Name: salinity-dependent toxicity assay of silver nanocolloids using medaka eggs
Uploaded: 2016-03-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 29 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Salinity-dependent Toxicity Assay of Silver Nanocolloids Using Medaka Eggs at JoVE.com

We are grateful to Ms. Kaori Shimizu and Mr. Masaki Takasu of the Graduate School of Life Sciences, Toyo University, for their technical support. This project was supported by research grants from the Special Research Foundation and Bio-Nano Electronics Research Centre of Toyo University (to SK); by the Science Research Promotion Fund of the Promotion and Mutual Aid Corporation for Private Schools of Japan (to SK); by the New Project Fund for Risk Assessments, from the Ministry of Economy, Trade and Industry (to SK); by a Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research (award 23651028 to SK); by a Grant-in-Aid for Scientific Research (B) and (C) (award 23310026 and 26340030 to SK); and by a Grant-in-Aid for Strategic Research Base Project for Private Universities (award S1411016 to SK) from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan.

Medaka היפני השתמש במחקר זה טופל באופן הומאני בהתאם להנחיות המוסדיות של Toyo אונ&#39; ובשים לב להקלה של מצוקה ואי נוחות. 1. כסף Nanocolloids (SNCs) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש SNCs המטוהר (20 מ&quot;ג / ל -1, טוהר% 99.99, חלקיקים מתכוונים בקוטר כ ננומטר 28.4 ± 8.5 המרחפים במים מזוקקים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אמת את הטוהר וריכוז של הכסף על ידי ספקטרומטריית מסת פלזמה מצמידה אינדוקטיבי (ICP-MS) מנתח על פי הפעלה במדריך 8. השיטה המקדימה עבור ICP-MS הניתוחי מתוארת בסעיף 7. </li></ol> 2. הכנת פתרונות SNC (תערובות של קולואידים סילבר Ag +) עם המליחות שונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 60 × ERM בהיקף של 60 גרם NaCl, KCl 1.8 גרם, 2.4 גרם CaCl 2 · 2H 2 O, ו 9.78 גרם MgSO 4 · 7H 2 O ב 1 ליטר של ultמי rapure; להתאים את ה- pH ל 7.0 עם 1.25% NaHCO 3 במים ultrapure. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את הפתרון ERM ב 25 מעלות צלזיוס למשך הלילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים SNCs עם ERM מדולל. הכן 40 מ&quot;ל של כל פתרון מעורב SNC-ERM. הריכוז הסופי הוא 10 מ&quot;ג / ל -1 של SNCs בריכוזים שונים של ERM (1x, 5x, 10x, 15x, 20x, 30x או). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את ה- pH של הפתרון המעורב SNC-ERM ל -7.0 עם 0.625% NaHCO 3 במי ultrapure. התאמת pH חשובה מאוד בהכנת פתרון SNC, כי שחרור Ag + בהנחייתם בתנאים חומציים 9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש אגנו 3 כמתחם התייחסות SNCs. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים אגנו 3 עם מדולל ERM. הכן 40 מ&quot;ל של אגנו 3 -ERM פתרון מעורב לעבר ריכוז אגנו 3 של 15.7 מ&quot;ג / ל -1 (10 מ&quot;ג / ל -1 כסף) בריכוזים שונים של ERM (1x, 5x, 10x, 15x, 20x, 30x או) . הערה: כדי לבדוק רעילות קולואיד כסף, אגנו 3פתרון, אשר מהווה מקור של כסף מסיס, משמש כמתחם התייחסות SNCs, שהם תערובת של קולואידים כסף וכסף מסיס. </li></ol></li></ol> תרבות ביצה קציר 3. Medaka <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג את medaka (O. latipes) (זן כתום-אדום) (60 גברים ו -60 נשים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Medaka תרבות כקבוצות (20 זכרים ו -20 נקבות כקבוצה אחת) ב ERM 1x ב 3 טנקים L באמצעות מערכת culturing זרימה דרך medaka. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרבות על התנאים הבאים: טווח ה- pH של מדיום התרבות: 6.2 כדי 6.5 מחזור כהה:: אור 16: 8 שעות טמפרטורה של מדיום התרבות: 24 ± 0.5 ° C הלחץ האוסמוטי של המדיום תרבות: 257 mOsm </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Feed medaka על Nauplii Salina הארטמיה בשעה 10:00 (פעם ביום) ולהאכיל דיאטה דגים יבש מלאכותית בשעה 09:00, 11:00, 13:00, 15:00, 17:00 (חמש פעמים ביום). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג א Salina Nauplii. </li> &lt;li&gt; כן 5 ליטר של תמיסת מלח 3.0% בכוס פלסטיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 30 גרם של ביצים ארטמיה לפתרון מלח בכוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירת הביצים על 25 מעלות צלזיוס במשך 48 שעות עם המבעבעים (4 L / min -1) באמצעות משאבת אוורור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 48 שעות, לעצור את המבעבע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר הפתרון לעמוד במשך 5 עד 10 דקות כדי להפריד את א בקע Salina Nauplii (חלק תחתון של הפתרון) מן הביצים וקליפות ביצים שלא נולדו (חלק עליון של הפתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את השכבה העליונה של הפתרון על ידי decantation. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את החלק התחתון של הפתרון דרך מסננת עם פתחים של 283 מיקרומטר, לאסוף את Nauplii העוברות על רשת עם פתחים של 198 מיקרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאכיל את Nauplii אל medaka בתוך 6 שעות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר Medaka הנקבה הולידה, להסיר את אשכולות ביצה החיצוניים בעדינות מהגופים &#39;הנקבות או לאסוף את הביצים מהתחתיות האקווריום באמצעות SMהכל בניכוי (גודל נטו 5 ס&quot;מ x 5 ס&quot;מ, גודל החור 0.2 מ&quot;מ x 0.2 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוטפים את אשכול ביצה עם מים זורמים מהברז במשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף את כל אשכולות ביצת השטופה 30x פתרון ERM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את האשכולות מהפתרון לאחר 1 דקות ומניחים אשכולות הביצה בין מגבות נייר היבשות אנד רול בעדינות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכניסים את הביצים בחזרה ERM 30x. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר ביצים מופרות תחת מיקרוסקופ לנתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקום שנבחר 810 ביצי ERM 1x בשש-גם צלחות פלסטיק באמצעות מלקחיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדגור על הביצים של 25 ± 0.1 ° C באינקובטור עד לשלב ההתפתחותי 21. (שלבי ההתפתחות של עוברי medaka הוגדרו מהעבודה של Iwamatsu 10.) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחרו ביצים וטופחו על השלב ההתפתחותי 21 תחת מיקרוסקופ לנתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף ביצים שנבחרו עם ERM 1x. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נושא את הביצים שטופות לניסויי חשיפה (סעיף 4). </li></ol> 4. בדיקת רעילות של SNCs או אגנו 3 </sub&gt; ב למליחות ERM השונה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף ביצים Medaka (שלב 21) שלוש פעמים עם פתרון המבחן [SNCs (10 מ&quot;ג / ל -1) או אגנו 3 (15.7 מ&quot;ג / ל -1 ל -10 מ&quot;ג / ל -1 כסף) בכל ריכוז של ERM (1x, 5x , 10x, 15x, 20x, 30x או) ב- pH 7]. כפי שולט, להשתמש ביצי 1 × 30 × ERM ב- pH 7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 15 ביצים שטפו עד 5 מיליליטר של כל פתרון מבחן בצלחות פלסטיק שש היטב. (בצע את ניסויי החשיפה שלוש פעמים במשך SNC או אגנו רעיל 3 בדיקות באמצעות כל פתרון מבחן.) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעטוף את הצלחות בנייר אלומיניום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירת הצלחות העטופות ב 25 ° C בחושך עד בקיעה או במשך 14 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את הביצים החשופות כל 24 שעות עבור שינויים ביולוגיים וביצים מתות (איורים 1 ו -2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להחליף את פתרונות בדיקה כל 24 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו תצפיות כדלקמן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום 6 של חשיפה, לספור את קצב הלב (מחיר 15 שניות) oעוברים Medaka f תחת מיקרוסקופ לנתח באמצעות סטופר (איור 3 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום 6 של חשיפה, למדוד את גודל העין (קוטר) של עוברים medaka תחת מיקרוסקופ לנתח באמצעות מיקרומטר (איור 3B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום הבקיעה, למדוד את אורכי גוף מלא של הזחלים תחת מיקרוסקופ לנתח באמצעות מיקרומטר (איור 3c). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספור את המספר הכולל של ביצים חשופות שבוקעות במשך 14 הימים (איור 3D). </li></ol></li></ol> בידוד 5. של כסף מסיס מפתרון SNC, וניתוח כסף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבודד כסף מסיס מכל פתרון SNC (תערובת של קולואידים כסף וכסף מסיס) על ידי סינון דרך פילטר קרום 3 kDa ב 14,000 x ז ו -4 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות. שימוש במסנן קרום 3 kDa לבודד כסף מסיס מן SNCs, משום בקוטר הממוצע המדווחים של SNCs מצטבר ב ERM 1x הוא 67.8 ננומטר 11 אnd כי של Ag + הוא 0.162 ננומטר 12; קרום 3 kDa כולל חלקיקים בקוטר של 2 ננומטר או יותר 13. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את ריכוז הכסף ב 50 μl של פתרון מסונן (= ריכוז הכסף המסיס) על ידי (3E איור) ניתוח ICP-MS בהתאם למדריך 8 פועלי ICP-MS. השיטה המקדימה עבור ICP-MS הניתוחי מתוארת בסעיף 7. </li></ol> 6. מדידת כסף פגיעה מתמשכת ב Medaka עוברים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף ביצים Medaka (שלב 21) כדי SNCs או אגנו 3 כמפורט בסעיף 4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום 6 של חשיפה, להסיר סיסי מן הביצה (כלומר, dechorion) באמצעות medaka בקיעת אנזים לפי הפרוטוקול המתואר בספר Medaka 14. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את ריכוז הכסף של ביצי dechorioned ניתוח ICP-MS פי (3F איור) ידני 8 פועלי ICP-MS. המקדיםשיטת ICP-MS הניתוחי מתוארת בסעיף 7. </li></ol> מדידה 7. הריכוזיות כסף על ידי ICP-MS Analysis <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף דוגמאות [50 μl של פתרון כסף (עבור אימות של ריכוז כסף; סעיף 1); שלושה עוברי dechorionated (סעיף 5); או 50 μl של פתרון מסוננים (סעיף 5)] כדי מבחנה טפלון 50 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 2.0 מ&quot;ל של חומצה חנקתית ultrapure אל מבחנה 50 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את התערובת על פלטה חשמלית ב 110 מעלות צלזיוס עד ממש לפני שהוא מתייבש (כ -3 שעות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לפזר את החומר האורגני לחלוטין, להוסיף 2.0 מ&quot;ל של חומצה חנקתית ultrapure ו -0.5 מ&quot;ל של מי חמצן אל מבחנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את התערובת שוב על צלחת חמה אלא רגע לפני מתייבש (כ -3 שעות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים את שאריות 4 מ&quot;ל של תמיסת חומצה חנקתית ultrapure 1.0%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברה 4 מיליליטר של תמיסה לצינור צנטריפוגות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על 7.6 כדי 7.7 פעמים (בסך הכל שלוש פעמים). ההיקף הסופי הוא 12.0מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את ריכוז כסף של המדגם (מומס חומצה חנקתית ultrapure 1.0%) באמצעות ניתוח ICP-MS בהתאם למדריך ההפעלה 8. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש פנימי פתרון סטנדרטי חיצוני (ראה רשימת חומרים) לכמת את ריכוז הכסף. הפתרון תקן פנימי וחיצוני הוא מוכר על ידי האגודה האמריקאית הלאומית להסמכת מעבדות (A2LA). גבולות איתור של כסף היו מ&quot;ל 0.0018 ng / -1 (פתרון) ו 0.016 ng מ&quot;ג משקל -1 (גוף העובר). </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2 Effects on Biotic Systems. , (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> National Coastal Condition Report. , (2001).</li><li>Sakaizumi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+inorganic+salts+on+mercury-compound+toxicity+to+the+embryos+of+the+Medaka,+Oryzias+latipes.">Effect of inorganic salts on mercury-compound toxicity to the embryos of the Medaka, Oryzias latipes.</a> J. Fac. Sci. Univ. Tokyo. 14 (4), 369-384 (1980).</li><li>Sumitani, K., Kashiwada, S., Osaki, K., Yamada, M., Mohri, S., Yasumasu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medaka+(Oryzias+latipes)+Embryo+toxicity+of+treated+leachate+from+waste-landfill+sites.">Medaka (Oryzias latipes) Embryo toxicity of treated leachate from waste-landfill sites.</a> J. Jpn. Soc. Waste Manage. Exp. 15 (6), 472-479 (2004).</li><li>Kashiwada, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+Nanoparticles+in+the+See-through+Medaka+(Oryzias+latipes).">Distribution of Nanoparticles in the See-through Medaka (Oryzias latipes).</a> EHP. 114 (11), 1697-1702 (2006).</li><li>Iwamatsu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Integrated Book for the Biology of the Medaka. , (2006).</li><li>Miyamoto, T., Machida, T., Kawashima, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+environmental+salinity+on+the+development+of+chloride+cells+of+freshwater+and+brackish-water+medaka,+Oryzias+latipes.">Influence of environmental salinity on the development of chloride cells of freshwater and brackish-water medaka, Oryzias latipes.</a> Zoo. Sci. 3 (5), 859-865 (1986).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> XSERIES 2 ICP-MS Getting Started Guide Revision B - 121 9590. , (2007).</li><li>Kashiwada, S., Ariza, M. E., Kawaguchi, T., Nakagame, Y., Jayasinghe, B. S., Gartner, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+nanocolloids+disrupt+medaka+embryogenesis+through+vital+gene+expressions.">Silver nanocolloids disrupt medaka embryogenesis through vital gene expressions.</a> ES &amp; T. 46 (11), 6278-6287 (2012).</li><li>Iwamatsu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stages+of+normal+development+in+the+medaka+Oryzias+latipes.">Stages of normal development in the medaka Oryzias latipes.</a> Mech. Dev. 121, 605-618 (2004).</li><li>Kataoka, C., Ariyoshi, T., Kawaguchi, H., Nagasaka, S., Kashiwada, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salinity+increases+the+toxicity+of+silver+nanocolloids+to+Japanese+medaka+embryos.">Salinity increases the toxicity of silver nanocolloids to Japanese medaka embryos.</a> Environ. Sci.: Nano. 2, 94-103 (2014).</li><li>Shannon, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revised+effective+ionic+radii+and+systematic+studies+of+interatomic+distances+in+halides+and+chalcogenides.">Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides.</a> Acta Cryst. 32, 751-767 (1976).</li><li>Wakamatsu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Medaka Book, 6.1: Preparation of hatching enzyme. , (2015).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Medaka הוא דג מים מתוקים, שהינו סובלני מי ים; זה לא ידוע היטב כי הגידול הטבעי המקורי של הדג הזה היה מים מלוחים מול חופי היפני 6. לפיכך, דגי medaka יש מפותח תאי כלוריד 7. מאפיין ייחודי זה מספק למדענים דרך חדשה לבדוק את רעילות של כימיקלים בסביבה כפונקציה של מליחות (מים...

