Name: a small-scale setup for algal toxicity testing of nanomaterials and other difficult substances
Uploaded: 2020-10-10T14:00:00
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Cette recherche a été financée par PATROLS – Advanced Tools for NanoSafety Testing, Grant agreement 760813 dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020.

1. Description de la configuration de LEVITATT
<ol><li>Utiliser des flacons en verre de scintillation de 20 mL(figure 1, insert 1) permettant la pénétration de la lumière. Alternativement, des flacons en plastique à pénétration légère peuvent être utilisés. Quantifier l’intensité lumineuse à l’aide d’un photomètre.</li>
	<li>Utiliser au moins une suspension d’essai de 4 mL au début de l’essai pour permettre la quantification de la biomasse et pour la caractérisatio...

<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>

Le phytoplancton convertit l’énergie solaire et le dioxyde de carbone en matière organique et joue ainsi un rôle central dans l’écosystème aquatique. Pour cette raison, les tests d’inhibition du taux de croissance des algues sont inclus comme l’un des trois tests de toxicité aquatique obligatoires requis pour l’évaluation réglementaire des risques des produits chimiques. La capacité d’effectuer un test fiable et reproductible de toxicité des algues est essentielle à cet égard. Les configurations d...

Le test de toxicité des algues est l’un des trois seuls tests obligatoires utilisés pour générer les données d’écotoxicité requises pour l’enregistrement des produits chimiques avant et après la mise sur le marché par les réglementations européennes et internationales (p. ex., REACH1 et TSCA (États-Unis)). À cette fin, des organisations internationales ont élaboré des lignes directrices normalisées sur les tests d’algues (p. ex., l’ISO et l’OCDE). Ces normes et lignes directrices prescrivent des conditions d’essai idéales en termes de pH, de température, de dioxyde de carbone et d’intensité lumineuse. Toutefois, le maintien de conditions d’essai stables pendant les essais d’algues est en pratique difficile et les résultats souffrent de problèmes de reproductibilité et de fiabilité pour une gamme de substances chimiques et de nanomatériaux (souvent appelés « ubstances difficile »)2. La plupart des installations existantes d’essais de toxicité des algues fonctionnent avec des volumes relativement importants (100–250 mL) situés sur un shaker orbital à l’intérieur d’un incubateur. Une telle configuration limite le nombre de concentrations d’essai et reproduit des volumes réalisables et élevés de culture d’algues et de matériel d’essai. En outre, ces configurations ont rarement un champ de lumière uniforme et des conditions d’éclairage fiables sont en outre difficiles à obtenir dans les grandes fioles, en partie parce que l’intensité lumineuse diminue exponentiellement plus la lumière se déplace et en partie en raison de la géométrie de la fiole. Les configurations alternatives comprennent des plaques de microtiter en plastique3 contenant de petits volumes d’échantillons qui ne permettent pas des volumes d’échantillonnage adéquats pour mesurer le pH, des mesures supplémentaires de la biomasse, l’extraction de pigments ou d’autres analyses nécessitant un échantillonnage destructeur. Un défi particulier utilisant les configurations existantes pour l’essai de toxicité des algues des nanomatériaux et des substances formant des suspensions colorées est l’interférence ou le blocage de la lumière disponible pour les cellules d’algues, souvent appelée « ombrage »4,5. L’ombrage peut se produire dans les flacons par le matériel d’essai et/ou les interactions entre le matériau d’essai et les cellules algales, ou l’ombrage peut se produire entre les flacons, en raison de leur positionnement les uns par rapport aux autres et de la source lumineuse.
La méthode est basée sur la configuration des essais de toxicité des algues à petite échelle introduit par Arensberg et al.6 qui permet de tester en conformité avec des normes telles que l’OCDE 2017, et ISO 86928. La méthode est en outre optimisée pour répondre aux limites indiquées ci-dessus par : 1) en utilisant la technologie de lumière DEL pour assurer des conditions lumineuses uniformes avec une production minimale de chaleur, 2) fournissant un volume d’échantillon adéquat pour l’analyse chimique/biologique tout en maintenant le pH constant, les niveaux de CO2, et 3) permettant l’utilisation de matériel polyvalent de récipient d’essai pour l’essai des substances volatiles ou des substances avec un potentiel de sorption élevé.

