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肉毒毒素是150kD的多肽，它由100kD的重（H）链和50kD轻（L）链通过一个双硫链连接起来。肉毒毒素共有A、B、Cα、Cβ、D、E、F、G八种类型，其中引起人员中毒者主要为A型、B型，而以A型毒性最强，最具[[军事]]价值。纯净的A型肉毒毒素对人的吸入半致死量为0.004μg/kg。A型肉毒毒素为质地疏松的无色或[[白色]]针状晶体，无特殊气味，易溶于水。结晶态于室温下不稳定，数日即分解失活 <ref>[http://www.jixuyixue.com/article-93-1077-1.html 这世界上最毒的物质是什么？ ]，继续医学</ref> 。

肉毒毒素并非由活着的肉毒杆菌释放，而是先在肉毒杆菌细胞内产生无毒的前体毒素，在肉毒杆菌死亡自溶后前体毒素游离出来，经肠道中的[[胰蛋白酶]]或细菌产生的蛋白酶激活后方始具有毒性。肉毒毒素作用的机理是阻断神经末梢乙酰胆碱的释放，从而导致运动神经与自主神经的对称下行弛缓性瘫痪，麻痹胆碱能支配区[[肌肉]]和骨骼肌。人类经口服或吸入途径摄入此毒素后，[[神经系统]]将遭到破坏，将会出现眩晕、呼吸困难和软瘫乃至因呼吸肌麻痹而死亡的症状 <ref>[http://www.docin.com/p-441083656.html 肉毒杆菌毒素的作用机理(下) ]，豆丁网，2012-07-14</ref> 。