批伦理方案、兽医和机构 SOP。
十一、本周最终交付物
完成一张可由第二人复核的给药计算表,至少包含:
- animal ID、体重 g/kg;
- dose、concentration、amount、volume;
- 路线、日期与频次;
- 每组/每次/全研究总量;
- overage、QC 和留样;
- 库存余量与可行性判断;
- 公式锁定或独立抽查规则;
- “仅按获批方案执行”的边界说明。