Name: Une configuration à petite échelle pour l’essai de toxicité des algues des nanomatériaux et autres substances difficiles (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 18 s
Description: Découvrez la plateforme LEVITATT pour les essais de toxicité des algues utilisant l'éclairage LED. Cette méthode compacte améliore les conditions de test pour les nanomatériaux et les substances colorées difficiles.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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 caractérisation/quantification des nanomatériaux pendant et après l’incubation (figure 1, insertion 2).</li>
	<li>Adapter les flacons de scintillation de 20 mL à l’aided’un bouchon (figure 1, insert 3) où un petit trou est foré (environ 1 mm de diamètre) pour permettre l’échange de CO2 avec l’atmosphère. Cet échange est crucial pour assurer des niveaux stables de pH et de CO2 pendant les essais.</li>
	<li>Pour les substances volatiles, utilisez un bouchon recouvert de téflon étanche à l’air pour permettre l’enrichissement du CO2 de l’espace de tête à l’aide d’une seringue9 ou de flacons complètement fermés sans phase de gaz dans lequel le CO2 est maintenu en solution par un système tampon de bicarbonate de sodium enrichi (NaHCO3)10.</li>
	<li>Attachez les flacons avec des pinces montées sur le boîtier extérieur (figure 1, insert 4).</li>
	<li>Utiliser une source lumineuse LED située sous les flacons d’essai(figure 1, insert 5) fournissant un éclairage fluorescent uniforme de type « blanc froid » ou « lumière du jour » et une intensité lumineuse de la plage de 60 à 120 μE-m-2•s-1 mesurée dans la plage de longueur d’onde photosynthétiquement efficace de 400 nm à 700 nm. La configuration utilise une intensité lumineuse réglable dans la gamme 5–160 μE•m-2•s-1 en ajustant un gradateur de lumière à la source. Cela permet de tester à des intensités de lumière de plus en plus faibles.</li>
	<li>Montez la configuration sur un shaker orbital pour agiter des échantillons pendant toute la durée de l’essai. Cela maintient les cellules en suspension libre et facilite le transfert de masse de CO2 de l’air à l’eau (Figure 1, insert 6).</li>
	<li>Placez l’installation dans une pièce à température contrôlée ou une armoire thermostatique pour maintenir des températures stables tout au long des essais (figure 1, insérer 7).</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61209/61209fig1v2.jpg"> Figure 1 : Image de la table d’éclairage vertical LED pour les essais de toxicité des algues (LEVITATT). 1) 20 flacons de scintillation de verre de mL pour l’incubation, 2) échantillon de 4 mL pour l’analyse, 3) couvercle avec trou percé pour l’échange de CO2, 4) boîtier pour des conditions de lumière définies, 5) source lumineuse DEL située au centre du boîtier, 6) shaker orbitale pour l’agitation pendant l’expérience, et 7) une armoire thermostatique. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61209/61209fig1v2large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>
2. Préparation du milieu de croissance des algues
<ol><li>Le milieu de croissance des algues ISO 8692 se compose de quatre solutions de stock différentes. Peser la quantité appropriée de sels et diluer dans l’eau ultrapure selon le tableau 1.</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Solutions stock</td>
			<td>Nutriments</td>
			<td>Concentration dans la solution de stock</td>
			<td>Concentration dans la solution d’essai</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="5">1: Macronutriments</td>
			<td>NH4Cl</td>
			<td>1,5 g/L</td>
			<td>15 mg/L (N: 3,9 mg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>MgCl2•6H2O</td>
			<td>1,2 g/L</td>
			<td>12 mg/L (Mg: 2,9 mg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>CaCl2•2H2O</td>
