מליחות תלויות Assay הרעילה של הכסף Nanocolloids שימוש Medaka ביצים
18 במרץ 2016
שלבים עובריים הם הרגישים ביותר לקסנוביוטיקה. למרות שרעילות כימית תלויה במליחות, לא קיימת שיטה לבדיקת תלות המליחות של רעילות לאורגניזמים מימיים. כאן, אנו מתארים שיטה חדשה ובעלת תפוקה גבוהה לקביעת תלות המליחות של רעילות לעוברים מימיים.
המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לבחון את הרעילות התלויה במליחות של כימיקלים לאורגניזמים ימיים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום האקוטוקסיקולוגיה, כגון הערכת רעילות במים מתוקים, מים מליחים ותנאי מי ים. היתרון העיקרי של טכניקה זו, הוא שמדאקה לעולם לא מתבקשת לבדוק רעילות של כימיקלים במליחות שונה.
בנוסף, ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על טיפול או אבחון אחר של רעילות כימיקלים. הכנת ננו-קולואידים מכסף מסחרי בתמיסה, במליחות שונות, מכוסה בפרוטוקול הטקסט. כמו גם גידול מדקה ואיסוף ביצים.
התחל בשטיפה של שש אוספים של ביצי מדקה שלב 21, שלוש פעמים בתמיסת בדיקה. עשו זאת באמצעות ERMs, בריכוז שונה לכל סט ביצים. כעת, מכל אוסף שטוף, העבירו 15 ביצים לבאר אחרת של תמיסת בדיקה, בצלחת פלסטיק של שש בארות.
הגדר את הניסוי הזה בשלוש עותקים, ושטוף כל קבוצה בנפרד. עוטפים את הצלחות בנייר כסף, ומדגרים אותן בחום של 25 מעלות צלזיוס, בחושך. עד שהביצים בוקעות, או למשך 14 יום, המוקדם מביניהם.
במהלך הדגירה, התבונן בביצים מדי יום לאיתור שינויים ביולוגיים. ולכל ביצים מתות. שנה את פתרון הבדיקה מדי יום, יחד עם ביצוע התצפיות.
ביום השישי לתצפית, ספרו את קצב הלב של כל עובר במשך 15 שניות. כמו כן, ביום השישי יש למדוד את קוטר העיניים של כל עובר, בכל תנאי ניסוי, באמצעות מיקרומטר. בכל פעם שהעוברים בוקעים לזחלים, מדדו את אורך גופם המלא, באמצעות מיקרומטר.
כמו כן, במהלך 14 הימים, ספרו את סך הביצים שבוקעות. כדי למדוד הצטברות ביולוגית של כסף, ביום השישי, אספו את הביצים, בשיטה הסטנדרטית. ניתן לנתח את הביצים המנותקות, בדיוק כפי שמנתחים את תמיסת ה-SNC, כמתואר בסעיף הבא.
לבודד את הכסף המסיס מכל תמיסת SNC. ראשית, סנן את תערובת הקולואידים והכסף המסיס החוצה, באמצעות קרום של שלושה קילודלטון. לאחר מכן, סובב את המסנן הטעון ב-14,000 גרם, למשך 10 דקות, בצנטריפוגה מקוררת.
מ-50 מיקרוליטר של המסנן, מדוד את ריכוז הכסף על ידי ניתוח ICP-MS. טען את האליקוט לכוס טפלון של 50 מילילטר, והוסף שני מיליליטר של חומצה חנקתית טהורה במיוחד לכוס. לאחר מכן, מחממים את התערובת על צלחת חמה, בחום של 110 מעלות צלזיוס.
במשך כשלוש שעות של חימום, הניחו לתמיסה כמעט להתייבש. לאחר שהכוס התקררה, ממיסים לחלוטין את המוצקים האורגניים. הוסף לכוס שני מיליטרים של חומצה חנקתית טהורה במיוחד, ו -0.5 מיליליטר מי חמצן.
