2021年7月4日
斑马鱼胚胎/幼鱼在体外发育,且具有光学透明性。利用荧光标记的微珠可方便地评估微塑料在鱼类早期生命阶段的生物累积情况。
斑马鱼早期生命阶段中荧光微塑料的积累与分布。引言。微塑料的生物累积在其毒性效应中起关键作用。然而,由于微塑料属于颗粒物,其生物累积方式与许多其他污染物有所不同。
本文介绍了一种利用荧光微塑料直观检测微塑料在斑马鱼胚胎或幼鱼中积累与分布的可行方法。实验均遵循国家《实验动物福利伦理审查指南》进行。第一步,胚胎收集。
成年斑马鱼来源于中国斑马鱼资源中心。鱼类饲养在20升的玻璃缸中,使用循环活性炭过滤的自来水系统,温度恒定为28摄氏度,光照周期为14小时光照:10小时黑暗。每天喂食两次卤虫无节幼体。
建议每天投喂的食物量最多为鱼体重的3%,且每次投喂应在五分钟内吃完。在繁殖前一晚,将发育良好的成年斑马鱼按1条雄鱼配2条雌鱼的比例转移至产卵缸中。次日早晨,光照周期开始后,鱼即开始产卵。
使用巴斯德移液管收集卵子,用10% Hank's溶液冲洗数次,然后在显微镜下检查受精情况。受精卵在受精后约两小时进入卵裂期,可被清晰识别。将受精胚胎置于含有200毫升10% Hank's溶液并添加1%亚甲蓝用于消毒的500毫升烧杯中,在28°C条件下培养。
每2毫升溶液中加载的胚胎数量不超过一个。二、微塑料悬浮液的制备。将名义直径为500纳米的绿色荧光标记聚苯乙烯微球储备液超声处理10分钟。
用10% Hank's溶液将储备液稀释,配制所需暴露溶液,即0.1、1和10毫克/升。微塑料的暴露溶液均在暴露前新鲜配制。第三,微塑料暴露。
随机选取六个新受精的胚胎,分别转移到六孔板的每个孔中,每孔含有五毫升不同浓度的微塑料溶液。对照组包含10%的Hank's溶液。每种处理设置三个重复孔,共使用18个胚胎。
胚胎在与成体相同的光照-黑暗循环和温度条件下培养,并每12小时观察一次。死亡个体立即移除。微塑料溶液每24小时更新90%。
暴露期间不给鱼类喂食。通常,胚胎在受精后48小时开始孵化,并在约72小时时完成孵化。四、微塑料分布的评估。
在受精后24、48、72、96和120小时,从三个重复组中随机选取胚胎和幼体各一个,用10% Hank's溶液冲洗。将胚胎和幼体排列并准备好进行观察。在此之前,将幼体转移至培养皿中,并用0.016%三卡因进行麻醉处理。
使用荧光显微镜观察鱼类,并利用成像软件进行图像采集。进一步使用 ImageJ NIH 软件对鱼类中的荧光强度进行定量分析。代表性结果。
结果显示,微塑料能够以浓度依赖的方式在斑马鱼胚胎和幼鱼中发生生物累积。在孵化前,胚胎的绒毛膜周围可观察到强烈的荧光;而在斑马鱼幼鱼中,卵黄囊、心包腔和胃肠道是微塑料主要的累积部位。讨论:该结果将增进我们对微塑料对鱼类毒性的理解,且本文所述方法有望推广用于检测其他类型荧光材料在斑马鱼早期生命阶段中的累积与分布情况。
由于卵膜会有效阻隔较大尺寸的颗粒,暴露前可能需要进行脱膜处理。然而,在考虑实际环境暴露条件时,更推荐使用保留完整卵膜的胚胎来评估污染物的生态毒性。此外,微塑料在溶液中的行为也对其生物可利用性至关重要。
应追踪微塑料在暴露期间的理化特性。
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本文介绍了一种详细的方法,用于评估荧光微塑料在斑马鱼胚胎和幼鱼中的积累与分布情况。通过在斑马鱼早期发育阶段暴露于不同浓度的500 nm荧光聚苯乙烯微球,该研究对微塑料的摄取和定位进行可视化定量,从而揭示其在水生生物中的生物累积模式及潜在的毒理学影响。
对斑马鱼胚胎和幼体中微塑料积累进行定量可视化,可实现对颗粒状环境污染物的早期毒理学评估。该方法有助于提高水生生物毒性模型的预测可靠性,并为环境与药物研发项目的风险评估策略提供依据。该方法具有良好的可重复性,并能提供定量结果,有利于不同研究间的比较,推动环境毒理学研究流程的转化连续性。
该方法可整合到环境毒理学和药物安全研究的早期发现与筛选阶段,为颗粒污染物提供定量的摄取和分布数据。