			<td>1,8 g/L</td>
			<td>18 mg/L (Ca: 4,9 mg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>MgSO4•7H2O</td>
			<td>1,5 g/L</td>
			<td>15 mg/L (S: 1,95 mg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>KH2PO4
</td>
			<td>0,16 g/L</td>
			<td>1,6 mg/L (P : 0,36 mg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">2: Fe-EDTA</td>
			<td>FeCl3•6H2O</td>
			<td>64 mg/L</td>
			<td>64 μg/L (Fe: 13 μg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Na2EDTA-2H2O</td>
			<td>100 mg/L</td>
			<td>100 μg/L</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="6">3: Oligo-éléments</td>
			<td>H3BO3a
</td>
			<td>185 mg/L</td>
			<td>185 μg/L (B: 32 μg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>MnCl2•4H2O</td>
			<td>415 mg/L</td>
			<td>415 μg/L (Mn: 115 μg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>ZnCl2
</td>
			<td>3 mg/l</td>
			<td>3 μg/L (Zn: 1,4 μg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>CoCl2•6H2O</td>
			<td>1,5 mg/l</td>
			<td>1,5 μg/L (Co: 0,37 μg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>CuCl2•2H2O</td>
			<td>0,01 mg/L</td>
			<td>0,01 μg/L (Cu: 3,7 ng/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Na2MoO4•2H2O</td>
			<td>7 mg/L</td>
			<td>7 μg/L (Mo: 2,8 μg/L)</td>
		</tr>
<tr>
<td>4: NaHCO3</td>
			<td>NaHCO3
</td>
			<td>50 g/L</td>
			<td>50 mg/L (C: 7,14 mg/L)</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 1 : Concentrations de nutriments dans les solutions de stock pour le milieu de croissance des algues
REMARQUE : H3BO3 peut être dissous en ajoutant 0,1 M NaOH. EdTA doit être enlevé lors de l’essai des métaux, afin d’éviter la complexation avec des ions métalliques. Stériliser les solutions de stock par filtration membranaire (diamètre moyen des pores 0,2 μm) ou par autoclavage (120 °C, 15 min). Ne faites pas de solutions de stock autoclave 2 et 4, mais stérilisez-les par filtration membranaire. Rangez les solutions dans l’obscurité à 4 °C.
<ol start="2"><li>Pour produire 1 L de milieu de croissance d’algues, transférer 500 ml d’eau ultrapure stérilisée dans une fiole volumétrique stérilisée de 1 L et ajouter 10 ml de solution de stock 1: Macronutriments, 1 ml de solution de stock 2: Fe-EDTA, 1 mL de solution stock 3: Oligo-éléments, et 1 mL de solution stock 4: NaHCO3.</li>
	<li>Remplissez jusqu’à 1 L d’eau ultrapure stérilisée, arrêtez la fiole et secouez soigneusement pour homogénéiser le milieu de croissance des algues.</li>
	<li>Équilibrez la solution avant l’utilisation en la laissant toute la nuit en contact avec l’air ou en bouillonnant d’air stérile et filtré pendant 30 min. Après l’équilibre, ajuster le pH, si nécessaire, au pH 8,1 ± 0,2, avec 1 M HCl ou 1 M NaOH.</li>
</ol>3. Mise en place du test d’algues
REMARQUE : Un diagramme d’écoulement de la procédure d’essai des algues est indiqué à la figure 2.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61209/61209fig2v6.jpg"> Figure 2 : Diagramme d’écoulement de la configuration du test d’algues. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61209/61209fig2v2large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>
<ol><li>Préparer une solution de stock du composé d’essai à la concentration d’essai la plus élevée souhaitée dans le milieu de croissance des algues préparé selon l’étape 2. Pour la préparation de solutions/suspensions de stock, suivez l’OCDE 201 (pour les composés solubles) ou l’OCDE 318 (pour les nanomatériaux).</li>
	<li>Mesurer le pH dans la solution stock. S’il dévie plus d’une unité du milieu de croissance des algues, ajuster le pH à 8 avec 1 M HCl ou 1 M NaOH.</li>
	<li>Calculer le volume d’inoculum nécessaire pour atteindre une concentration cellulaire finale de 1 x 104 cellules/mL dans une solution d’essai de 25 mL. NOTE: L’inoculum devrait provenir d’une culture de Raphidocelis sous-capitata à croissance exponentielle non contaminée cultivée à l’aide de la configuration LEVITATT.</li>
