Name: a small-scale setup for algal toxicity testing of nanomaterials and other difficult substances
Uploaded: 2020-10-10T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Small-Scale Setup for Algal Toxicity Testing of Nanomaterials and Other Difficult Substances at JoVE.com

تم تمويل هذا البحث من قبل PATROLS - الأدوات المتقدمة لاختبار NanoSafety ، اتفاقية المنحة 760813 في إطار برنامج البحث والابتكار في أفق 2020.

1. وصف الإعداد LEVITATT
<ol><li>استخدام 20 مل قنينات الزجاج التلألؤ(الشكل 1، إدراج 1) السماح للاختراق الضوء. بدلا من ذلك، يمكن استخدام قارورة بلاستيكية خفيفة قابلة لل ركلة. كمّيّة ال [اّينتّر هّدّدّدّيّرّيّ].</li>
	<li>استخدام تعليق اختبار 4 مل على الأقل في بداية الاختبار للسماح بالتجريد...

<ol>
	<li>European Chemicals Agency. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidance+on+Registration.">Guidance on Registration.</a> European Chemicals Agency. , (2016).</li><li>Organisation for Economic Cooperation and Development. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidance+Document+on+Aquatic+Toxicity+Testing+of+Difficult+Substances+and+Mixtures.">Guidance Document on Aquatic Toxicity Testing of Difficult Substances and Mixtures.</a> Organisation for Economic Cooperation and Development. , (2019).</li><li>Blaise, C., Legault, R., Bermingham, N., Van Coillie, R., Vasseur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+microplate+algal+assay+technique+for+aquatic+toxicity+assessment.">A simple microplate algal assay technique for aquatic toxicity assessment.</a> Toxicity Assessment. 1 (3), 261-281 (1986).</li><li>Hjorth, R., Sorensen, S. N., Olsson, M. E., Baun, A., Hartmann, N. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+certain+shade+of+green:+can+algal+pigments+reveal+shading+effects+of+nanoparticles.">A certain shade of green: can algal pigments reveal shading effects of nanoparticles.</a> Integrated Environmental Assessment and Management. 12 (1), 200-202 (2016).</li><li>Chen, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Algae+response+to+engineered+nanoparticles:+current+understanding{,}+mechanisms+and+implications.">Algae response to engineered nanoparticles: current understanding{,} mechanisms and implications.</a> Environmental Science: Nano. 6 (4), 1026-1042 (2019).</li><li>Arensberg, P., Hemmingsen, V. H., Nyholm, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+miniscale+algal+toxicity+test.">A miniscale algal toxicity test.</a> Chemosphere. 30 (11), 2103-2115 (1995).</li><li>Organisation for Economic Cooperation and Development. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Test+No.+201:+Freshwater+Alga+and+Cyanobacteria,+Growth+Inhibition+Test.">Test No. 201: Freshwater Alga and Cyanobacteria, Growth Inhibition Test.</a> Organisation for Economic Cooperation and Development. , (2011).</li><li>International Organization for Standardization (ISO). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+Quality+-+Fresh+Water+Algal+Growth+Inhibition+Test+with+Unicellular+Green+Algae.">Water Quality - Fresh Water Algal Growth Inhibition Test with Unicellular Green Algae.</a> International Organization for Standardization (ISO). , (2012).</li><li>Halling-S&#248;rensen, B., Nyhohn, N., Baun, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Algal+toxicity+tests+with+volatile+and+hazardous+compounds+in+air-tight+test+flasks+with+CO2+enriched+headspace.">Algal toxicity tests with volatile and hazardous compounds in air-tight test flasks with CO2 enriched headspace.</a> Chemosphere. 32 (8), 1513-1526 (1996).</li><li>Mayer, P., Nyholm, N., Verbruggen, E. M. J., Hermens, J. L. M., Tolls, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Algal+growth+inhibition+test+in+filled,+closed+bottles+for+volatile+and+sorptive+materials.">Algal growth inhibition test in filled, closed bottles for volatile and sorptive materials.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 19 (10), 2551-2556 (2000).</li><li>Ritz, C., Baty, F., Streibig, J. C., Gerhard, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dose-response+analysis+using+R.">Dose-response analysis using R.</a> PloS One. 10 (12), 0146021 (2015).</li><li>Birch, H., Kramer, N. I., Mayer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-resolved+freely+dissolved+concentrations+of+semivolatile+and+hydrophobic+test+chemicals+in+in+vitro+assays-measuring+high+losses+and+crossover+by+headspace+solid-phase+microextraction.">Time-resolved freely dissolved concentrations of semivolatile and hydrophobic test chemicals in in vitro assays-measuring high losses and crossover by headspace solid-phase microextraction.</a> Chemical Research in Toxicology. 