Name: Een kleinschalige setup voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen en andere moeilijke stoffen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 18 s
Description: Leer de LEVITATT-methode voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen met LED-verlichting. Dit compacte platform zorgt voor uniforme lichtverdeling en betrouwbare ecotoxiciteitsresultaten.

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

Dit onderzoek werd gefinancierd door PATROLS – Advanced Tools for NanoSafety Testing, Grant agreement 760813 in het kader van horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma.

1. Beschrijving van de LEVITATT-instelling
<ol><li>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.</li>
	<li>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).</li>
	<li>Plaats de 20 mL scintillatiefluiden met een dop(figuur 1, insert 3) waar een klein gaatje wordt geboord (ongeveer 1 mm in diameter) om CO2-uitwisseling met de atmosfeer mogelijk te maken. Deze uitwisseling is cruciaal om een stabiele pH- en CO2-niveaus tijdens het testen te garanderen.</li>
	<li>Gebruik voor vluchtige stoffen een luchtdichte Teflon gecoate dop om CO2-verrijking van de hoofdruimte mogelijk te maken met behulp van een spuit9 of volledig gesloten kolven zonder gasfase waarin CO2 in oplossing wordt gehouden door een verrijkt natriumbicarbonaat (NaHCO3) buffersysteem10.</li>
	<li>Bevestig de flacons met klemmen gemonteerd op de buitenbehuizing(figuur 1, insert 4).</li>
	<li>Gebruik een LED-lichtbron onder de testflinzen(figuur 1, insert 5) met een uniforme fluorescerende verlichting van het type "koel-wit" of "daglicht" en een lichtintensiteit in het bereik van 60-120 μE∙m-2∙s-1 gemeten in het fotosynthetisch effectieve golflengtebereik van 400 nm tot 700 nm. De setup maakt gebruik van instelbare lichtintensiteit in het bereik van 5-160 μE∙m-2∙s-1 door een lichtdimdimer aan de bron te monteren. Dit maakt het mogelijk om te testen bij hogere en lagere lichtintensiteiten.</li>
	<li>Monteer de setup op een orbitale shaker om monsters te ageren gedurende de duur van de test. Dit houdt de cellen in vrije suspensie en vergemakkelijkt co2 massa overdracht van lucht naar water (Figuur 1, insert 6).</li>
	<li>Plaats de opstelling in een temperatuurgestuurde ruimte of een thermostatische kast om stabiele temperaturen te behouden tijdens het testen(figuur 1, insert 7).</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61209/61209fig1v2.jpg"> Figuur 1: Afbeelding van LED Vertical Illumination Table for Algal Toxicity Tests (LEVITATT). 1) 20 mL glas scintillatie flacons voor incubatie, 2) 4 mL monster voor analyse, 3) deksel met geboord gat voor CO2 uitwisseling, 4) behuizing voor bepaalde lichtomstandigheden, 5) LED-lichtbron gelegen in het midden van de behuizing, 6) orbitale shaker voor agitatie tijdens het experiment, en 7) een thermostatische kast. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61209/61209fig1v2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.</a>
2. Voorbereiding van algengroeimedium
<ol><li>Het ISO 8692 algengroeimedium bestaat uit vier verschillende voorraadoplossingen. Weeg de juiste hoeveelheid zouten af en verdun in ultrazuiver water volgens tabel 1.</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Voorraadoplossingen</td>
			<td>Nutriënten</td>
			<td>Concentratie in voorraadoplossing</td>
			<td>Concentratie in testoplossing</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="5">1: Macronutriënten</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: Trace elementen</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>Tabel 1: Concentraties van voedingsstoffen in voorraadoplossingen voor algengroeimedium
LET OP: H3BO3 kan worden opgelost door 0,1 M NaOH toe te voegen. EDTA moet worden verwijderd bij het testen van metalen, om te voorkomen dat complexatie met metalen ionen. Steriliseer de voorraadoplossingen door membraanfiltratie (gemiddelde poriediameter 0,2 μm) of door autoclaving (120 °C, 15 min). Doe geen autoclave voorraad oplossingen 2 en 4, maar steriliseren ze door membraanfiltratie. Bewaar de oplossingen in het donker op 4 °C.
<ol start="2"><li>Voor de productie van 1 L algengroeimedium, breng 500 mL gesteriliseerd ultrazuiver water in een 1 L gesteriliseerde volumetric kolf en voeg 10 mL voorraadoplossing 1: Macronutriënten, 1 mL voorraadoplossing 2: Fe-EDTA, 1 mL voorraadoplossing 3: Trace elementen en 1 mL voorraadoplossing 4: NaHCO3.</li>
	<li>Vul tot 1 L met gesteriliseerd ultrazuiver water, stop de kolf en schud grondig om het algengroeimedium te homogeniseren.</li>
	<li>Equilibrate de oplossing voor gebruik door het 's nachts in contact te laten met lucht of door te borrelen met steriele, gefilterde lucht gedurende 30 minuten. Pas na evenwicht de pH indien nodig aan op pH 8,1 ± 0,2, met 1 M HCl of 1 M NaOH.</li>
</ol>3. Instelling van de algentest
OPMERKING: In figuur 2wordt een stroomdiagram van de algentestprocedure weergegeven.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61209/61209fig2v6.jpg"> Figuur 2: Stroomdiagram van de algentestopstelling. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61209/61209fig2v2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.</a>
<ol><li>Bereid een voorraadoplossing van de teststof voor bij de gewenste hoogste testconcentratie in het algengroeimedium dat volgens stap 2 is bereid. Voor de voorbereiding van voorraadoplossingen/-schorsingen volgt u OESO 201 (voor oplosbare verbindingen) of OESO 318 (voor nanomaterialen).</li>
	<li>Meet de pH in de voorraadoplossing. Als het meer dan één eenheid afwijkt van het algengroeimedium, past u de pH aan op 8 met 1 M HCl of 1 M NaOH.</li>
	<li>Bereken het entmateriaalvolume dat nodig is om een uiteindelijke celconcentratie van 1 x 104 cellen/mL te bereiken in een testoplossing van 25 mL. OPMERKING: Het entmateriaal moet afkomstig zijn van een cultuur van niet-verontreinigde exponentieel groeiende Raphidocelis subcapitata geteeld met behulp van de LEVITATT setup.</li>
	<li>Bereken de hoeveelheid voorraadoplossing om aan elke 25 mL volumetrische kolf toe te voegen om de gewenste testconcentraties te verkrijgen. De factor tussen elke concentratie mag niet meer bedragen dan 3,2.</li>
	<li>Markeer één volumekolf van 25 mL voor elke gekozen concentratie en een extra 25 mL volumetricmkolf gemarkeerde regeling.</li>
	<li>Voeg de hoeveelheid voorraadoplossing van de testverbinding toe die nodig is om de gewenste concentraties te bereiken aan de 25 mL volumetrische kolf. Voeg geen voorraadoplossing toe aan het besturingselement.</li>
	<li>Voeg het medium toe aan elke 25 mL volumetrische kolf om een volume van ongeveer 20 mL te bereiken.</li>
	<li>Voeg het volume van het entmateriaal berekend in stap 3.3 toe aan elke 25 mL volumetrice kolf. Voeg het medium toe aan elke volumekolf van 25 mL tot een uiteindelijk totaal volume van 25 mL.</li>
	<li>Stop de kolven en meng grondig door de kolven twee keer verticaal te draaien.</li>
	<li>Breng 0,4 mL van elke kolf over in afzonderlijke schroefdopflesjes en voeg 1,6 mL aceton toe (verzadigd met MgCO3):één monster voor elke testconcentratie en de controle. Sluit de deksels goed en bewaar in het donker bij kamertemperatuur tot fluorescentiemetingen (sectie 4).</li>
	<li>Pipet 4 mL van elke testoplossing in 20 mL scintillatie flacons (3 repliceert per concentratie en 5 replica's voor de controle). Schroefdeksels op de scintillatie flesjes. Vergeet niet dat de deksels een geboord gat (ongeveer 1 mm in diameter) moeten hebben om CO2-uitwisseling mogelijk te maken.</li>
	<li>Na 24 uur, 48 uur en 72 uur, pipet 0,4 mL van elke flacon in schroefdop flacons en voeg 1,6 mL aceton (verzadigd met MgCO3). Sluit de deksels goed en bewaar in het donker bij kamertemperatuur tot fluorescentiemetingen (sectie 4).</li>
	<li>Nadat het laatste monster is genomen om 72 uur, veromzelt u voorzichtig de drie replica's voor een bepaalde concentratie in één flacon en meet de pH. Herhaal dit voor alle concentraties en de controle. De pH mag voor geen van de gemeten monsters meer dan 1,5 eenheden afwijken van de initiële pH.</li>
	<li>Lozing de resterende vloeistoffen in een afvalcontainer volgens uw institutionele regels en voorschriften.</li>
</ol>4. Analyse van algentestmonsters
<ol><li>Gebruik een fluorescentiespectrometer om de algenbiomassa te meten (hier uitgedrukt als chlorofyl A). De piekemissie voor chlorofyl A is 420 nm voor de excitatiegolflengte en 671 nm voor de emissiegolflengte.</li>
	<li>Meet de fluorescentie van elk afzonderlijk monster drie keer en bereken de gemiddelde waarde voor elk monster.</li>
	<li>Gebruik vergelijking 1 om het groeipercentage te berekenen. De gemeten fluorescentie (relatieve eenheden) kan direct worden gebruikt als de biomassaparameter in vergelijking 1. Vergelijking 1: μ = (in Nt – ln N0) / t waar μ het groeipercentage is (d-1), is N0 de eerste biomassa, Nt is de biomassa op het moment t, en t is de lengte van de testperiode (d). Let op, N0 en Nt moeten in dezelfde eenheid worden uitgedrukt.</li>
	<li>Gebruik een statistische software om een niet-lineaire regressiecurve (bijvoorbeeld een log-logistic of Weibull-functie) aan te passen aan de groeisnelheidsgegevens om effectieve concentratiewaarden te verkrijgen bij 10%, 20% en 50% remming. In de aanvullende informatie wordt een voorbeeld gegeven van code voor het passen in de statistische software R met behulp van het DRC-pakket11.</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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

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 ...

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 moeilijk en de resultaten lijden aan problemen met reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid voor een reeks chemische stoffen en nanomaterialen (vaak aangeduid als "moeilijke stoffen")2. De meeste van de bestaande algentoxiciteit testen setups werken met relatief grote volumes (100-250 mL) gelegen op een orbitale shaker in een incubator. Een dergelijke opstelling beperkt het aantal testconcentraties en repliceert haalbare en grote hoeveelheden algencultuur en testmateriaal. Bovendien hebben deze opstellingen zelden een uniform lichtveld en zijn de betrouwbare lichtomstandigheden bovendien moeilijk te verkrijgen in grote kolven, deels omdat de lichtintensiteit exponentieel afneemt naarmate het licht verder reist en deels door de kolfgeometrie. Alternatieve opstellingen omvatten kunststof microtiter3-platen met kleine monstervolumes die niet in staat zijn om voldoende bemonsteringsvolumes mogelijk te maken om pH, aanvullende biomassametingen, pigmentextractie of andere analyses die destructieve bemonstering vereisen, te meten. Een bijzondere uitdaging met behulp van bestaande opstellingen voor algentoxiciteit testen van nanomaterialen en stoffen die gekleurde suspensies vormen is de interferentie of het blokkeren van het licht beschikbaar voor de algencellen, vaak aangeduid als "arcering"4,5. Arcering kan optreden in flacons door het testmateriaal en/of interacties tussen het testmateriaal en de algencellen, of arcering kan optreden tussen flacons, vanwege hun positionering ten opzichte van elkaar en de lichtbron.
De methode is gebaseerd op de kleinschalige algentoxiciteitstest die Arensberg et al.6 heeft geïntroduceerd en die het mogelijk maakt om te testen in overeenstemming met normen zoals OESO 2017en ISO 86928. De methode is verder geoptimaliseerd om de hierboven genoemde beperkingen aan te pakken door: 1) gebruik te maken van de LED-lichttechnologie om uniforme lichtomstandigheden te garanderen met minimale warmteopwekking, 2) het verstrekken van voldoende monstervolume voor chemische / biologische analyse met behoud van constante pH, CO2 niveaus, en 3) waardoor het gebruik van veelzijdige testcontainer materiaal voor het testen van vluchtige stoffen of stoffen met een hoog sorptiepotentieel.

<table><tbody><tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V179124</td><td></td></tr><tr><td>Ammoniumchloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>254134</td><td></td></tr><tr><td>BlueCap flessen (1L)</td><td>Buch &amp; Holm A/S</td><td>&nbsp;9072335</td><td></td></tr><tr><td>Boorzuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B0394</td><td></td></tr><tr><td>Calciumchloridedihydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>208290</td><td></td></tr><tr><td>Doorzichtige acrylplaat (40x40 cm)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kobalt(II)chloride hexahydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>255599</td><td></td></tr><tr><td>Koper(II)chloridedihydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>307483</td><td></td></tr><tr><td>Etheen-diaminetetraazijnzuur dinatriumzout dihydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp;E5134</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescentiespectrofotometer F-7000</td><td>Hitachi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zoutzuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>258148</td><td></td></tr><tr><td>IJzer(III)chloride hexahydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>236489</td><td></td></tr><tr><td>LED-lichtbron</td><td>Helmholt Elektronik A/S</td><td>H35161</td><td>Neutraal Wit, 6500K</td></tr><tr><td>Magnesiumchloride hexahydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9272</td><td></td></tr><tr><td>Magnesiumsulfaat heptahydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>230391</td><td></td></tr><tr><td>Mangaan(II)chloride tetrahydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221279</td><td></td></tr><tr><td>Orbitaal shaker</td><td>IKA</td><td>2980200</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumfosfaat monobasic</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P0662</td><td></td></tr><tr><td>Raphidocelis subcapitata</td><td>NORCCA</td><td></td><td>NIVA-CHL1 strain</td></tr><tr><td>Scintillatieglasjes (20 mL)</td><td>Fisherscientific</td><td>11526325</td><td></td></tr><tr><td>Natriumbicarbonaat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>415413</td><td></td></tr><tr><td>Natriummolybdaat dihydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>331058&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Vederklem</td><td>Frederiksen Scientific A/S</td><td>472002</td><td></td></tr><tr><td>Thermostaatkast</td><td>VWR</td><td>WTWA208450</td><td>Alternatief: temperatuur gecontroleerde ruimte</td></tr><tr><td>Ventilatiepijp (&Oslash;125 mm)</td><td>Silvan</td><td>22605630165</td><td></td></tr><tr><td>Volumetrische kolven (25 mL)</td><td>DWK Life Sciences</td><td>246781455</td><td></td></tr><tr><td>Zinkchloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>208086</td><td></td></tr></tbody></table>

een kleinschalige setup voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen en andere moeilijke stoffen

A Small-Scale Setup for Algal Toxicity Testing of Nanomaterials and Other Difficult Substances

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.

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...

We demonstreren algentoxiciteitstests voor moeilijke stoffen (bijvoorbeeld gekleurde stoffen of nanomaterialen) met behulp van een opstelling die verticaal met een LED wordt verlicht.

