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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이 연구는 순찰에 의해 투자되었다 – 나노 안전 테스트를위한 고급 도구, 호라이즌에서 보조금 계약 760813 호라이즌 에서 2020 연구 및 혁신 프로그램.

1. LEVITATT 설정에 대한 설명
<ol><li>20mL 신경 유리 바이알(도1,인서칭 1)을 사용하여 빛을 침투할 수 있습니다. 또는 가벼운 침투성 플라스틱 바이알을 사용할 수 있습니다. 광미터를 사용하여 빛의 강도를 정량화합니다.</li>
	<li>생체매스의 정량화를 허용하고 인큐베이션 전후의 나노 물질의 특성화/정량화를 위해 시험 시작 시 적어도 4mL 시험 서스펜션을 사용한다(도<strong clas...

<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>

Phytoplankton은 태양 에너지와 이산화탄소를 유기 물질로 변환하여 수중 생태계에서 중추적 인 역할을합니다. 이러한 이유로, 조류 성장 속도 억제 테스트는 화학 물질의 규제 위험 평가에 필요한 세 가지 필수 수생 독성 테스트 중 하나로 포함됩니다. 신뢰할 수 있고 재현 가능한 조류 독성 검사를 수행하는 능력은 이 점에서 중요합니다. Erlenmeyer 플라스크를 사용한 테스트 설정은 도입에 설명된 바?...

조류 독성 검사는 유럽 및 국제 규정에 의해 화학 물질의 사전 및 후 시장 등록에 필요한 생태 독성 데이터를 생성하는 데 사용되는 세 가지 필수 테스트 중 하나입니다 (예 : REACH1 및 TSCA (미국). 이를 위해 표준화된 조류 시험 지침은 국제기구(예: ISO 및 OECD)에 의해 개발되었습니다. 이러한 테스트 표준 및 지침은 pH, 온도, 이산화탄소 수준 및 광 강도 측면에서 이상적인 테스트 조건을 규정합니다. 그러나, 조류 시험 동안 안정적인 시험 상태를 유지하는 것은 실제로 어렵고 그 결과는 다양한 화학 물질 및 나노 물질(종종 "어려운 물질"이라고도 함)에 대한 재현성 및 신뢰성 문제로 고통받고있다. 기존의 조류 독성 테스트 설정의 대부분은 인큐베이터 내부의 궤도 셰이커에 위치한 상대적으로 큰 볼륨 (100-250 mL)으로 작동합니다. 이러한 설정은 시험 농도의 수를 제한하고 조류 배양 및 테스트 재료의 달성 가능하고 높은 볼륨을 복제합니다. 또한, 이러한 설정은 거의 균일 한 광장을 가지고 있으며 신뢰할 수있는 조명 조건은 또한 큰 플라스크에서 얻기 가 어렵고, 부분적으로 빛의 강도가 기하급수적으로 감소함에 따라 빛이 더 멀리 이동하고 부분적으로 플라스크 형상으로 인해. 대체 설정은 pH, 추가 바이오매스 측정, 안료 추출 또는 파괴적인 샘플링을 요구하는 기타 분석을 측정하기에 적절한 샘플링 볼륨을 허용하지 않는 작은 샘플 볼륨을 포함하는 플라스틱 마이크로티터3 플레이트로 구성됩니다. 유색현탁액을 형성하는 나노물질 및 물질의 조류 독성 검사를 위한 기존 설정을 사용하는 한 가지 특별한 과제는 종종 "차광"4,4,5라고도하는 조류 세포에 사용할 수 있는 빛의 간섭 또는 차단이다. 차광은 시험 물질과 조류 세포 사이의 시험 재료 및/또는 상호 작용에 의해 바이알 내에서 발생할 수 있으며, 또는 서로에 대한 위치와 광원에 대한 위치 때문에 바이알 사이에 차광이 발생할 수 있습니다.
이 방법은 OECD 2017,ISO 86928과 같은 표준에 따라 테스트를 허용하는 Arensberg 등6에 의해 도입된 소규모 조류 독성 테스트 설정을 기반으로 한다. 이 방법은 위에 명시된 한계를 해결하기 위해 더욱 최적화되어 있다: 1) 최소한의 열발생으로 균일한 조명 조건을 보장하기 위해 LED 조명 기술을 활용하고, 2) 일정한 pH, CO2 수준 및 3)를 유지하면서 화학/생물학적 분석을 위한 적절한 샘플 볼륨을 제공하여 휘발성 물질 또는 물질에 대한 테스트를 위한 다목적 테스트 컨테이너 재료를 사용할 수 있게 한다.

