We demonstreren algentoxiciteitstests voor moeilijke stoffen (bijvoorbeeld gekleurde stoffen of nanomaterialen) met behulp van een opstelling die verticaal met een LED wordt verlicht.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een kleinschalige setup voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen en andere moeilijke stoffen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Ecotoxiciteitsgegevens zijn een vereiste voor pre- en post-market registratie van chemische stoffen door Europese en internationale regelgeving (bijvoorbeeld REACH). De algentoxiciteitstest wordt vaak gebruikt bij de beoordeling van de regelgeving van chemische stoffen. Om een hoge betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid te bereiken is de ontwikkeling van gestandaardiseerde richtlijnen van vitaal belang. Voor algentoxiciteitstests vereisen de richtlijnen stabiele en uniforme omstandigheden van parameters zoals pH, temperatuur, kooldioxideniveaus en lichtintensiteit. Nanomaterialen en andere zogenaamde moeilijke stoffen kunnen het licht verstoren, waardoor een grote variatie in verkregen resultaten de acceptatie van de regelgeving belemmert. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, hebben we LEVITATT (LED Vertical Illumination Table for Algal Toxicity Tests) ontwikkeld. De setup maakt gebruik van LED-verlichting van onderen waardoor een homogene lichtverdeling en temperatuurregeling, terwijl ook het minimaliseren van intra-monster arcering. De opstelling optimaliseert het monstervolume voor biomassakwantificering en zorgt tegelijkertijd voor een voldoende instroom van CO2 om de exponentiële groei van de algen te ondersteunen. Bovendien kan het materiaal van de testcontainers worden aangepast om adsorptie en vervluchtiging te minimaliseren. Bij het testen van gekleurde stoffen of deeltjessuspensies, het gebruik van LED-verlichting maakt het ook mogelijk voor het verhogen van de lichtintensiteit zonder extra warmteopwekking. Het compacte ontwerp en de minimale apparatuurvereisten vergroten de mogelijkheden voor de implementatie van de LEVITATT in een breed scala aan laboratoria. Hoewel levitatt voldoet aan de gestandaardiseerde ISO- en OESO-richtlijnen voor algentoxiciteitstests, vertoonde het ook een lagere variabiliteit tussen de monsters voor twee referentiestoffen (3,5-Dicholorophenol en K2Cr2O7) en drie nanomaterialen (ZnO, CeO2en BaSO4) in vergelijking met Erlenmeyer-kolfjes en microtiterplaten.
Inleiding
De algentoxiciteitstest is een van de slechts drie verplichte tests die worden gebruikt om de ecotoxiciteitsgegevens te genereren die nodig zijn voor de pre- en post-market registratie van chemische stoffen door Europese en internationale regelgeving (bijvoorbeeld REACH1 en TSCA (VS)). Hiervoor zijn gestandaardiseerde algentestrichtlijnen ontwikkeld door internationale organisaties (bijvoorbeeld ISO en OESO). Deze testnormen en richtlijnen schrijven ideale testomstandigheden voor in termen van pH, temperatuur, kooldioxideniveaus en lichtintensiteit. Het handhaven van stabiele testomstandigheden tijdens algentesten is in de praktijk echter moeil....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Beschrijving van de LEVITATT-instelling
- Gebruik 20 mL scintillatie glazen flacons(figuur 1, insert 1) waardoor licht penetratie. Als alternatief kunnen lichte penetrable plastic flacons worden gebruikt. Kwantificeer de lichtintensiteit met behulp van een fotometer.
- Gebruik aan het begin van de test ten minste een testsuspensie van 4 mL om de kwantificering van biomassa mogelijk te maken en voor de karakterisering/kwantificering van nanomaterialen tijdens en na incubatie(figuur 1, wisselplaat 2).
- Plaats de 20 mL scintillatiefluiden met een dop(figuur 1
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Er wordt een eerste test met een referentiestof uitgevoerd om de gevoeligheid van de algenstam te bepalen. Referentiestoffen die regelmatig voor R. subcapitata worden gebruikt, zijn kaliumdichromaat en 3,5-Dichloodfenol7,8. Figuur 3 en tabel 2 laten een representatief resultaat zien van een algentest, met inbegrip van curvefitting en statistische output wanneer het DRC-pakket in R wordt toegepast op de groei.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Fytoplankton zet zonne-energie en kooldioxide om in organisch materiaal en speelt daarmee een centrale rol in het aquatische ecosysteem. Om deze reden worden algengroeiremmingstests opgenomen als een van de drie verplichte aquatische toxiciteitstests die nodig zijn voor de wettelijke risicobeoordeling van chemische stoffen. De mogelijkheid om een betrouwbare en reproduceerbare algentoxiciteitstest uit te voeren is in dit verband essentieel. Testopstellingen met Erlenmeyer-kolven introduceert een reeks variabiliteiten en .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek werd gefinancierd door PATROLS – Advanced Tools for NanoSafety Testing, Grant agreement 760813 in het kader van horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Acetone | Sigma-Aldrich | V179124 | |
| Ammoniumchloride | Sigma-Aldrich | 254134 | |
| BlueCap flessen (1L) | Buch & Holm A/S | 9072335 | |
| Boorzuur | Sigma-Aldrich | B0394 | |
| Calciumchloridedihydraat | Sigma-Aldrich | 208290 | |
| Doorzichtige acrylplaat (40x40 cm) | |||
| Kobalt(II)chloride hexahydraat | Sigma-Aldrich | 255599 | |
| Koper(II)chloridedihydraat | Sigma-Aldrich | 307483 | |
| Etheen-diaminetetraazijnzuur dinatriumzout dihydraat | Sigma-Aldrich | E5134 | |
| Fluorescentiespectrofotometer F-7000 | Hitachi | ||
| Zoutzuur | Sigma-Aldrich | 258148 | |
| IJzer(III)chloride hexahydraat | Sigma-Aldrich | 236489 | |
| LED-lichtbron | Helmholt Elektronik A/S | H35161 | Neutraal Wit, 6500K |
| Magnesiumchloride hexahydraat | Sigma-Aldrich | M9272 | |
| Magnesiumsulfaat heptahydraat | Sigma-Aldrich | 230391 | |
| Mangaan(II)chloride tetrahydraat | Sigma-Aldrich | 221279 | |
| Orbitaal shaker | IKA | 2980200 | |
| Kaliumfosfaat monobasic | Sigma-Aldrich | P0662 | |
| Raphidocelis subcapitata | NORCCA | NIVA-CHL1 strain | |
| Scintillatieglasjes (20 mL) | Fisherscientific | 11526325 | |
| Natriumbicarbonaat | Sigma-Aldrich | S6014 | |
| Natriumhydroxide | Sigma-Aldrich | 415413 | |
| Natriummolybdaat dihydraat | Sigma-Aldrich | 331058 | |
| Vederklem | Frederiksen Scientific A/S | 472002 | |
| Thermostaatkast | VWR | WTWA208450 | Alternatief: temperatuur gecontroleerde ruimte |
| Ventilatiepijp (Ø125 mm) | Silvan | 22605630165 | |
| Volumetrische kolven (25 mL) | DWK Life Sciences | 246781455 | |
| Zinkchloride | Sigma-Aldrich | 208086 |
Referenties
- 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....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