Een kleinschalige setup voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen en andere moeilijke stoffen

Ecotoxicity data is a requirement for pre- and post-market registration of chemicals by European and international regulations (e.g., REACH). The algal ...

Wanneer een chemisch bedrijf een nieuw chemisch of ander materiaal op de markt wil brengen, moeten ze gegevens leveren uit een reeks ecotoxiciteitstests. De algentest is een van de drie verplichte tests die moeten worden uitgevoerd. De algentest lijdt onder het feit dat het een hele uitdaging is om uit te voeren.Daarom hebben we het LEVITATT testplatform ontwikkeld. De LEVITATT maakt gebruik van LED-licht om problemen met overmatige warmteopwekking te voorkomen. Bovendien zorgt het voor een uniform lichtveld.Het heeft een compact formaat, wat betekent dat je niet veel ruimte nodig hebt om de algentest uit te voeren, maar tegelijkertijd maakt het mogelijk om voldoende monstervolume te gebruiken om chemische analyse en karakterisering uit te voeren voor, tijdens en na het testen. Dit is vooral belangrijk wanneer u nanomaterialen test. Deze video zal het gebruik van LEVITATT voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen en andere moeilijke stoffen aantonen.De demonstratie bestaat uit de volgende vier stappen. Beschrijf eerst de componenten van de LEVITATT. De tweede stap is het voorbereiden van de oplossing voor algengroeimedia.En de derde stap is om een overzicht te geven van de procedure van het uitvoeren van een algentoxiciteitstest. De laatste stap is het meten van de toename van algenbiomassa met fluorometer. De LEVITATT kan in de temperatuurgestuurde kast van de kamer worden geplaatst.Dit zorgt voor een stabiele temperatuur tijdens de blootstelling. De opstelling wordt geplaatst op een orbitale shaker om rotatie van de monsters tijdens de test mogelijk te maken. De test wordt uitgevoerd in 20-milliliter scintillatie flacons met vier milliliter blootstelling medium.Een schroefdop met een geboord gat zorgt voor CO2-uitwisseling met lucht tijdens de blootstelling. De LED-bron is ingeklemd tussen twee plastic platen en bevindt zich in het midden van elke behuizing. De plaatsing creëert een homogeen lichtveld en minimaliseert schaduw tussen de monsters.Elke behuizing is gemonteerd met klemmen en kan maximaal vijf monsters bevatten. Het compacte formaat minimaliseert de ruimte die nodig is om het experiment uit te voeren. Om de voorraad oplossingen voor te bereiden, wegen de juiste hoeveelheid van elke verbinding.De voorraadoplossing bestaat uit verschillende zouten die van vitaal belang zijn voor de groei van de algen. Wanneer de juiste hoeveelheid zouten is afgewogen, worden ze verdund met ultrazuiver water. De voorraad oplossingen worden gesteriliseerd, hetzij door filtreren of autoclaven.Na sterilisatie kunnen de voorraadoplossingen in het donker worden opgeslagen bij vier graden Celsius. Bereid een reeks blootstellingsconcentraties voor. De factor tussen de blootstellingsconcentraties mag niet meer bedragen dan 3,2.Aan elke testconcentratie wordt het juiste volume van exponentieel groeiende algen toegevoegd. De uiteindelijke celdichtheid moet ongeveer 10.000 algencellen per milliliter zijn. Het is belangrijk dat de pre-cultuur exponentieel groeit om te voldoen aan de validiteitscriteria van de test.De meetbladeren worden gemengd om een homogene verdeling van algen en verbinding mogelijk te maken vóór de bemonstering. De monsters worden gegoten in bekers, en vier milliliter is pipetted in 20-milliliter scintillatie flacons. De scintillatie flesjes zijn nu afgetopt.Pipet 0,4 milliliter van elke concentratie. Voeg 1,6 milliliter aceton toe om de celwand te verstoren en laat het chlorofyl los in de vloeibare fase. Elke glazen flacon is nu dicht dicht om verdamping van aceton tijdens de opslag te voorkomen.De afgedekte scintillatie flacons worden nu willekeurig verdeeld in de LEVITATT en 72 uur lang geïncubeerd. Meet de lichtintensiteit en de temperatuur aan het begin en einde van de incubatie om ervoor te zorgen dat de gewenste richtlijnen worden nageleefd. Sub-bemonstering gebeurt op 24 uur'interval door pipet 0,4 milliliter van elke scintillatie flacons in glazen flesjes.Voeg 1,6 miljoen aceton toe om de celwand te verstoren en laat het chlorofyl los in de vloeibare fase. Nadat aceton is toegevoegd, schroef de deksels stevig op en laat de monsters in het donker tot de analyse. Gebruik een fluorometer om de biomassa in het monster te kwantificeren die gedurende de hele testperiode is verkregen.De instellingen op de fluorometer moeten 420 nanometer als excitatiegolflengte en een emissiegolflengte van 671 nanometer zijn. Elk afzonderlijk monster wordt drie keer gemeten en de relatieve waarden worden genoteerd. De relatieve waarden van de fluorometer worden gebruikt om het groeipercentage te berekenen dat zal worden gebruikt voor verdere gegevensbehandeling.Gebruik een statistische software om een niet-lineaire regressiecurve aan te passen aan de berekende groeisnelheidsgegevens. Een voorbeeld van een niet-lineaire regressiecurve zou een log-logistic van levensvatbare functie kunnen zijn. Het bijbehorende betrouwbaarheidsinterval van 95% wordt naast de modelpasvorm weergegeven.Regelmatig effectieve concentratiewaarden zoals 10, 20 en 50% inefficiënt worden gebruikt om het resultaat van een ecotoxiciteitstest te rapporteren. Tot slot biedt de LEVITATT een compact platform voor algentoxiciteitstesten van reguliere chemicaliën die voldoen aan internationale gestandaardiseerde richtlijnen. Bovendien biedt de opstelling een robuust platform voor het testen van moeilijke stoffen die de doorgang van licht naar de algen verstoren, zoals nanomaterialen of gekleurde stoffen.

