نُظهر اختبار سمية الطحالب للمواد الصعبة (مثل المواد الملونة أو المواد النانوية) باستخدام إعداد مضاء عموديًا بمُدرّي.
مقالة منهجية
نُظهر اختبار سمية الطحالب للمواد الصعبة (مثل المواد الملونة أو المواد النانوية) باستخدام إعداد مضاء عموديًا بمُدرّي.
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.
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.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. وصف الإعداد LEVITATT

الشكل 1: صورة جدول الإضاءة العمودي LED لاختبارات سمية الطحالب (LEVITATT). 1) 20 مل قنينات التسجيل الزجاجي للحضانة، 2) عينة 4 مل للتحليل، 3) غطاء مع ثقب حفر لتبادل CO2، 4) غلاف لظروف الضوء المحدد، 5) مصدر ضوء LED الموجود في وسط الغلاف، 6) شاكر المداري للهياج أثناء التجربة، و 7) مجلس الوزراء thermostatic. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
2- إعداد وسيط نمو الطحالب
| حلول الأسهم | المغذيات | التركيز في محلول المخزون | التركيز في محلول الاختبار |
| 1: المغذيات الكبيرة | NH4Cl | 1.5 غرام/لتر | 15 ملغم / لتر (ن: 3.9 ملغ / لتر) |
| MgCl2• 6H2O | 1.2 غرام/لتر | 12 ملغم / لتر (ملغ: 2.9 ملغ / لتر) | |
| CaCl2• 2H2O | 1.8 غرام/لتر | 18 ملغم / لتر (كاليفورنيا: 4.9 ملغ / لتر) | |
| MgSO4• 7H2O | 1.5 غرام/لتر | 15 ملغم / لتر (S: 1.95 ملغ / لتر) | |
| KH2PO4 | 0.16 غ/لتر | 1.6 ملغم / لتر (P: 0,36 ملغ / لتر) | |
| 2: Fe-EDTA | FeCl3• 6H2O | 64 ملغم / لتر | 64 ميكروغرام/لتر (في: 13 ميكروغرام/لتر) |
| Na2EDTA• 2H2O | 100 ملغ / لتر | 100 ميكروغرام/لتر | |
| 3: عناصر تتبع | H3BO3a | 185 ملغم / لتر | 185 ميكروغرام/لتر (ب: 32 ميكروغرام/لتر) |
| MnCl2∙ 4H2O | 415 ملغ/ لتر | 415 ميكروغرام/لتر (عدد الغمات: 115 ميكروغرام/لتر) | |
| ZnCl2 | 3 ملغ / لتر | 3 ميكروغرام/لتر (زنة: 1.4 ميكروغرام/لتر) | |
| CoCl2• 6H2O | 1.5 ملغم/لتر | 1.5 ميكروغرام/لتر (Co: 0.37 ميكروغرام/لتر) | |
| CuCl2• 2H2O | 0.01 ملغم/لتر | 0.01 ميكروغرام/لتر (مكعب: 3.7 نانوغرام/لتر) | |
| Na2MoO4• 2H2O | 7 ملغ / لتر | 7 ميكروغرام/لتر (مو: 2.8 ميكروغرام/لتر) | |
| 4: NaHCO3 | NaHCO3 | 50 غرام /لتر | 50 ملغم / لتر (ج: 7.14 ملغ / لتر) |
الجدول 1: تركيزات المغذيات في حلول المخزون من أجل متوسط نمو الطحالب
ملاحظة: H3BO3 يمكن أن تذوب بإضافة 0.1 M NaOH. يجب إزالة EDTA عند اختبار المعادن، لتجنب التعقيد مع أيونات المعادن. تعقيم حلول الأسهم عن طريق الترشيح غشاء (متوسط قطر المسام 0.2 μm) أو عن طريق autoclaving (120 درجة مئوية، 15 دقيقة). لا يوجد حلول الأسهم الأوتوكلاف 2 و 4، ولكن تعقيم لهم عن طريق الترشيح غشاء. تخزين الحلول في الظلام عند 4 درجة مئوية.