<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

생태 독성 데이터는 유럽 및 국제 규정(예: REACH)에 의한 화학물질의 사전 및 사후 시장 등록을 위한 요구 사항입니다. 조류 독성 검사는 화학 물질의 규제 위험 평가에 자주 사용됩니다. 높은 신뢰성과 재현성을 달성하기 위해서는 표준화된 가이드라인의 개발이 필수적입니다. 조류 독성 검사의 경우, 지침은 pH, 온도, 이산화탄소 수준 및 광 강도와 같은 매개 변수의 안정적이고 균일한 조건을 요구합니다. 나노 물질 및 기타 소위 어려운 물질은 그들의 규제 수용을 방해 하는 결과 큰 변화를 일으키는 빛을 방해할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 LEVITATT (조류 독성 검사를위한 LED 수직 조명 표)를 개발했습니다. 이 설정은 아래에서 LED 조명을 사용하여 균일한 광 분포 및 온도 제어를 허용하고 시료 내 의 그늘을 최소화합니다. 이 설정은 바이오매스 정량화를 위한 샘플 부피를 최적화하고 동시에 조류의 기하급수적인 성장을 지원하기 위해 CO2의 충분한 유입을 보장합니다. 또한, 테스트 컨테이너의 재료는 흡착 및 휘발화를 최소화하기 위해 맞춤화될 수 있습니다. 유색 물질 이나 입자 현탁액을 테스트 할 때, LED 조명의 사용은 또한 추가 열 발생없이 빛 강도를 증가 할 수 있습니다. 컴팩트한 설계와 최소한의 장비 요구 사항은 광범위한 실험실에서 LEVITATT구현 가능성을 높입니다. ALgal 독성 검사에 대한 표준화된 ISO 및 OECD 지침을 준수하는 반면, LEVITATT는 에렌마이어 플라스크 및 마이크로티터 플레이트에 비해 두 개의 기준 물질(3,5-디콜로로페놀 및 K2Cr2O7)과3개의 나노 물질(ZnO, CeO2및 BaSO4)에대한 낮은 샘플 간 가변성을 보였습니다.

기준 물질을 가진 초기 시험은 조류 균주의 감도를 결정하기 위하여 수행됩니다. R. 서브 쿼타에 정기적으로 사용되는 기준 물질은 칼륨 디크로메이트 및 3,5-디클로르페놀7,,8이다. 도 3 및 표 2는 R의 DRC 패키지가 성장률에 적용될 때 곡선 피팅 및 통계 출력을 포함하는 조류 테스트의 대표적인 결과를 보여 준다....

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

우리는 LED로 수직으로 조명 된 설정을 사용하여 어려운 물질 (예 : 착색 물질 또는 나노 물질)에 대한 조류 독성 테스트를 시연합니다.