	<li>Calculez la quantité de solution de stock à ajouter à chaque flacon volumétrique de 25 mL pour obtenir les concentrations d’essai souhaitées. Le facteur entre chaque concentration ne doit pas dépasser 3,2.</li>
	<li>Marquez un flacon volumétrique de 25 mL pour chaque concentration choisie et un contrôle marqué de 25 mL de la fiole volumétrique supplémentaire.</li>
	<li>Ajoutez la quantité de solution de stock du composé d’essai nécessaire pour atteindre les concentrations désirées à la fiole volumétrique de 25 mL. N’ajoutez pas de solution de stock au contrôle.</li>
	<li>Ajouter le milieu à chaque flacon volumétrique de 25 mL pour atteindre un volume d’environ 20 ml.</li>
	<li>Ajoutez le volume d’inoculum calculé à l’étape 3.3 à chaque flacon volumétrique de 25 mL. Ajouter le milieu à chaque flacon volumétrique de 25 mL à un volume total final de 25 ml.</li>
	<li>Arrêter les flacons et bien mélanger en tournant les flacons deux fois verticalement.</li>
	<li>Transférer 0,4 ml de chaque flacon dans des flacons à vis individuels et ajouter 1,6 ml d’acétone (saturé de MgCO3): un échantillon pour chaque concentration d’essai et la commande. Fermer les couvercles hermétiquement et les conserver dans l’obscurité à température ambiante jusqu’à ce que la fluorescence mesure (section 4).</li>
	<li>Pipet 4 mL de chaque solution d’essai en flacons de scintillation de 20 mL (3 répliques par concentration et 5 répliques pour le contrôle). Couvercles à vis sur les flacons de scintillation. N’oubliez pas que les couvercles doivent avoir un trou percé (environ 1 mm de diamètre) pour permettre l’échange de CO2.</li>
	<li>Après 24 h, 48 h et 72 h, pipet 0,4 mL de chaque flacon en flacons à capuchon à vis et ajouter 1,6 mL d’acétone (saturé de MgCO3). Fermer les couvercles hermétiquement et les conserver dans l’obscurité à température ambiante jusqu’à ce que la fluorescence mesure (section 4).</li>
	<li>Après que le dernier échantillon est prélevé à 72 h, mettre en commun délicatement les trois répliques pour une concentration donnée dans un flacon et mesurer le pH. Répétez pour toutes les concentrations et le contrôle. Le pH ne doit pas dévier plus de 1,5 unité du pH initial pour l’un des échantillons mesurés.</li>
	<li>Déchargez les liquides restants dans un conteneur à déchets conformément à vos règles et règlements institutionnels.</li>
</ol>4. Analyse des échantillons d’essais d’algues
<ol><li>Utiliser un spectrophotomètre de fluorescence pour mesurer la biomasse d’algues (ici exprimée sous forme de chlorophylle A). L’émission maximale de chlorophylle A est de 420 nm pour la longueur d’onde d’excitation et de 671 nm pour la longueur d’onde d’émission.</li>
	<li>Mesurer la fluorescence de chaque échantillon trois fois et calculer la valeur moyenne de chaque échantillon.</li>
	<li>Utilisez l’équation 1 pour calculer le taux de croissance. La fluorescence mesurée (unités relatives) peut être utilisée directement comme paramètre de biomasse dans l’équation 1. Équation 1 : μ = (ln Nt – ln N0) / t où μ est le taux de croissance (d-1),N0 est la biomasse initiale, Nt est la biomasse au moment t, et t est la longueur de la période d’essai (d). Notez que N0 et Nt doivent être exprimés dans la même unité.</li>
	<li>Utilisez un logiciel statistique pour adapter une courbe de régression non linéaire (p. ex., une fonction log-logistique ou Weibull) aux données du taux de croissance pour obtenir des valeurs de concentration efficaces à 10 %, 20 % et 50 % d’inhibition. Dans les informations complémentaires, un exemple de code pour s’adapter au logiciel statistique R utilisant le paquet11 de la RDC est donné.</li>
</ol>

<ol><li>European Chemicals Agency. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidance+on+Registration%5BTitle%5D)+AND+%22European+Chemicals+Agency%22%5BJournal%5D)">Guidance on Registration.</a> European Chemicals Agency. , Helsinki, Finland. (2016).</li>
<li>Organisation for Economic Cooperation and Development. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidance+Document+on+Aquatic+Toxicity+Testing+of+Difficult+Substances+and+Mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Organisation+for+Economic+Cooperation+and+Development%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+simple+microplate+algal+assay+technique+for+aquatic+toxicity+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicity+Assessment%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+certain+shade+of+green%3A+can+algal+pigments+reveal+shading+effects+of+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Integrated+Environmental+Assessment+and+Management%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Algae+response+to+engineered+nanoparticles%3A+current+understanding%7B%2C%7D+mechanisms+and+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science%3A+Nano%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+miniscale+algal+toxicity+test%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Test+No.+201%3A+Freshwater+Alga+and+Cyanobacteria%2C+Growth+Inhibition+Test%5BTitle%5D)+AND+%22Organisation+for+Economic+Cooperation+and+Development%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Water+Quality+-+Fresh+Water+Algal+Growth+Inhibition+Test+with+Unicellular+Green+Algae%5BTitle%5D)+AND+%22International+Organization+for+Standardization+%28ISO%29%22%5BJournal%5D)">Water Quality - Fresh Water Algal Growth Inhibition Test with Unicellular Green Algae.</a> International Organization for Standardization (ISO). , (2012).</li>
<li>Halling-Sørensen, B., Nyhohn, N., Baun, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Algal+toxicity+tests+with+volatile+and+hazardous+compounds+in+air-tight+test+flasks+with+CO2+enriched+headspace%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Algal+growth+inhibition+test+in+filled%2C+closed+bottles+for+volatile+and+sorptive+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Toxicology+and+Chemistry%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Dose-response+analysis+using+R%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?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%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Research+in+Toxicology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Headspace+passive+dosing+of+volatile+hydrophobic+chemicals+-+toxicity+testing+exactly+at+the+saturation+level%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Comparative+studies+on+algal+toxicity+testing+using+fluorometric+microplate+and+Erlenmeyer+flask+growth-inhibition+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology+and+Environmental+Safety%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Performance+of+a+miniaturized+algal+bioassay+in+phytotoxicity+screening%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Round-robin+testing+with+the+selenastrum--capricornutum+microplate+toxicity+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Hydrobiologia%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Application+of+a+fluorometric+microplate+algal+toxicity+assay+for+riverine+periphytic+algal+species%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology+and+Environmental+Safety%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Effects+of+zinc+oxide+and+titanium+dioxide+nanoparticles+on+green+algae+under+visible%2C+UVA%2C+and+UVB+irradiations%3A+no+evidence+of+enhanced+algal+toxicity+under+UV+pre-irradiation%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((The+impact+of+morphology+and+size+of+zinc+oxide+nanoparticles+on+its+toxicity+to+the+freshwater+microalga%2C+Raphidocelis+subcapitata%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Pollution+Research%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Behaviour+of+titanium+dioxide+and+zinc+oxide+nanoparticles+in+the+presence+of+wastewater-derived+organic+matter+and+implications+for+algal+toxicity%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science%3A+Nano%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((The+challenges+of+testing+metal+and+metal+oxide+nanoparticles+in+algal+bioassays%3A+titanium+dioxide+and+gold+nanoparticles+as+case+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Are+fluorescence-based+chlorophyll+quantification+methods+suitable+for+algae+toxicity+assessment+of+carbon+nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Practical+considerations+for+conducting+ecotoxicity+test+methods+with+manufactured+nanomaterials%3A+what+have+we+learnt+so+far%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Ecotoxicity+test+methods+for+engineered+nanomaterials%3A+practical+experiences+and+recommendations+from+the+bench%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Toxicology+and+Chemistry%22%5BJournal%5D)">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>