32 (9), 1780-1790 (2019).</li><li>Trac, L. N., Schmidt, S. N., Mayer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Headspace+passive+dosing+of+volatile+hydrophobic+chemicals+-+toxicity+testing+exactly+at+the+saturation+level.">Headspace passive dosing of volatile hydrophobic chemicals - toxicity testing exactly at the saturation level.</a> Chemosphere. 211, 694-700 (2018).</li><li>Eisentraeger, A., Dott, W., Klein, J., Hahn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+studies+on+algal+toxicity+testing+using+fluorometric+microplate+and+Erlenmeyer+flask+growth-inhibition+assays.">Comparative studies on algal toxicity testing using fluorometric microplate and Erlenmeyer flask growth-inhibition assays.</a> Ecotoxicology and Environmental Safety. 54 (3), 346-354 (2003).</li><li>Paixao, S. M., Silva, L., Fernandes, A., O'Rourke, K., Mendonca, E., Picado, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+a+miniaturized+algal+bioassay+in+phytotoxicity+screening.">Performance of a miniaturized algal bioassay in phytotoxicity screening.</a> Ecotoxicology. 17 (3), 165-171 (2008).</li><li>Thellen, C., Blaise, C., Roy, Y., Hickey, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Round-robin+testing+with+the+selenastrum--capricornutum+microplate+toxicity+assay.">Round-robin testing with the selenastrum--capricornutum microplate toxicity assay.</a> Hydrobiologia. 188, 259-268 (1989).</li><li>Nagai, T., Taya, K., Annoh, H., Ishihara, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+a+fluorometric+microplate+algal+toxicity+assay+for+riverine+periphytic+algal+species.">Application of a fluorometric microplate algal toxicity assay for riverine periphytic algal species.</a> Ecotoxicology and Environmental Safety. 94, 37-44 (2013).</li><li>Lee, W. M., An, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+zinc+oxide+and+titanium+dioxide+nanoparticles+on+green+algae+under+visible,+UVA,+and+UVB+irradiations:+no+evidence+of+enhanced+algal+toxicity+under+UV+pre-irradiation.">Effects of zinc oxide and titanium dioxide nanoparticles on green algae under visible, UVA, and UVB irradiations: no evidence of enhanced algal toxicity under UV pre-irradiation.</a> Chemosphere. 91 (4), 536-544 (2013).</li><li>Samei, M., Sarrafzadeh, M. H., Faramarzi, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+morphology+and+size+of+zinc+oxide+nanoparticles+on+its+toxicity+to+the+freshwater+microalga,+Raphidocelis+subcapitata.">The impact of morphology and size of zinc oxide nanoparticles on its toxicity to the freshwater microalga, Raphidocelis subcapitata.</a> Environmental Science and Pollution Research. 26 (3), 2409-2420 (2019).</li><li>Neale, P. A., Jaemting, A. K., O'Malley, E., Herrmann, J., Escher, B. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behaviour+of+titanium+dioxide+and+zinc+oxide+nanoparticles+in+the+presence+of+wastewater-derived+organic+matter+and+implications+for+algal+toxicity.">Behaviour of titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles in the presence of wastewater-derived organic matter and implications for algal toxicity.</a> Environmental Science: Nano. 2 (1), 86-93 (2015).</li><li>Hartmann, N. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+challenges+of+testing+metal+and+metal+oxide+nanoparticles+in+algal+bioassays:+titanium+dioxide+and+gold+nanoparticles+as+case+studies.">The challenges of testing metal and metal oxide nanoparticles in algal bioassays: titanium dioxide and gold nanoparticles as case studies.</a> Nanotoxicology. 7 (6), 1082-1094 (2013).</li><li>Farkas, J., Booth, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+fluorescence-based+chlorophyll+quantification+methods+suitable+for+algae+toxicity+assessment+of+carbon+nanomaterials.">Are fluorescence-based chlorophyll quantification methods suitable for algae toxicity assessment of carbon nanomaterials.</a> Nanotoxicology. 11 (4), 569-577 (2017).</li><li>Handy, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical+considerations+for+conducting+ecotoxicity+test+methods+with+manufactured+nanomaterials:+what+have+we+learnt+so+far.">Practical considerations for conducting ecotoxicity test methods with manufactured nanomaterials: what have we learnt so far.</a> Ecotoxicology. 21 (4), 933-972 (2012).</li><li>Handy, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecotoxicity+test+methods+for+engineered+nanomaterials:+practical+experiences+and+recommendations+from+the+bench.">Ecotoxicity test methods for engineered nanomaterials: practical experiences and recommendations from the bench.</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 31 (1), 15-31 (2012).</li></ol>