<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

Les données sur l’écotoxicité sont une exigence pour l’enregistrement avant et après la mise sur le marché des produits chimiques par les réglementations européennes et internationales (p. ex., REACH). Le test de toxicité des algues est fréquemment utilisé dans l’évaluation des risques réglementaires des produits chimiques. Afin d’atteindre une fiabilité et une reproductibilité élevées, l’élaboration de lignes directrices normalisées est essentielle. Pour les essais de toxicité des algues, les lignes directrices exigent des conditions stables et uniformes de paramètres tels que le pH, la température, les niveaux de dioxyde de carbone et l’intensité lumineuse. Les nanomatériaux et autres substances dites difficiles peuvent interférer avec la lumière, ce qui entraîne une grande variation des résultats obtenus qui entravent leur acceptation réglementaire. Pour relever ces défis, nous avons développé LEVITATT (LED Vertical Illumination Table for Algal Toxicity Tests). La configuration utilise l’éclairage LED d’en bas permettant une distribution homogène de la lumière et le contrôle de la température tout en minimisant l’ombrage intra-échantillon. La configuration optimise le volume de l’échantillon pour la quantification de la biomasse et assure en même temps un afflux suffisant de CO2 pour soutenir la croissance exponentielle des algues. En outre, le matériel des conteneurs d’essai peut être adapté pour minimiser l’adsorption et la volatilisation. Lors de l’essai de substances colorées ou de suspensions de particules, l’utilisation de lumières LED permet également d’augmenter l’intensité lumineuse sans production de chaleur supplémentaire. La conception compacte et les exigences minimales en matière d’équipement augmentent les possibilités de mise en œuvre du LEVITATT dans un large éventail de laboratoires. Bien qu’il soit conforme aux lignes directrices normalisées de l’ISO et de l’OCDE pour les tests de toxicité des algues, LEVITATT a également montré une variabilité interinstompale plus faible pour deux substances de référence (3,5-Dicholorophénol et K2Cr2O7) et trois nanomatériaux (ZnO, CeO2et BaSO4)par rapport aux flacons et plaques de microtiter Erlenmeyer.

Un premier test avec une substance de référence est effectué pour déterminer la sensibilité de la souche d’algues. Les substances de référence régulièrement utilisées pour R. subcapitata sont le dichromate de potassium et le dichlorphénol7,8. Les figures 3 et 2 montrent un résultat représentatif d’un test d’algues, y compris l’ajustement des courbes et les extrants statistiques lorsque l...

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

Nous démontrons des tests de toxicité des algues pour des substances difficiles (p. ex., substances colorées ou nanomatériaux) à l’aide d’une configuration éclairée verticalement par une LED.

Une configuration à petite échelle pour l’essai de toxicité des algues des nanomatériaux et autres substances difficiles