Les auteurs n’ont rien à révéler.

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 de test à l’aide de flaco...

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>Acétone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V179124</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure d’ammonium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>254134</td><td></td></tr><tr><td>BlueCap flacons (1L)</td><td>Buch & Holm A/S</td><td>&nbsp ; </td><td></td>9072335</tr><tr><td>Acide borique</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B0394</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure de calcium dihydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>208290</td><td></td></tr><tr><td>Feuille acrylique transparente (40x40 cm)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorure de cobalt(II) hexahydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>255599</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure de cuivre(II) dihydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>307483</td><td></td></tr><tr><td>Acide éthylènediaminetétraacétique sel disodique dihydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp ; E5134</td><td></td></tr><tr><td>Spectrophotomètre de fluorescence F-7000</td><td>Hitachi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acide chlorhydrique</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>258148</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure de fer(III) hexahydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>236489</td><td></td></tr><tr><td>Source lumineuse LED</td><td>Helmholt Elektronik A/S</td><td>H35161</td><td>Blanc neutre, 6500K</td></tr><tr><td>Chlorure de magnésium hexahydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9272</td><td></td></tr><tr><td>Sulfate de magnésium heptahydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>230391</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure de manganèse(II) tétrahydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221279</td><td></td></tr><tr><td>Agitateur orbital</td><td>IKA</td><td>2980200</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate de potassium monobasique</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P0662</td><td></td></tr><tr><td>Raphidocelis subcapitata</td><td>NORCCA</td><td></td><td>NIVA-CHL1 Souche</td></tr><tr><td>Flacons à scintillation (20 mL)</td><td>Fisherscientific</td><td>11526325</td><td></td></tr><tr><td>Bicarbonate de sodium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>Hydroxyde de sodium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>415413</td><td></td></tr><tr><td>Molybdate de sodium dihydraté</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>331058&nbsp ;</td><td></td></tr><tr><td>Pince à ressort</td><td>Frederiksen Scientific A/S</td><td>472002</td><td></td></tr><tr><td>Armoire thermostatique</td><td>VWR</td><td>WTWA208450</td><td>Alternative : pièce à température contrôlée</td></tr><tr><td>Tuyau de ventilation (&Oslash ; 125 mm)</td><td>Silvan</td><td>22605630165</td><td></td></tr><tr><td>Fioles jaugées (25 mL)</td><td>DWK Life Sciences</td><td>246781455</td><td></td></tr><tr><td>Chlorure de zinc</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>208086</td><td></td></tr></tbody></table>

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

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 le paquet RDC en R est...

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.

a-small-scale-setup-for-algal-toxicity-testing-nanomaterials-other

Research

Recherche

JoVE Journal

Environment

Environnement

Cette étude concerne le développement et la standardisation d'un protocole méthodologique précieux pour déterminer à long terme (14 jours) toxicité létale exercée par des substances chimiques, les eaux usées industrielles ou des eaux usées et liquides des échantillons environnementaux sur le crustacé d'eau...

À long terme des essais de toxicité létale avec le Crustacé Artemia franciscana</em

L’objectif de cette procédure est de démontrer la reproductibilité et l’adaptabilité de l’utilisation d’un format de plaque de microtitration pour le criblage de microalgues. Ce criblage rapide combine la fluorométrie WATER-Pulse-Amplitude-Modulated (WATER-PAM) pour mesurer le rendement photosynthétique en tant qu’indicateur de la santé du photosystème II (PSII) avec des co-cultures bactériennes-algales de petit volume.