나노 물질 및 기타 어려운 물질의 조류 독성 테스트를위한 소규모 설정

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

화학 회사가 새로운 화학 물질이나 다른 물질을 시장에 내놓으려면 일련의 생태 독성 검사에서 데이터를 전달해야합니다. 조류 테스트는 수행해야 하는 세 가지 필수 테스트 중 하나입니다. 조류 테스트는 수행하는 것이 매우 어렵다는 사실로 고통받습니다.이러한 이유로, 우리는 LEVITATT 테스트 플랫폼을 개발했다. LEVITATT는 LED 조명을 사용하여 과도한 열 발생 문제를 방지합니다. 또한 균일한 광장을 보장합니다.그것은 당신이 조류 테스트를 수행하기 위해 많은 공간이 필요하지 않다는 것을 의미, 컴팩트 한 크기를 가지고 있지만, 동시에, 그것은 화학 분석 및 특성화를 수행하기에 충분한 샘플 볼륨을 사용하여 테스트 전, 도중, 그리고 후. 이것은 나노 물질을 테스트 할 때 특히 중요합니다. 이 비디오는 나노 물질 및 기타 어려운 물질의 조류 독성 테스트를 위해 LEVITATT의 사용을 보여줍니다.데모는 다음 네 단계로 구성됩니다. 먼저 LEVITATT의 구성 요소를 설명합니다. 두 번째 단계는 조류 성장 매체에 대한 솔루션을 준비하는 것입니다.그리고 세 번째 단계는 조류 독성 검사를 수행하는 방법의 절차에 대한 개요를 제공하는 것입니다. 마지막 단계는 불소계에 의한 조류 바이오매스의 증가를 측정하는 것입니다. LEVITATT는 실내의 온도 조절 캐비닛에 배치 할 수 있습니다.이를 통해 노출 전반에 걸쳐 안정적인 온도를 할 수 있습니다. 설정은 시험 중에 시료의 회전을 허용하기 위해 궤도 셰이커에 배치됩니다. 이 시험은 4밀리리터 노출 배지를 포함하는 20밀리리터 신자극병으로 진행된다.드릴구멍이 있는 나사 캡은 노출 시 공기와 CO2 교환을 허용합니다. LED 소스는 두 개의 플라스틱 시트 사이에 끼어 있고 각 케이스의 중앙에 있습니다. 배치는 균일한 광장을 생성하고 샘플 간의 그늘을 최소화합니다.각 케이스는 클램프로 장착되어 있으며 최대 5개의 샘플을 보유할 수 있습니다. 컴팩트한 크기는 실험을 수행하는 데 필요한 공간을 최소화합니다. 스톡 솔루션을 준비하려면 각 화합물의 적절한 양을 계량합니다.스톡 솔루션은 조류의 성장에 필수적인 다양한 소금으로 구성되어 있습니다. 적절한 양의 소금을 계량하면 초순수물로 희석됩니다. 스톡 솔루션은 더러움 또는 자동 으로 소독됩니다.살균 후, 스톡 솔루션은 섭씨 4도에서 어둠 속에서 보관할 수 있습니다. 일련의 노출 농도를 준비합니다. 노출 농도 사이의 요인은 3.2를 초과해서는 안됩니다.기하급수적으로 성장하는 조류의 적절한 부피는 각 시험 농도에 추가됩니다. 최종 세포 밀도는 밀리리터 당 약 10, 000 조류 세포여야 합니다. 시험의 타당성 기준을 충족하기 위해 사전 문화가 기하급수적으로 증가하고 있는 것이 중요합니다.측정 바이알은 샘플링 전에 조류와 화합물의 균일한 분포를 허용하기 위해 혼합된다. 샘플은 비커에 부어, 네 밀리리터는 20 밀리리터 신경화 바이알로 파이펫된다. 반짝이는 바이알이 이제 덮여 있습니다.각 농도에서 파이펫 0.4 밀리리터. 1.6 밀리리터 아세톤을 추가하여 세포벽을 방해하고 엽록소를 액체 상으로 방출합니다. 이제 각 유리 바이알은 보관 중에 아세톤의 증발을 피하기 위해 단단히 닫힙습니다.캡된 신경병 바이알은 이제 LEVITATT에 무작위로 분포되어 72시간 동안 배양됩니다. 원하는 지침을 준수하도록 인큐베이션의 시작과 끝에 있는 광 강도와 온도를 측정합니다. 서브 샘플링은 각 신경화 바이알에서 0.4 밀리리터를 유리 바이알로 파이프하여 24시간 간격으로 수행됩니다.160만 개의 아세톤을 추가하여 세포벽을 방해하고 엽록소를 액체 상으로 방출합니다. 아세톤을 추가한 후 뚜껑을 단단히 고정하고 분석될 때까지 샘플을 어둠 속에서 둡니다. 형광계를 사용하여 테스트 기간 동안 획득한 샘플에서 바이오매스를 정량화합니다.불소계의 설정은 420 나노미터여야 하며, 671나노미터의 방출 파장으로 서술파장이다. 각 개별 샘플은 세 번 측정되며 상대 값이 지적됩니다. 불소계의 상대값은 추가 데이터 처리에 사용될 성장률을 계산하는 데 사용됩니다.통계 소프트웨어를 사용하여 비선형 회귀 곡선을 계산된 증가율 데이터에 맞춥시게 합니다. 비선형 회귀 곡선의 예는 실행 가능한 함수의 로그 로지스틱일 수 있습니다. 연결된 95% 신뢰구간은 모델 핏과 함께 표시됩니다.10, 20 및 50%와 같은 규칙적으로 효과적인 농도 값은 생태 독성 검사결과를 보고하는 데 사용됩니다. 결론적으로, LEVITATT는 국제 표준화 된 지침을 준수하는 일반 화학 물질의 조류 독성 테스트를위한 컴팩트 한 플랫폼을 제공합니다. 또한, 이 설정은 나노 물질이나 유색 물질과 같은 조류쪽으로 빛의 통행을 방해하는 어려운 물질의 테스트를 위한 견고한 플랫폼을 제공합니다.

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

준비 및 시험 독성에 대한 신속한 평가 음주의 물 샘플에 대한 RTgill-W1 세포와 유체 바이오칩을 임피던스 기반

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

연구

환경과학

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

상업에서 로서도으로 Alkenones의 분리와 바이오 디젤 생산을위한 실험 프로토콜<em&gt; 이소 크리 시스 속</em&gt; 해조 바이오 매스

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

에서 약탈 먹이 행동을 분석<em&gt; Pristionchus</em&gt; 및 기타 선충

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

에어로빅 세분화 된 슬러지에서 구조 세포 외 고분자 물질의 추출

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

폐수의 해조 교정을위한 광합성 원자로 시스템의 규모 비교

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

친환경 Ultrasonicated 오존 분해 공정을 이용한 탄소 나노 물질의 기능화 및 분산

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

수성 미디어에 나노 재료의 분산: 프로토콜 최적화 쪽으로

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

독 독 소 암살자 버그와 다른 Heteropteran 곤충에서 수확

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

꼬마 선 충 의 프로 파일링 Phenotypic 자동화 하 여 화학 독성의 예측에 대 한 높은 처리량 분석 결과

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

환경 DNA 응용을 위한 종별 정량PCR 분석의 개발 및 시험

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