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

Lorsqu’une entreprise chimique veut mettre sur le marché un nouveau produit chimique ou un autre matériau, elle doit fournir les données d’une série de tests d’écotoxicité. Le test d’algues est l’un des trois tests obligatoires qui doivent être effectués. Le test d’algues souffre du fait qu’il est assez difficile à effectuer.Pour cette raison, nous avons développé la plate-forme de test LEVITATT. Le LEVITATT utilise la lumière LED pour éviter les problèmes de production excessive de chaleur. En outre, il assure un champ de lumière uniforme.Il a une taille compacte, ce qui signifie que vous n’avez pas besoin de beaucoup d’espace pour effectuer le test des algues, mais en même temps, il permet d’utiliser suffisamment de volume d’échantillon pour effectuer l’analyse chimique et la caractérisation avant, pendant et après les essais. Ceci est particulièrement important lorsque vous testez des nanomatériaux. Cette vidéo démontrera l’utilisation de LEVITATT pour les tests de toxicité des algues des nanomatériaux et d’autres substances difficiles.La démonstration se compose des quatre étapes suivantes. Tout d’abord, décrire les composants du LEVITATT. La deuxième étape consiste à préparer la solution pour les médias de croissance des algues.Et la troisième étape consiste à donner un aperçu de la procédure de la façon d’effectuer un test de toxicité des algues. La dernière étape consiste à mesurer l’augmentation de la biomasse algale par fluoromètre. Le LEVITATT peut être placé dans l’armoire à température contrôlée de la pièce.Cela permet une température stable tout au long de l’exposition. La configuration est placée sur un shaker orbital pour permettre la rotation des échantillons pendant l’essai. L’essai est effectué en flacons de scintillation de 20 millilitres contenant un milieu d’exposition de quatre millilitres.Un bouchon à vis avec un trou percé permet l’échange de CO2 avec l’air pendant l’exposition. La source LED est prise en sandwich entre deux feuilles de plastique et située au centre de chaque boîtier. Le placement crée un champ lumineux homogène et minimise l’ombrage entre les échantillons.Chaque enveloppe est montée avec des pinces et peut contenir jusqu’à cinq échantillons. La taille compacte minimise l’espace nécessaire à l’expérience. Pour préparer les solutions de stock, peser la quantité appropriée de chaque composé.La solution de stock se compose de divers sels essentiels à la croissance des algues. Lorsque la quantité appropriée de sels a été pesée, ils sont dilués avec de l’eau ultra-pure. Les solutions de stock sont stérilisées soit par filtrant ou autoclaving.Après stérilisation, les solutions de stock peuvent être stockées dans l’obscurité à quatre degrés Celsius. Préparez une série de concentrations d’exposition. Le facteur entre les concentrations d’exposition ne doit pas dépasser 3,2.Le volume approprié d’algues à croissance exponentielle est ajouté à chaque concentration d’essai. La densité cellulaire finale devrait être d’environ 10 000 cellules algales par millilitre. Il est essentiel que la pré-culture se développe de façon exponentielle pour répondre aux critères de validité du test.Les flacons de mesure sont mélangés pour permettre une répartition homogène des algues et des composés avant l’échantillonnage. Les échantillons sont versés dans des beakers, et quatre millilitres sont canaltés en flacons de scintillation de 20 millilitres. Les flacons de scintillation sont maintenant plafonnés.Pipette 0,4 millilitre de chaque concentration. Ajouter 1,6 millilitre d’acétone pour perturber la paroi cellulaire et libérer la chlorophylle à la phase liquide. Chaque flacon de verre est maintenant proche pour éviter l’évaporation de l’acétone pendant le stockage.Les flacons de scintillation plafonnés sont maintenant distribués au hasard dans le LEVITATT et incubés pendant 72 heures. Mesurer l’intensité lumineuse et la température au début et à la fin de l’incubation afin d’assurer le respect des lignes directrices souhaitées. Le sous-échantillonnage se fait à intervalles de 24 heures en faisant passer 0,4 millilitres de chaque flacon de scintillation dans des flacons de verre.Ajouter 1,6 million d’acétone pour perturber la paroi cellulaire et libérer la chlorophylle à la phase liquide. Après l’ajout d’acétone, visser les couvercles hermétiquement et laisser les échantillons dans l’obscurité jusqu’à l’analyse. Utilisez un fluoromètre pour quantifier la biomasse de l’échantillon acquise tout au long de la période d’essai.Les réglages sur le fluoromètre devraient être de 420 nanomètres comme longueur d’onde d’excitation et d’une longueur d’onde d’émission de 671 nanomètres. Chaque échantillon est mesuré trois fois, et les valeurs relatives sont notées. Les valeurs relatives du fluoromètre sont utilisées pour calculer le taux de croissance qui sera utilisé pour d’autres traitements de données.Utilisez un logiciel statistique pour adapter une courbe de régression non lignear aux données calculées sur le taux de croissance. Un exemple d’une courbe de régression non ligneaire pourrait être un log-logistic de fonction viable. L’intervalle de confiance de 95% associé est affiché à côté de l’ajustement du modèle.Des valeurs de concentration régulièrement efficaces telles que 10, 20 et 50 % inefficaces sont utilisées pour signaler le résultat d’un test d’écotoxicité. En conclusion, le LEVITATT fournit une plate-forme compacte pour les essais de toxicité des algues de produits chimiques réguliers conformes aux lignes directrices normalisées internationales. En outre, la configuration fournit une plate-forme robuste pour tester les substances difficiles qui interfèrent avec le passage de la lumière vers l’algue, comme les nanomatériaux ou les substances colorées.

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

Préparation et essai d&#39;impédance basée sur biopuces fluidiques avec des cellules RTgill-W1 pour l&#39;évaluation rapide des échantillons d&#39;eau potable pour la toxicité

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

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Environnement

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

Protocole expérimental pour la production de biodiesel avec Isolement de alkénones comme coproduits de Commercial<em&gt; Isochrysis</em&gt; Biomasse algale

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

Dosage Comportements Alimentation prédatrices dans<em&gt; Pristionchus</em&gt; Et d&#39;autres nematodes

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

Extraction des substances Structural extracellulaires polymériques de Aerobic Granular Sludge

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

Comparaison de l&#39;échelle dans un système de réacteur photosynthétique pour algales assainissement des eaux usées

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

Fonctionnalisation et dispersion des nanomatériaux de carbone à l&#39;aide d&#39;un processus d&#39;ozonolyse ultrasonée respectueux de l&#39;environnement

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

Dispersion des nanomatériaux dans les milieux aqueux : vers l’optimisation des protocoles

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

Récolte de venin toxines d’Assassin Bugs et autres insectes hétéroptères

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

Un test haut débit pour la prévision de la toxicité chimique de profilage phénotypique automatisé de Caenorhabditis elegans

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

Développement et essais d’analyses quantitatives pcr spécifiques aux espèces pour les applications de l’ADN environnemental

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