Un essai biologique de petit volume pour évaluer bactérienne / phytoplancton co-culture avec de l&#39;eau-Pulse-modulé en amplitude (EAU-PAM) Fluorimétrie

L’intégration de la culture de microalgues avec les gaz de combustion industriels introduira finalement des métaux lourds et d’autres composés inorganiques dans le milieu de croissance. Cette étude présente une procédure utilisée pour déterminer le devenir final et l’impact des métaux lourds et des contaminants inorganiques sur la croissance de Nannochloropsis salina cultivé dans des photobioréacteurs.

Quantification des métaux lourds et d&#39;autres contaminants inorganiques sur la productivité des microalgues

Les stades embryonnaires sont les plus sensibles aux xénobiotiques. Bien que la toxicité chimique dépende de la salinité, il n’existe aucune méthode pour tester la dépendance de la salinité de la toxicité pour les organismes aquatiques. Nous décrivons ici une nouvelle méthode à haut débit pour déterminer la dépendance de la salinité de la toxicité pour les embryons aquatiques.

Salinity dépendant Essai de toxicité de l&#39;argent nanocolloïdes Utilisation de Medaka Eggs

Ce manuscrit décrit comment préparer des biopuces fluidiques avec des cellules épithéliales branchiales de truite arc-en-ciel pour une utilisation dans un capteur d’impédance de substrat de cellule électrique portable sur le terrain.  Le protocole d’exécution d’un test rapide de toxicité de l’eau potable avec le capteur est également décrit.

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

Une méthode expérimentale est présentée pour comparer les performances de la petite (100 L) et de grande taille (1000 L) échelle des réacteurs conçus pour les algues d'assainissement de la décharge des eaux usées. Les caractéristiques du système, y compris la surface au rapport de volume, temps de rétention, la densité de la biomasse, et les concentrations d'alimentation des eaux usées, peuvent être ajustées en fonction de l'application.

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

Nous présentons ici un protocole par étapes pour la dispersion des nanomatériaux dans les milieux aqueux avec caractérisation en temps réel pour identifier les conditions optimales de sonication, intensité et durée pour améliorer la stabilité et l’uniformité des nanoparticules dispersions sans incidence sur l’intégrité de l’échantillon.

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

Nous présentons ici un protocole visant à construire le laboratoire bulle colonne photobioréacteurs et utilisez-les pour la culture micro-algues. Il fournit également une méthode pour déterminer le taux de croissance de la culture et de la teneur en lipides neutres.

Culture de microalgues vertes en bulle colonne photobioréacteurs et un dosage des lipides neutres

La culture halenique à l'échelle du banc facilite la caractérisation microalgale et l'optimisation de la productivité avant l'intensification des processus ultérieurs. Les photobioréacteurs fournissent le contrôle nécessaire pour des expériences microalgal fiables et reproductibles et peuvent être adaptés pour cultiver en toute sécurité des microalgues avec les gaz corrosifs (CO2, SO2, NO2) à partir d'émissions de combustion municipales ou industrielles.

Culture de microalgues et quantification de la biomasse dans un photobioréacteur à l'échelle du banc avec des gaz de flue corrosif

Cette procédure a été établie pour être utilisée pour développer des cultures hépatiques 3D avancées in vitro, ce qui peut fournir une évaluation plus physiologiquement pertinente des dangers génotoxiques associés aux expositions aux nanomatériaux sur un régime de dose répété aigu ou à long terme.

Modèles hépatiques 3D avancés pour les tests de génotoxicité in vitro après une exposition à long terme aux nanomatériaux

Ce travail vise à évaluer et à examiner la procédure d’essai biologique de létalité d’Artemia salina , également identifiée comme test de létalité des artémias. Cette méthode simple et peu coûteuse donne des informations sur la toxicité générale (considérée comme une évaluation préliminaire de la toxicité) des échantillons, à savoir les produits naturels.

Biodosage de létalité à l’aide d’Artemia salina L.

Découvrez la plateforme LEVITATT pour les essais de toxicité des algues utilisant l'éclairage LED. Cette méthode compacte améliore les conditions de test pour les nanomatériaux et les substances colorées difficiles.

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

Explorer plus de vidéos