3. إعداد اختبار الطحالب
ملاحظة: يتم عرض مخطط تدفق إجراء اختبار الطحالب في الشكل 2.

الشكل 2: رسم تخطيطي للتدفق لإعداد اختبار الطحالب. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. تحليل عينات اختبار الطحالب
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
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 ذلك تركيب المنحنى والنواتج الإحصائية عندما تطبق حزمة جمهورية الكونغو الديمقراطية في R على معدلات النمو.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
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 اختبار سمية الطحالب الموثوق به والقابلة للتكرار أمر أساسي في هذا الصدد. اختبار الاجهزة باستخدام قارورة Erlenmeyer يقدم مجموعة من variabilities والمضايقات كما هو موضح في المقدمة. للتحايل على هذه المسألة، تم اقتراح لوحات microtiter
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
تم تمويل هذا البحث من قبل PATROLS - الأدوات المتقدمة لاختبار NanoSafety ، اتفاقية المنحة 760813 في إطار برنامج البحث والابتكار في أفق 2020.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أسيتون | سيجما ألدريتش | V179124 | |
| كلوريد الأمونيوم | سيجما ألدريتش | 254134 | |
| زجاجات بلو كاب (1 لتر) | Buch & amp هولم أ / س | 9072335 | |
| حمض البوريك | سيجما ألدريتش | B0394 | |
| كلوريد الكالسيوم ثنائي هيدرات | سيجما ألدريتش | 208290 | |
| لوح أكريليك شفاف (40 × 40 سم) كوبالت | |||
| (II) كلوريد سداسي هيدرات | سيجما ألدريتش | 255599 | |
| كلوريد النحاس (II) ثنائي هيدرات | سيجما ألدريتش | 307483 | |
| حمض الإيثيلين ديامين تترا أسيتيك ملح ثنائي الصوديوم ثنائي هيدرات | سيجما ألدريتش | ؛ E5134 | |
| مقياس الطيف الضوئي الفلوري F-7000 | هيتاشي | ||
| حمض الهيدروكلوريك | سيجما ألدريتش | 258148 | |
| سداسي هيدرات كلوريد الحديد (III) | سيجما ألدريتش | 236489 | |
| مصدر ضوء LED | Helmholt Elektronik A / S | H35161 | أبيض محايد ، 6500K |
| كلوريد المغنيسيوم سداسي هيدرات | سيجما ألدريتش | M9272 | |
| كبريتات المغنيسيوم سباعي هيدرات | سيجما ألدريتش | 230391 | |
| كلوريد المنغنيز (II) ريباعي هيدرات | سيجما ألدريتش | 221279 | |
| شاكر مداري | IKA | 2980200 | |
| فوسفات البوتاسيوم أحادي القاعدة | سيجما ألدريتش | P0662 | |
| رافيدوسيليس تحت الرأس | NORCCA | NIVA-CHL1 سلالة | |
| قارورة التلألؤ (20 مل) | فيشرساينتيفيك | 11526325 | |
| بيكربونات الصوديوم | سيجما ألدريتش | S6014 | |
| هيدروكسيد الصوديوم | سيجما ألدريتش | 415413 | |
| موليبدات الصوديوم ثنائي هيدرات | سيجما ألدريتش | 331058 & nbsp ؛ | |
| مشبك زنبركي | Frederiksen Scientific A / S | 472002 | |
| خزانة ثرموستاتي | VWR | WTWA208450 | بديل: أنبوب تهوية غرفة يتم التحكم في درجة حرارته |
| (Ø 125 مم) | سيلفان | 22605630165 | |
| الحجمي (25 مل) | DWK Life Sciences | 246781455 | |
| كلوريد الزنك | سيجما | ألدريتش 208086 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن