2016年3月18日
胚胎阶段对异源物质最为敏感。尽管化学毒性依赖于盐度,但目前尚无方法用于检测毒性对水生生物的盐度依赖性。本文中,我们描述了一种测定水生胚胎毒性盐度依赖性的新型高通量方法。
本实验的总体目标是测试化学物质对水生生物的盐度依赖性毒性。该方法有助于回答生态毒理学领域的一些关键问题,例如评估化学物质在淡水、半咸水和海水条件下的毒性。该技术的主要优势在于,青鳉鱼无需被用于测试不同盐度下化学物质的毒性。
此外,该技术的应用还可拓展至其他化学物质毒性的治疗或诊断研究。文本方案中涵盖了在不同盐度条件下制备商用银纳米溶胶溶液的方法,以及青鳉鱼的培养与卵的收集。
首先,使用不同浓度的测试溶液,分别对六组21期青鳉鱼卵进行三次冲洗,每次冲洗均使用ERMs。然后,从每组已冲洗的鱼卵中各取出15枚,分别转移至六孔塑料培养板中不同孔内的测试溶液中。
将本实验设置三个重复组,每组分别进行洗涤。用铝箔纸包裹培养板,于25 °C避光孵育,直至卵孵化或孵育14天,以先达到者为准。
孵育期间,每天观察卵的生物学变化以及是否有死亡的卵。每天更换测试溶液,并在更换时进行观察。
在观察的第6天,计算每个胚胎15秒内的心率。同样在第6天,使用显微测微尺测量每种实验条件下每个胚胎眼部的直径。每当胚胎孵化为幼虫时,使用显微测微尺测量其全长。
此外,在14天内,记录孵化的卵总数。为了测定银的生物累积,在第6天采用标准方法收集卵的卵膜。去膜后的卵可按照下节所述方法,与SNC溶液同样进行分析。
为了从每种SNC溶液中分离可溶性银,首先使用3千道尔顿的膜过滤胶体和可溶性银的混合物。然后,在冷藏离心机中以14,000 ×g离心10分钟,使滤膜上的物质沉淀。
取50微升滤液,通过ICP-MS分析测定银浓度。将等分试样加入50毫升聚四氟乙烯烧杯中,并向烧杯中加入2毫升超纯硝酸。然后,在电热板上于110摄氏度加热该混合物。
加热约三小时,使溶液几乎完全蒸干。待烧杯冷却后,将有机固体完全溶解。向烧杯中加入2毫升超纯硝酸和0.5毫升过氧化氢。
然后再次加热混合物,直至其几乎再次干燥。接着,将残留物溶解于4毫升用超纯水配制的1%超纯硝酸中。将溶液转移至15毫升离心管中。
将剩余固体在聚四氟乙烯烧杯中重复溶解过程两次,将三次收集的溶液冷却至同一管中。随后使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定样品中的银浓度。采用制造商推荐的分析方案对样品进行检测。
务必使用内标和外标。盐度对SNC毒性的效应显而易见。畸形或死亡的诱导效应明显依赖于盐度。
进行了多种生理指标的测量。心率在盐度达到30倍ERM之前未受到影响。在盐度为15倍和30倍ERM时,体长显著缩短。
眼径也随之减小,与体长变化一致。在15倍环境相关浓度(ERM)下,孵化可能性降低;在30倍ERM下,仅有2%的卵发生孵化。在实验溶液条件下,随着盐浓度的增加,水溶性金属复合物更易形成。
对胚胎中金属配合物在六天后的检测显示,随着溶液中浓度的增加,胚胎中的浓度也随之升高。在进行该操作时,需注意调节测试条件的pH值,因为酸性条件有利于银离子的释放。
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本研究提出了一种评估化学品对水生动物胚胎在不同盐度条件下毒性的高通量新方法,特别聚焦于青鳉。该方法通过在不同盐度水平下评估化学品的毒性,弥补了生态毒理学领域的一项重要空白。
利用青鳉鱼卵进行的盐度依赖性毒性试验,可使生物制药研发团队在生理条件各异的水生环境中评估化学品的安全性及作用机制毒性。该方法提高了环境风险评估的预测可靠性,并有助于在早期阶段降低纳米材料候选物的风险。将盐度作为变量纳入实验,填补了标准毒性检测流程中的关键空白,为可能暴露于环境中的化合物组合决策提供科学依据。
该检测方法位于早期发现至临床前风险评估的连续过程中,可连接机制性毒性评价与环境安全性分析。