العوالق النباتية تحول الطاقة الشمسية وثاني أكسيد الكربون إلى مادة عضوية، وبالتالي لها دور محوري في النظام الإيكولوجي المائي. ولهذا السبب، تدرج اختبارات تثبيط نمو الطحالب كأحد ثلاثة اختبارات إلزامية للسمية المائية اللازمة لتقييم المخاطر التنظيمية للمواد الكيميائية. والقدرة على إجراء ا?...

اختبار السمية الطحالب هو واحد من ثلاثة اختبارات إلزامية فقط تستخدم لتوليد بيانات السمية الإيكولوجية المطلوبة لتسجيل المواد الكيميائية قبل وبعد السوق بواسطة اللوائح الأوروبية والدولية (مثل REACH1 و TSCA (الولايات المتحدة الأمريكية)). ولهذا الغرض، وضعت المنظمات الدولية مبادئ توجيهية موحدة لاختبار الطحالب (مثل المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ومنظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي). هذه المعايير والمبادئ التوجيهية اختبار يصف ظروف الاختبار المثالي من حيث درجة الحرارة ودرجة الحرارة، ومستويات ثاني أكسيد الكربون وكثافة الضوء. غير أن الحفاظ على ظروف اختبار مستقرة أثناء اختبار الطحالب أمر صعب في الممارسة العملية، وتعاني النتائج من مشاكل في قابلية التكاثر والموثوقية لمجموعة من المواد الكيميائية والمواد النانوية (التي يشار إليها في كثير من الأحيان باسم "المواد الصعبة")2. معظم الاجهزة القائمة اختبار السمية الطحالب تعمل مع كميات كبيرة نسبيا (100-250 مل) تقع على شاكر المدارية داخل حاضنة. ويحد هذا الإعداد من عدد تركيزات الاختبار ويستنسخ كميات كبيرة وقابلة للتحقيق من ثقافة الطحالب ومواد الاختبار. بالإضافة إلى ذلك، نادراً ما يكون لهذه الاجهزة حقل ضوء موحد وظروف الإضاءة الموثوقة هي كذلك من الصعب الحصول عليها في قارورات كبيرة، جزئياً حيث تقلل كثافة الضوء بشكل كبير من زيادة الرحلات الخفيفة وجزئياً بسبب هندسة القارورة. وتشمل الاجهزة البديلةألواح 3 من البلاستيك التي تحتوي على أحجام عينات صغيرة لا تسمح بأحجام كافية لأخذ العينات لقياس رقمH أو قياسات إضافية للكتلة الحيوية أو استخراج الصباغ أو غيرها من التحليلات التي تتطلب أخذ عينات مدمرة. أحد التحديات الخاصة باستخدام الاجهزة الموجودة لاختبار سمية الطحالب من المواد النانوية والمواد التي تشكل التعليقات الملونة هو التدخل أو حجب الضوء المتوفر للخلايا الطحالب ، وغالبا ما يشار إليها باسم "التظليل"4،5. قد يحدث التظليل داخل قوارير بواسطة مادة الاختبار و/أو التفاعلات بين مادة الاختبار وخلايا الطحالب، أو يمكن أن يحدث التظليل بين القنينات، بسبب تحديد موضعها بالنسبة لبعضها البعض ومصدر الضوء.
وتستند هذه الطريقة على إعداد اختبار السمية الطحالب على نطاق صغير الذي قدمه أرينسبرغ وآخرون6 الذي يسمح بإجراء الاختبار وفقا لمعايير مثل OECD 2017، وISO 86928. والطريقة هي أكثر الأمثل لمعالجة القيود المذكورة أعلاه من خلال: 1) استخدام تكنولوجيا ضوء LED لضمان ظروف ضوئية موحدة مع توليد الحرارة الحد الأدنى، 2) توفير حجم عينة كافية للتحليل الكيميائي / البيولوجي مع الحفاظ على درجة حرارة ثابتة، ومستويات CO2، و 3) تمكين استخدام مواد حاوية اختبار متعددة الاستخدامات لاختبار المواد المتطايرة أو المواد ذات الإمكانية العالية للفحص.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>V179124</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>254134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BlueCap bottles (1L)</td>
			<td>Buch &#38; Holm A/S</td>
			<td>&#160;9072335</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B0394</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>208290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear acrylic sheet (40x40 cm)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cobalt(II) chloride hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>255599</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper(II) chloride dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>307483</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>&#160;E5134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence Spectrophotometer F-7000</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>258148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron(III) chloride hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>236489</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED light source</td>
			<td>Helmholt Elektronik A/S</td>
			<td>H35161</td>
			<td>Neutral White, 6500K</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M9272</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium sulfate heptahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>230391</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manganese(II) chloride tetrahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>221279</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orbital shaker</td>
			<td>IKA</td>
			<td>2980200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium phosphate monobasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P0662</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raphidocelis subcapitata</td>
			<td>NORCCA</td>
			<td></td>
			<td>NIVA-CHL1 strain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scintillation vials (20 mL)</td>
			<td>Fisherscientific</td>
			<td>11526325</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S6014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>415413</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium molybdate dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>331058&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring clamp</td>
			<td>Frederiksen Scientific A/S</td>
			<td>472002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermostatic cabinet</td>
			<td>VWR</td>
			<td>WTWA208450</td>
			<td>Alternative: temperature controlled room</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ventilation pipe (&#216;125 mm)</td>
			<td>Silvan</td>
			<td>22605630165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Volumetric flasks (25 mL)</td>
			<td>DWK Life Sciences</td>
			<td>246781455</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zinc chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>208086</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a small-scale setup for algal toxicity testing of nanomaterials and other difficult substances