לאחר מכן, מחממים את התערובת שוב, עד שהיא כמעט מתייבשת שוב. כעת, ממיסים את השאריות הנותרות בארבעה מיליליטר של אחוז אחד של חומצה חנקתית אולטרה-טהורה, המיוצרת במים טהורים במיוחד. העבירו את התמיסה לצינור צנטריפוגה של 15 מיליליטר.
חזור על תהליך המסת המוצקים הנותרים בכוס הטפלון, פעמיים נוספות, וקירור שלושת האוספים לצינור אחד. כעת, מדוד את ריכוז הכסף בדגימה, באמצעות ICP-MS. השתמש בפרוטוקול המומלץ של היצרן כדי לנתח את הדגימות.
הקפד להשתמש בתקנים פנימיים וחיצוניים. השפעת המליחות על רעילות SNC הייתה ניכרת בקלות. השראת עיוות או מוות הייתה תלויה במליחות בבירור.
נעשו מדידות פיזיולוגיות שונות. קצב הלב לא הושפע עד שהמליחות הגיעה ל-30 X ERM. אורך הגוף היה קצר משמעותית במליחות של 15 ו-30 X ERM.
קוטר העין ירד גם הוא, בהתאם לאורך הגוף. הבקיעה הייתה פחות סבירה ב-15 X ERM, והתרחשה רק עבור שני אחוזים מהביצים ב-30 X ERM. תחת התמיסות הניסיוניות, קומפלקסים של מתכות מסיסות במים נוצרו ביתר קלות ככל שריכוז המלח גדל.
בדיקת קומפלקסי המתכת בעוברים לאחר שישה ימים הראתה כי ריכוזם עלה בעוברים ככל שריכוזם גדל בתמיסה. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להתאים את ה-pH של תנאי הבדיקה, מכיוון ששחרור יוני כסף מקל על ידי מצב חומצי.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג שיטה חדשה בעלת תפוקה גבוהה להערכת רעילות של כימיקלים לעוברים מימיים התלויה במליחות, עם דגש מיוחד על דגי מדקה (medaka). השיטה נותנת מענה לפער משמעותי באקוטוסיקולוגיה על ידי מתיתה להערכת רעילות של כימיקלים ברמות מליחות שונות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אקו-טוקסיקולוגיה
- טוקסיקולוגיה של מימיים
- מדעי הסביבה
רקע
- שלבים עובריים של אורגניזמים מימי רגישים מאוד לקסנוביוטיקה.
- שיטות נוכחיות אינן בוחנות באופן מספק את התלות במליחות של רעילות כימית.
- הבנת הרעילות במליחויות שונות היא קריטית להערכות סביבתיות.
- דגי המדקה משמשים כ teilweise אורגניזם מודל לבדיקות רעילות.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה לבדיקת רעילות של כימיקלים במליחויות שונות.
- שיפור ההבנה של השפעות כימיות על חיים מימיים בסביבות משתנות.
- אספקת מסגרת למחקרים אקוטוקסיקולוגיים עתידיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הכנה של ננוקולואידים מסחריים של כסף בריכוזי מליחות שונים.
- גידול דגי מדקה ואיסוף ביצים.
- בדיקות רעילות בסביבת עבודה של תפוקה גבוהה בתנאי מים מתוקים, מים מליחים ומי ים.
- הערכת השפעות כימיות על התפתחות עוברית.
תוצאות עיקריות
- השיטה החדשה מודדת ביעילות את הרעילות של כימיקלים תחת תנאי מליחות שונים.
- התוצאות מעידות על שינויים משמעותיים ברעילות בהתאם לרמות המליחות.
- עוברי Medaka מראים תגובה מהימנה לחשיפה לכימיקלים בטווח רמות מליחות שונות.
- לטכניקה יש השלכות רחבות יותר על הערכת רעילות כימית בסביבות מימיות.
מסקנות
- שיטה זו מספקת גישה חדשנית להערכת רעילות כימית באורגניזמים מימיים.
- הממצאים תורמים לתחום האקוטוסיקולוגיה על ידי התייחסות להשפעות המליחות.
- המחקר מדגיש את החשיבות של התחשבות בגורמים סביבתיים בהערכות רעילות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
בדיקות רעילות התלויות במליחות באמצעות ביצי דג המדקה מאפשרות לצוותי מו"פ בביופארמה להעריך בטיחות כימית ורעילות מכניסטית תחת תנאים מימיים מגוונים פיזיולוגית. גישה זו מגבירה את הביטחון החזוי להערכת סיכונים סביבתיים ותומכת בהפחתת סיכונים בשלבים מוקדמים עבור מועמדים לחומרים ננומטריים. שילוב המליחות כמשתנה נותן מענה לפער קריטי בזרימות עבודה סטנדרטיות של בדיקות רעילות, ומספק מידע לקבלת החלטות לגבי פורטפוליו של תרכובות בעלות פוטנציאל לחשיפה סביבתית.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה מכניסטית של רעילות תרכובות לאורך מדרגים סביבתיים.
- תומך בתיקוף תפקודי של נתיבי רעילות המושפעים מחוזק יוני ומלחץ אוסמוטי.
- משפר את רמת הוודאות החזויה עבור פרופילי בטיחות סביבתית של ישויות כימיות חדשות.
סקרינג ופיתוח בדיקות
- מקל על הכנת בדיקות מתוקפות המבוססות על עוברים לסריקה בתופעת של תפוקה גבוהה תחת מליחות משתנה.
- מנstandardizes נקודות קצה כמותיות כגון קצב דופק, קוטר העין ושיעור בקיעה לצורך הערכת רעילות הדירה.
- מאפשר השוואה חסונה של השפעות תרכובות בין אנלוגים של מים מתוקים, מים מליחים ומי ים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה את בדיקות הרעילות לחשיפות סביבתיות מהעולם האמיתי הרלוונטיות לפיתוח ביומרקרים תרגומיים.
- תומכת ברצף מהסקר של שלב הגילוי ועד להערכת סיכונים סביבתיים פרה-קלינית.
- מספקת הפחתת סיכונים מכניסטית עבור תרכובות בעלות פוטנציאל לחשיפה מימית בעייתית.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
בדיסה זו ממוקמת ברצף שבין שלבי הגילוי המוקדמים להערכת סיכונים פרה-קלינית, ומגשרת בין הערכה של רעילות מכניסטית לפרופיל בטיחות סביבתית.
- ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת השערות לגבי מנגנוני רעילות המוכתבים על ידי מליחות וביו-אקומולציה.
- סריקה: מספק תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך הערכת תרכובות תחת תנאים שונים.
- אנליזה: מספק כימות של הצטברות כסף ונקודות קצה פיזיולוגיות המבוססות על ICP-MS לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ממצאים מהמעבדה לתרחישי חשיפה סביבתיים לצורך שיקולי רגולציה ובטיחות.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה הניתנת לשימוש חוזר להערכת ננו-חומרים וכימיקלים מגוונים תחת תנאים מימי משתנים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בתוצאות רעילות על פני הקשרים סביבתיים שונים.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של בדיקות רעילות מבוססות עוברים עבור תהליכי עבודה ניתנים להרחבה ולשחזור.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס לקבלת החלטות של המשך או הפסקה (go/no-go) עבור תרכובות עם סיכון לחשיפה סביבתית.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף מותאם סיכונים של מועמדים כימיים בהתבסס על פרופילי בטיחות סביבתית.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במערכות מודל מימיות ובטיפול בעובריים.
- נדרשת גישה למכשור ICP-MS לצורך ניתוח כמותי של מתכות.
- דורש סטנדרטיזציה קפדנית של תנאי הבדיקה ונקודות הסיום בין הצוותים.
- ניתן להתאמה למינים מימיים אחרים באמצעות שינויים מתאימים בפרוטוקול.
- תלוי בשליטה מדויקת ב-pH ובמליחות כדי להבטיח את תקפות הבדיקה.