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

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Dit onderzoek betreft de ontwikkeling en standaardisatie van een waardevolle methodologische protocol op lange termijn (14 dagen) dodelijke toxiciteit die wordt uitgeoefend door chemische stoffen, industrieel afvalwater of in de riolering en vloeibare milieu monsters op de zoutwater schaaldieren te...

Lange-termijn Lethal toxiciteit Test met de Schaal- Artemia franciscana</em

Het doel van deze procedure is om de reproduceerbaarheid en aanpasbaarheid te demonstreren van het gebruik van een microplaatformaat voor microalgen screening. Deze snelle screening combineert WATER-Pulse-Amplitude-Modulated (WATER-PAM) fluorometrie om de fotosynthetische opbrengst te meten als indicator voor de gezondheid van Photosysteem II (PSII) met kleine volume co-culturen van bacteriën en algen.

Een klein volume Bioassay om Bacteriële / Fytoplankton Co-cultuur Beoordeel met behulp van water-Pulse-amplitudegemoduleerde (WATER-PAM) fluorometrie

Integratie van microalgencultivatiek met industrieel rookgas zal uiteindelijk zware metalen en andere anorganische verbindingen in de groeimedia introduceren. Deze studie presenteert een procedure die wordt gebruikt om het eindlot en de impact van zware metalen en anorganische verontreinigingen op de groei van Nannochloropsis salina gekweekt in fotobioreactoren te bepalen.

Kwantificering van zware metalen en andere anorganische contaminanten op de productiviteit van microalgen

Embryonale stadia zijn het meest vatbaar voor xenobiotica. Hoewel chemische toxiciteit afhankelijk is van de zoutconcentratie, bestaat er geen methode om de zoutconcentratieafhankelijkheid van toxiciteit voor aquatische organismen te testen. Hier beschrijven we een nieuwe en snelle methode om de zoutconcentratieafhankelijkheid van toxiciteit voor aquatische embryo's te bepalen.

Zoutgehalte-afhankelijke toxiciteit Test van Silver nanocolloïden gebruik van Medaka Eieren

Dit manuscript beschrijft hoe je vloeistofbionchips bereidt met epitheelcellen van de kieuwen van regenbooforen voor gebruik in een draagbare elektrische cel-substraat impedantiesensor in het veld. Het protocol voor het uitvoeren van een snelle drinkwatertoxiciteitstest met de sensor wordt ook beschreven.

Opstellen en testen van impedantie-gebaseerde Fluidic biochips met RTgill-W1 Cellen voor snelle evaluatie van Drinkwater Monsters voor de toxiciteit

Een experimentele methode wordt voorgesteld om de prestaties van kleine (100 L) en grote (1000 L) vergelijken schaal reactoren ontworpen voor algen sanering van de stortplaats afvalwater. Systeemkenmerken, zoals specifiek oppervlak tot volumeverhouding, retentietijd biomassa dichtheid en afvalwater voer concentraties kan worden aangepast op basis van toepassing.

Vergelijking van de schaal in een Photosynthetic Reactor System for Algen sanering van afvalwater

Hier presenteren wij een stapsgewijs protocol voor de dispersie van nanomaterialen in waterige media met real-time karakterisering te identificeren van de optimale ultrasoonapparaat voorwaarden, intensiteit en duur voor verbeterde stabiliteit en uniformiteit van de nanoparticle dispersies zonder invloed op de integriteit van de steekproef.

Dispersie van nanomaterialen in waterige Media: op weg naar protocolverbetering

Hier presenteren we een protocol om te bouwen van lab-schaal zeepbel kolom photobioreactors en ze gebruiken om cultuur microalgen. Het biedt ook een methode voor de bepaling van de groeisnelheid van de cultuur en de neutrale vetgehalte.

Teelt van groene microalgen in Bubble kolom Photobioreactors en een kwantitatieve analyse voor neutrale lipiden

Bench-Scale, Axenische teelt vergemakkelijkt microalgal karakterisering en productiviteit optimalisatie voor verdere proces scale-up. Photobioreactoren zorgen voor de nodige controle voor betrouwbare en reproduceerbaar microalgal experimenten en kunnen worden aangepast om microalgen veilig te cultiveren met de corrosieve gassen (CO2, dus2, No2) van gemeentelijke of industriële verbrandingsemissies.

Microalgen teelt en biomassa kwantificering in een Fotobioreactor met een tafel schaal met corrosieve rookgas

Deze procedure werd vastgesteld om te worden gebruikt voor de ontwikkeling van geavanceerde 3D-leverculturen in vitro, die een meer fysiologisch relevante beoordeling kunnen bieden van de genotoxische gevaren die gepaard gaan met blootstelling aan nanomaterialen gedurende zowel acute als langdurige, herhaalde dosisschema's.

Geavanceerde 3D-levermodellen voor in vitro genotoxiciteitstests na langdurige blootstelling aan nanomaterialen

Dit werk is gericht op het evalueren en herzien van de Artemia salina letaliteit bioassay procedure, ook geïdentificeerd als pekel garnalen letaliteit ashality assay. Deze eenvoudige en goedkope methode geeft informatie over de algemene toxiciteit (beschouwd als een voorlopige toxiciteitsevaluatie) van monsters, namelijk natuurlijke producten.

Letaliteit Bioassay met behulp van Artemia salina L.

Leer de LEVITATT-methode voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen met LED-verlichting. Dit compacte platform zorgt voor uniforme lichtverdeling en betrouwbare ecotoxiciteitsresultaten.

Een kleinschalige setup voor algentoxiciteitstesten van nanomaterialen en andere moeilijke stoffen

Meer video's verkennen