13 - بيانات السمية الإيكولوجية هي شرط لتسجيل المواد الكيميائية قبل السوق وما بعدها بواسطة اللوائح الأوروبية والدولية (مثل نظام REACH). وكثيراً ما يستخدم اختبار سمية الطحالب في التقييم التنظيمي للمخاطر الكيميائية. ومن أجل تحقيق موثوقية عالية وقابلية استنساخ عالية، يعد وضع مبادئ توجيهية موحدة أمرا حيويا. وبالنسبة لاختبار السمية الطحالب، تتطلب المبادئ التوجيهية ظروفاً مستقرة وموحدة من المعلمات مثل درجة الحرارة ودرجة الحرارة ومستويات ثاني أكسيد الكربون وكثافة الضوء. ويمكن أن تتداخل المواد النانوية وغيرها من المواد التي تسمى بمواد صعبة مع الضوء مما يسبب تباينا كبيرا في النتائج التي تم الحصول عليها مما يعوق قبولها التنظيمي. ولمعالجة هذه التحديات، قمنا بتطوير LEVITATT (جدول الإضاءة العمودي LED لاختبارات سمية الطحالب). يستخدم الإعداد إضاءة LED من الأسفل مما يسمح بتوزيع الضوء المتجانس والتحكم في درجة الحرارة مع تقليل تظليل العينة الداخلية. الإعداد يحسن حجم العينة للكتلة الحيوية الكم ولا في الوقت نفسه ضمان تدفق كافية من CO2 لدعم النمو الأسي للطحالب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميم مواد حاويات الاختبار لتقليل الامتزاز والتطاير. عند اختبار المواد الملونة أو تعليق الجسيمات، واستخدام أضواء LED يسمح أيضا لزيادة شدة الضوء دون توليد الحرارة إضافية. يزيد التصميم المدمج والمتطلبات الدنيا من المعدات من إمكانيات تنفيذ نظام LEVITATT في مجموعة واسعة من المختبرات. في حين أن الامتثال للمبادئ التوجيهية ISO ومنظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي لاختبار السمية الطحالب، أظهرت LEVITATT أيضا انخفاض في التغير بين العينات لمادتين مرجعيتين (3،5-ديكولوروبفينول وK2Cr2O7)وثلاثة المواد النانوية (ZnO، CeO2،وBaSO4)مقارنة مع قارورة إرلنماير وألواح microtiter.

يتم إجراء اختبار أولي مع مادة مرجعية لتحديد حساسية سلالة الطحالب. المواد المرجعية المستخدمة بانتظام لر. 10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 7,8 ويبين الشكل 3 والجدول 2 نتيجة تمثيلية لاختبار الطحالب بما في ...

Watch this Scientific Journal Video about A Small-Scale Setup for Algal Toxicity Testing of Nanomaterials and Other Difficult Substances at JoVE.com

A Small-Scale Setup for Algal Toxicity Testing of Nanomaterials and Other Difficult Substances

نُظهر اختبار سمية الطحالب للمواد الصعبة (مثل المواد الملونة أو المواد النانوية) باستخدام إعداد مضاء عموديًا بمُدرّي.

إعداد صغير لاختبار سمية الطحالب للمواد النانوية والمواد الصعبة الأخرى

Ecotoxicity data is a requirement for pre- and post-market registration of chemicals by European and international regulations (e.g., REACH). The algal ...

