Dimostriamo test di tossicità delle alghe per sostanze difficili (ad esempio, sostanze colorate o nanomateriali) utilizzando un setup illuminato verticalmente con un LED.
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Articolo metodologico
Un'installazione su piccola scala per il test della tossicità delle alghe di nanomateriali e altre sostanze difficili
In questo articolo
Sommario
Abstract
I dati sull'ecotossicità sono un requisito per la registrazione pre e post-mercato delle sostanze chimiche da parte delle normative europee e internazionali (ad esempio, REACH). Il test di tossicità delle alghe è spesso utilizzato nella valutazione del rischio normativo delle sostanze chimiche. Al fine di ottenere un'elevata affidabilità e riproducibilità, lo sviluppo di linee guida standardizzate è di vitale importanza. Per i test di tossicità delle alghe, le linee guida richiedono condizioni stabili e uniformi di parametri come pH, temperatura, livelli di anidride carbonica e intensità della luce. I nanomateriali e altre cosiddette sostanze difficili possono interferire con la luce causando una grande variazione nei risultati ottenuti ostacolando la loro accettazione normativa. Per affrontare queste sfide, abbiamo sviluppato LEVITATT (LED Vertical Illumination Table for Algal Toxicity Tests). L'installazione utilizza l'illuminazione a LED dal basso, consentendo una distribuzione omogenea della luce e il controllo della temperatura, riducendo al minimo l'ombreggiatura intra-campione. L'installazione ottimizza il volume del campione per la quantificazione della biomassa e allo stesso tempo garantisce un afflusso sufficiente di CO2 per supportare la crescita esponenziale delle alghe. Inoltre, il materiale dei contenitori di prova può essere adattato per ridurre al minimo l'assorbimento e la volatilizzazione. Durante la sperimentazione di sostanze colorate o sospensioni di particelle, l'uso di luci a LED consente anche di aumentare l'intensità della luce senza ulteriore generazione di calore. Il design compatto e i requisiti minimi di equipaggiamento aumentano le possibilità di implementazione del LEVITATT in una vasta gamma di laboratori. Pur essendo conforme alle linee guida standardizzate ISO e OCSE per i test di tossicità delle alghe, LEVITATT ha anche mostrato una minore variabilità tra campioni per due sostanze di riferimento (3,5-Dicholorophenol e K2Cr2O7) e tre nanomateriali (nO, CeO2e BaSO4) rispetto ai flaconi di Erlenmeyer e alle piastre microtitero.
Introduzione
Il test di tossicità delle alghe è uno dei soli tre test obbligatori utilizzati per generare i dati di ecotossicità necessari per la registrazione pre e post-mercato di sostanze chimiche da parte delle normative europee e internazionali (ad esempio, REACH1 e TSCA (USA)). A tale scopo, le organizzazioni internazionali hanno sviluppato linee guida standardizzate per i test delle alghe (ad esempio, ISO e OCSE). Questi standard di test e linee guida prescrivono condizioni di prova ideali in termini di pH, temperatura, livelli di anidride carbonica e intensità della luce. Tuttavia, mantenere condizioni di prova stabili durante i test delle alghe è i....
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Protocollo
1. Descrizione dell'impostazione LEVITATT
- Utilizzare fiale di vetro scintillante da 20 mL(Figura 1, inserto 1) che consente la penetrazione della luce. In alternativa, è possibile utilizzare fiale di plastica penetrabili leggere. Quantificare l'intensità della luce utilizzando un fotometro.
- Utilizzare almeno una sospensione di prova di 4 mL all'inizio del test per consentire la quantificazione della biomassa e per la caratterizzazione/quantificazione dei nanomateriali durante e dopo l'incubazione (Figura 1, inserire 2).
- Montare le fiale di scintillazione di 20 mL con un tappo
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Risultati
Viene effettuata una prova iniziale con una sostanza di riferimento per determinare la sensibilità del ceppo algale. Le sostanze di riferimento regolarmente utilizzate per R. subcapitata sono dicromate di potassio e 3,5-Dichlorphenol7,8. La figura 3 e la tabella 2 mostrano un risultato rappresentativo di una prova algale che include il raccordo a curva e i risultati statistici quando il pacchetto RDC in R vi.......
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Discussione
Il fitoplancton converte l'energia solare e l'anidride carbonica in materia organica e detiene quindi un ruolo fondamentale nell'ecosistema acquatico. Per questo motivo, i test di inibizione del tasso di crescita delle alghe sono inclusi come uno dei tre test obbligatori di tossicità acquatica necessari per la valutazione del rischio regolamentare delle sostanze chimiche. La capacità di eseguire un test di tossicità algale affidabile e riproducibile è fondamentale a questo proposito. Le configurazioni di prova con flacon.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata finanziata da PATROLS – Advanced Tools for NanoSafety Testing, Grant agreement 760813 nell'ambito del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Acetone | Sigma-Aldrich | V179124 | |
| Cloruro di ammonio | Sigma-Aldrich | 254134 | |
| Flaconi BlueCap (1L) | Buch & Holm A/S | ||
| Acido borico | Sigma-Aldrich | B0394 | |
| Cloruro di calcio diidrato | Sigma-Aldrich | 208290 | |
| Lastra acrilica trasparente (40x40 cm) | |||
| Cloruro di cobalto(II) esaidrato | Sigma-Aldrich | 255599 | |
| Cloruro di rame(II) diidrato | Sigma-Aldrich | 307483 | |
| Acido etilendiamminotetraacetico sale disodico diidrato | Sigma-Aldrich | E5134 | |
| Spettrofotometro a fluorescenza F-7000 | Hitachi | ||
| Acido cloridrico | Sigma-Aldrich | 258148 | |
| Cloruro di ferro (III) esaidrato | Sigma-Aldrich | 236489 | |
| Sorgente luminosa a LED | Helmholt Elektronik A/S | H35161 | Bianco neutro, 6500K |
| Cloruro di magnesio esaidrato | Sigma-Aldrich | M9272 | |
| Solfato di magnesio eptaidrato | Sigma-Aldrich | 230391 | |
| Cloruro di manganese (II) tetraidrato | Sigma-Aldrich | 221279 | |
| Agitatore orbitale | IKA | 2980200 | |
| Fosfato di potassio monobasico | Sigma-Aldrich | P0662 | |
| Raphidocelis subcapitata | NORCCA | NIVA-CHL1 ceppo | |
| Fiale di scintillazione (20 mL) | Fisherscientific | 11526325 | |
| Bicarbonato di sodio | Sigma-Aldrich | S6014 | |
| Idrossido di sodio | Sigma-Aldrich | 415413 | |
| Molibdato di sodio diidrato | Sigma-Aldrich | 331058 | |
| Morsetto a molla | Frederiksen Scientific A/S | 472002 | |
| Armadio termostatico | VWR | WTWA208450 | Alternativa: ambiente a temperatura controllata |
| Tubo di ventilazione (Ø 125 mm) | |||
| (25 mL) | DWK Life Sciences | 246781455 | |
| Cloruro di zinco | Sigma-Aldrich | 208086 |
Riferimenti
- European Chemicals Agency. Guidance on Registration. European Chemicals Agency. , Helsinki, Finland. (2016).
- Organisation for Economic Cooperation and Development. Guidance Document on Aquatic Toxicity Testing of Difficult Substances and Mixtures. Organisation for E....
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Ristampe e permessi
