Uma configuração em pequena escala para testes de toxicidade de algas de nanomateriais e outras substâncias difíceis

Summary

Demonstramos testes de toxicidade de algas para substâncias difíceis (por exemplo, substâncias coloridas ou nanomateriais) usando uma configuração iluminada verticalmente com um LED.

Abstract

Os dados de ecotoxicidade são um requisito para o registro pré e pós-mercado de produtos químicos por regulamentos europeus e internacionais (por exemplo, REACH). O teste de toxicidade de algas é frequentemente utilizado na avaliação de risco regulatório de produtos químicos. Para alcançar alta confiabilidade e reprodutibilidade, o desenvolvimento de diretrizes padronizadas é vital. Para testes de toxicidade alga, as diretrizes requerem condições estáveis e uniformes de parâmetros como pH, temperatura, níveis de dióxido de carbono e intensidade de luz. Nanomateriais e outras substâncias chamadas difíceis podem interferir com a luz causando uma grande variação nos resultados obtidos dificultando sua aceitação regulatória. Para enfrentar esses desafios, desenvolvemos o LEVITATT (LED Vertical Illumination Table for Algal Toxicity Tests). A configuração utiliza a iluminação LED de baixo permitindo uma distribuição de luz homogênea e controle de temperatura, minimizando também o sombreamento intra-amostra. A configuração otimiza o volume amostral para quantificação de biomassa e, ao mesmo tempo, garante um influxo suficiente de CO₂ para suportar o crescimento exponencial das algas. Além disso, o material dos recipientes de teste pode ser adaptado para minimizar a adsorção e a volatilização. Ao testar substâncias coloridas ou suspensões de partículas, o uso de luzes LED também permite aumentar a intensidade da luz sem geração adicional de calor. O design compacto e os requisitos mínimos de equipamentos aumentam as possibilidades de implementação do LEVITATT em uma ampla gama de laboratórios. Embora em conformidade com as diretrizes padronizadas do ISO e da OCDE para testes de toxicidade alga, a LEVITATT também mostrou uma menor variabilidade inter-amostra para duas substâncias de referência (3,5-Dicholorofenol e K₂Cr₂O₇) e três nanomateriais (ZnO, CeO₂e BaSO₄) em comparação com frascos erlen e placas de microtídeos.

Introduction

O teste de toxicidade de algas é um dos três únicos testes obrigatórios utilizados para gerar os dados de ecotoxicidade necessários para o registro pré e pós-mercado de produtos químicos por regulamentos europeus e internacionais (por exemplo, REACH¹ e TSCA (EUA)." Para isso, foram desenvolvidas diretrizes padronizadas de testes de algas por organismos internacionais (por exemplo, ISO e OCDE). Estes padrões e diretrizes de teste prescrevem condições ideais de teste em termos de pH, temperatura, níveis de dióxido de carbono e intensidade de luz. No entanto, manter condições estáveis de teste durante os testes de algas é na prática difícil e os r....

Protocol

1. Descrição da configuração LEVITATT

1. Use frascos de vidro cintilante de 20 mL(Figura 1, insira 1) permitindo penetração de luz. Alternativamente, podem ser usados frascos de plástico penetráveis leves. Quantifique a intensidade da luz usando um fotômetro.
2. Use pelo menos uma suspensão de teste de 4 mL no início do teste para permitir a quantificação da biomassa e para caracterização/quantificação de nanomateriais durante e após a incubação(Figura 1, inserir 2).
3. Encaixe os frascos de cintilação de 20 mL com uma tampa(Figura 1, insira 3) onde um pequen....

Results

Um teste inicial com uma substância de referência é realizado para determinar a sensibilidade da cepa de algas. As substâncias de referência regularmente utilizadas para R. subcapitata são dicromato de potássio e 3,5-Diclorfenol^7,8. A Figura 3 e a Tabela 2 mostram um resultado representativo de um teste de algas, incluindo encaixe de curva e saídas estatísticas quando o pacote RDC em R é aplicado às taxas de.......

Discussion

O fitoplâncton converte energia solar e dióxido de carbono em matéria orgânica e, portanto, tem um papel fundamental no ecossistema aquático. Por essa razão, os testes de inibição da taxa de crescimento de algas são incluídos como um dos três testes de toxicidade aquática obrigatórios necessários para a avaliação de risco regulatório de produtos químicos. A capacidade de realizar um teste de toxicidade algas confiável e reprodutível é fundamental nesse sentido. As configurações de teste usando frascos de Erlenmeyer intro.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetona	Sigma-Aldrich	V179124
Cloreto de amônio	Sigma-Aldrich	254134
garrafas BlueCap (1L)	Buch & Holm A/S
Ácido bórico	Sigma-Aldrich	B0394
Cloreto de cálcio di-hidratado	Sigma-Aldrich	208290
Folha acrílica transparente (40x40 cm)
Cloreto de cobalto (II) hexahidratado	Sigma-Aldrich	255599
Cloreto de cobre (II) di-hidratado	Sigma-Aldrich	307483
Sal dissódico de ácido etilenodiaminotetracético di-hidratado	Sigma-Aldrich	E5134
Espectrofotômetro de Fluorescência F-7000	Hitachi
Ácido clorídrico	Sigma-Aldrich	258148
Cloreto de ferro (III) hexahidratado	Sigma-Aldrich	236489
Fonte de luz LED	Helmholt Elektronik A / S	H35161	Branco neutro, 6500K
Cloreto de magnésio hexahidratado	Sigma-Aldrich	M9272
Sulfato de magnésio heptahidratado	Sigma-Aldrich	230391
Cloreto de manganês (II) tetrahidratado	Sigma-Aldrich	221279
Agitador orbital	IKA	2980200
Fosfato de potássio monobásico	Sigma-Aldrich	P0662
Raphidocelis subcapitata	NORCCA		NIVA-CHL1
frascos de cintilação (20 mL)	Fisherscientific	11526325
Bicarbonato de sódio	Sigma-Aldrich	S6014
Hidróxido de sódio	Sigma-Aldrich	415413
Molibdato de sódio di-hidratado	Sigma-Aldrich	331058
Grampo de mola	Frederiksen Scientific A/S	472002
Armário termostático	VWR	WTWA208450	Alternativa: sala com temperatura controlada
Tubo de ventilação (Ø 125 mm)	Balões	Silvan 22605630165
(25 mL)	DWK Life Sciences	246781455
Cloreto de zinco	Sigma-Aldrich	208086