عندما تريد شركة كيميائية طرح مادة كيميائية جديدة أو مادة أخرى في السوق، فإنها تحتاج إلى تقديم بيانات من سلسلة من اختبارات السمية الإيكولوجية. اختبار الطحالب هو واحد من ثلاثة اختبارات إلزامية التي تحتاج إلى إجراء. اختبار الطحالب يعاني من حقيقة أنه من الصعب جدا لأداء.لهذا السبب، قمنا بتطوير منصة اختبار LEVITATT. يستخدم LEVITATT ضوء LED لتجنب المشاكل مع توليد الحرارة المفرطة. وعلاوة على ذلك، فإنه يضمن حقل ضوء موحد.لديها حجم صغير، وهذا يعني أنك لا تحتاج مساحة كبيرة لإجراء اختبار الطحالب، ولكن في الوقت نفسه، فإنه يسمح لاستخدام حجم عينة كافية لإجراء التحليل الكيميائي وتوصيف قبل وأثناء وبعد الاختبار. وهذا مهم بشكل خاص عند اختبار المواد النانوية. هذا الفيديو سوف يدل على استخدام LEVITATT لاختبار سمية الطحالب من المواد النانوية وغيرها من المواد الصعبة.تتكون المظاهرة من الخطوات الأربع التالية. أولاً، وصف مكونات LEVITATT. الخطوة الثانية هي إعداد الحل لوسائط نمو الطحالب.والخطوة الثالثة هي إعطاء لمحة عامة عن الإجراء الخاص بكيفية إجراء اختبار سمية الطحالب. وينبغي أن تكون الخطوة الأخيرة هي قياس الزيادة في الكتلة الحيوية الطحالب بواسطة مقياس الفلور. يمكن وضع LEVITATT في خزانة درجة الحرارة التي تسيطر عليها من الغرفة.وهذا يسمح لدرجات حرارة مستقرة في جميع أنحاء التعرض. يتم وضع الإعداد على شاكر المدارية للسماح لدوران العينات أثناء الاختبار. ويجرى الاختبار في قنينات متألقة بـ 20 ملليلتر تحتوي على أربعة ملليلترات متوسطة.يسمح غطاء المسمار مع ثقب حفر لتبادل CO2 مع الهواء أثناء التعرض. يقع مصدر LED بين صفائحتين من البلاستيك ويقع في وسط كل غلاف. ينشئ الموضع حقل ضوء متجانس ويقلل التظليل بين العينات.يتم تركيب كل غلاف مع المشابك ويمكن أن تعقد ما يصل إلى خمس عينات. يقلل الحجم الصغير من المساحة المطلوبة لإجراء التجربة. لإعداد حلول الأسهم، تزن كمية مناسبة من كل مركب.يتكون المحلل من أملاح مختلفة حيوية لنمو الطحالب. عندما يكون وزن الكمية المناسبة من الأملاح ، يتم تخفيفها بالماء النقي للغاية. يتم تعقيم حلول الأسهم إما عن طريق الترشيح أو autoclaving.بعد التعقيم، يمكن تخزين حلول الأسهم في الظلام عند أربع درجات مئوية. إعداد سلسلة من تركيزات التعرض. وينبغي ألا يتجاوز العامل بين تركيزات التعرض 3.2.يضاف الحجم المناسب من الطحالب المتنامية أضعافاً مضاعفة إلى كل تركيز اختبار. يجب أن تكون كثافة الخلية النهائية حوالي 10,000 خلية الطحالب لكل ملليلتر. ومن المهم أن ثقافة ما قبل تنمو أضعافا مضاعفة للوفاء بمعايير صلاحية الاختبار.وتختلط قارورة القياس للسماح بتوزيع متجانس للطحالب والمركب قبل أخذ العينات. يتم صب العينات في القارص ، وأربعة ملليلتر يتم الأنابيب في قوارير 20 ملليلتر. قوارير التلألؤ متوجة الآن.الماصات 0.4 ملليلتر من كل تركيز. إضافة 1.6 الالليلتر الأسيتون لتعطيل جدار الخلية والإفراج عن الكلورو إلى مرحلة السائل. كل قارورة زجاجية الآن قريبة بإحكام لتجنب تبخر الأسيتون أثناء التخزين.وتتوزع قارورة التلألؤ المغطاة الآن بشكل عشوائي في LEVITATT وتحتضن لمدة 72 ساعة. قياس شدة الضوء ودرجة الحرارة في بداية ونهاية الحضانة لضمان الامتثال للمبادئ التوجيهية المطلوبة. يتم أخذ العينات الفرعية في 24 ساعة'الفاصلة عن طريق الأنابيب 0.4 ملليلتر من كل قارورة متألقة في قارورة الزجاج.إضافة 1.6 مليون الأسيتون لتعطيل جدار الخلية والإفراج عن الكلورو إلى مرحلة السائل. بعد إضافة الأسيتون، المسمار الأغطية على بإحكام وترك العينات في الظلام حتى التحليل. استخدام مقياس الفلور لتحديد حجم الكتلة الحيوية في العينة المكتسبة طوال فترة الاختبار.وينبغي أن تكون الإعدادات على مقياس الفلور 420 نانومتر كطول موجي إثارة وطول موجة من الانبعاثات من 671 نانومتر. يتم قياس كل عينة على حدة ثلاث مرات، ويتم ملاحظة القيم النسبية. وتستخدم القيم النسبية من مقياس الفلور لحساب معدل النمو الذي سيستخدم في معالجة البيانات الأخرى.استخدم برنامجًا إحصائيًا لاحتواء منحنى الانحدار غير الخطي مع بيانات معدل النمو المحسوب. مثال على منحنى الانحدار غير الخطي يمكن أن يكون log-logistic دالة قابلة للحياة. يظهر الفاصل الزمني المقترن ثقة 95٪ إلى جانب احتواء النموذج.وتستخدم قيم التركيز الفعالة بانتظام مثل 10 و 20 و 50٪ غير فعالة للإبلاغ عن نتيجة اختبار السمية البيئية. وفي الختام، يوفر LEVITATT منصة مدمجة لاختبار سمية الطحالب للمواد الكيميائية العادية المتوافقة مع المبادئ التوجيهية الدولية الموحدة. وعلاوة على ذلك، يوفر الإعداد منصة قوية لاختبار المواد الصعبة التي تتداخل مع مرور الضوء نحو الطحالب، مثل المواد النانوية أو المواد الملونة.

Research

JoVE Journal

Environment

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

Biochips فلويديك مع خلايا RTgill-W1 لرابيد تقييم عينات مياه الشرب لسمية إعداد واختبار المقاومة المستندة إلى

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

البروتوكول التجريبي لإنتاج الديزل الحيوي مع عزل Alkenones كما Coproducts من التجاري<em&gt; ذهبي متساوي</em&gt; الطحالب الكتلة الحيوية

The need to replace petroleum fuels with alternatives from renewable and more environmentally sustainable sources is of growing importance. ...

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

يعاير سلوكيات التغذية المفترسة في<em&gt; Pristionchus</em&gt; والديدان الخيطية أخرى

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including ...

Extraction of Structural Extracellular Polymeric Substances from Aerobic Granular Sludge

استخراج المواد الإنشائية خارج الخلية البوليمرية من هوائية حبيبي الحمأة

To evaluate and develop methodologies for the extraction of gel-forming extracellular polymeric substances (EPS), EPS from aerobic granular sludge (AGS) ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

مقارنة مقياس في نظام مفاعل الضوئي لعلاج الطحالب من مياه الصرف الصحي

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Functionalization and Dispersion of Carbon Nanomaterials Using an Environmentally Friendly Ultrasonicated Ozonolysis Process

فونكتيوناليزاشيون وتشتت المواد النانوية الكربون باستخدام عملية أوزونوليسيس أولتراسونيكاتد الصديقة للبيئة

Functionalization of carbon nanomaterials is often a critical step that facilitates their integration into larger material systems and devices. In the ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

تشتت من المواد النانوية في الوسط المائي: نحو التحسين البروتوكول

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Harvesting Venom Toxins from Assassin Bugs and Other Heteropteran Insects

حصاد السم السموم من قاتل الحشرات وغيرها من الحشرات هيتيروبتيران

Heteropteran insects such as assassin bugs (Reduviidae) and giant water bugs (Belostomatidae) descended from a common predaceous and venomous ancestor, ...

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

مقايسة الفائق "التنبؤ بالسمية الكيميائية" "الآلي التنميط المظهرية" من ايليجانس كاينورهابديتيس

Applying toxicity testing of chemicals in higher order organisms, such as mice or rats, is time-consuming and expensive, due to their long lifespan and ...

Development and Testing of Species-specific Quantitative PCR Assays for Environmental DNA Applications

تطوير واختبار المقايسات الكمية الخاصة ب PCR لتطبيقات الحمض النووي البيئي

New, non-invasive methods for detecting and monitoring species presence are being developed to aid in fisheries and wildlife conservation management. The ...