在毒理学中，有一个指标用来表征物质毒性的大小，这个指标叫做半数致死量，简称LD50。它的定义是“引起试验动物一半死亡的药物剂量”，测定方法是把不同剂量的被试验物质导入实验动物(如白鼠)体内,而足以使占全体数量50%的个体在试验条件下致死的剂量，用毒物的质量和试验生物体重之比来表示，即每公斤体重所使用的毒物量。比如尼古丁对大鼠的口服LD50测定值为50mg/kg，假设一只老鼠体重200g，那么它服用10mg的尼古丁就会造成50%的致死率。
以下是根据大鼠试验LD50测定值排名的世界上最毒的几种物质：
TOP 10：氰化氢，LD50测定值为0.040mg/kg。二战中纳粹德国常用作毒气室杀人的毒气。
TOP 9：戴奥辛，LD50测定值为0.020mg/kg。一种化学工业制造中产生的副产物，比如水泥窑炉、炼钢厂、沥青拌合厂等，具有热稳定性高、抗酸硷、抗氧化的特性，在自然环境中非常难以被分解。
TOP 8：砷化氢，LD50测定值为0.020mg/kg。砷化氢是一种强烈的溶血性毒物，二战时曾被计划用于化学战，杀伤力极强，不过在半导体工业中被广泛使用。
TOP 7：百日咳毒素，LD50测定值为0.015mg/kg。百日咳毒素是一种剧毒蛋白质，主要用于细胞生物学研究。
TOP 6：光气，LD50测定值为0.005mg/kg。氯塑料高温热解产物之一，人体吸入后可引起中毒性肺水肿。
TOP 5：蓖麻毒素，LD50测定值为0.0027mg/kg。蓖麻毒素是一种高毒性的植物蛋白，会造成人体肝、肾等器官变性、出血、坏死病变。并能凝集和溶解红细胞，抑制麻痹心血管和呼吸中枢。
TOP 4：泰攀蛇毒素，LD50测定值为0.002mg/kg。泰攀蛇栖息在澳大利亚西部，是陆地上最毒的蛇，它的毒性比响尾蛇毒性强300倍，约相当于眼镜王蛇的20倍。仅仅需要1毫克的毒液量就足以杀死两名成年人。
TOP 3：芥子气，LD50测定值为0.00172mg/kg。芥子气是一种液体毒剂，可以被用作化学武器，属于糜烂性毒剂，人体吸入或接触后，轻则双目失明全身湿疹，重则表皮大面积的溃烂，而且这种毒气没有特效解药。
TOP 2：刺尾鱼毒素，LD50测定值为0.00013mg/kg。刺尾鱼毒素是一种海洋生物毒素，它由岗比甲藻类产生，经食物链蓄积于刺尾鱼体内。这种毒素会增加心肌膜中的钙离子流动从而导致心力衰竭，是毒性最强的天然毒素之一。
TOP 1：肉毒杆菌毒素，LD50测定值为0.0000012mg/kg。肉毒杆菌毒素是由厌氧菌产生的一种神经毒素蛋白，毒性最强的天然物质之一，毒性比氰化物强一万倍。可用作神经麻醉剂，低剂量使用肉毒杆菌毒素能够麻痹松弛的皮下神经，消除脸部皱纹，因此可以用于医疗美容。但也由于其毒性强，肉毒杆菌毒素注射手术因此有一定风险。
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