מאז הקמתה של הארגון לשיתוף פעולה ולפיתוח כלכלי (OECD) הנחיות הבדיקה לכימיקלים בדיקות בשנת 1979, 38 הנחיות הבדיקה פורסמו בסעיף 2 של הנחיות, השפעות על ביוטי מערכות 1. כל אורגניזמים הימיים נבדקו כבר מן בתי גידול של מים מתוקים, צמחי מים מתוקים כלומר; אַצוֹת; חסרי חוליות כגון דפניות ו chironomids; ודגים כגון medaka, דג זברה, ו פורל קשת. בהשוואה לסביבות מים מלוחות, מים מתוקי סביבות מושפעות באופן ישיר יותר על ידי פעילות כלכלית ותעשייתית אדם. לכן, בסביבות מים מתוקים כבר עדיפות לבדיקה משום שהם נמצאים בסיכון גבוה יותר מזיהום. באזורי החוף, כולל שפכי נהרות, למליחות להשתנות בין תנאי מים מליחים ומי ים, ואזורים אלה מזוהמים לעיתים קרובות על ידי פעילות תעשייתית 2. באזורי החוף ביצות הקשורים בהם מאופיינים high מגוון ביולוגי ופריון אקולוגי. מערכות אקולוגיות החוף ולכן צריך להיות מוגן מפני זיהום כימי. עם זאת, יש הוגבל מחקר ecotoxicological בבתי גידול מים מליחים ומי ים. Sakaizumi 3 בחן את האינטראקציות רעילים בין מתיל-כספית ומליחות בביצים Medaka היפני ומצא כי להגביר את הלחץ האוסמוטי של פתרון המבחן משופרת הרעילות של מתיל-כספית. . Sumitani ואח 4 בשימוש ביצים Medaka לחקור את הרעילות של התשטיפים הטמנה; הם מצאו כי השקילות האוסמוטי של התשטיפים אל הביצים היו המפתח גרימת מומים במהלך embryogenesis. בנוסף, Kashiwada 5 דיווחה כי חלקיקי פלסטיק (39.4 ננומטר בקוטר) חלחלו בקלות הדרך הסיסית medaka הביצה בתנאים מליחים (15x הבינוני גידול העובר (ERM)). דגם דגים קטן טיפוסי, Medaka היפני (latipes Oryzias </em&gt;) נעשה שימוש בביולוגיה בסיסית ecotoxicology 6. Medaka היפני יכול לחיות בתנאים החל מים מתוקים מי ים בגלל תאי כלוריד המפותחים ביותר שלהם 7. לכן הם עשויים להיות שימושיים לבדיקה בתנאים עם מגוון רחב של למליחות.

<table><tbody><tr><td>Silver nanocolloids</td><td>Utopia Silver Supplements</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Nacalai Tesque, Inc.</td><td>31319-45</td><td>For making ERM</td></tr><tr><td>KCl</td><td>Nacalai Tesque, Inc.</td><td>28513-85</td><td>For making ERM</td></tr><tr><td>CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;&amp;middot;2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Nacalai Tesque, Inc.</td><td>06730-15</td><td>For making ERM</td></tr><tr><td>MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&amp;middot;7H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Nacalai Tesque, Inc.</td><td>21002-85</td><td>For making ERM</td></tr><tr><td>NaHCO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;&amp;nbsp;</td><td>Nacalai Tesque, Inc.</td><td>31212-25</td><td>For making ERM</td></tr><tr><td>AgNO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;</td><td>Nacalai Tesque, Inc.</td><td>31018-72</td><td></td></tr><tr><td>pH meter</td><td>HORIBA, Ltd.</td><td>F-51S</td><td></td></tr><tr><td>Balance</td><td>Mettler-Toledo International Inc.</td><td>MS204S</td><td></td></tr><tr><td>medaka (&lt;em&gt;Oryzias latipes&lt;/em&gt;) orange-red strain</td><td>National Institute for Environmental Studies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>medaka flow-through culturing system</td><td>Meito Suien Co.</td><td>MEITOsystem</td><td></td></tr><tr><td>Artemia salina nauplii eggs</td><td>Japan pet design Co. Ltd</td><td>4975677033759</td><td></td></tr><tr><td>aeration pump</td><td>Japan pet design Co. Ltd</td><td>non-noise w300</td><td></td></tr><tr><td>Otohime larval &amp;beta;-1</td><td>Marubeni Nissin Feed Co. Ltd</td><td>Otohime larval &amp;beta;-1</td><td>Artificial dry fish diet</td></tr><tr><td>dissecting microscope</td><td>Leica microsystems</td><td>M165FC</td><td></td></tr><tr><td>micrometer</td><td>Fujikogaku, Ltd.</td><td>10450023</td><td></td></tr><tr><td>incubator</td><td>Nksystem</td><td>TG-180-5LB</td><td></td></tr><tr><td>shaker</td><td>ELMI Ltd.</td><td>Aizkraukles 21-136</td><td></td></tr><tr><td>6-well plastic plates</td><td>Greiner CELLSTAR</td><td>M8562-100EA</td><td></td></tr><tr><td>aluminum foil</td><td>AS ONE Co.</td><td>6-713-02</td><td></td></tr><tr><td>stopwatch</td><td>DRETEC Co. Ltd.</td><td>SW-111YE</td><td></td></tr><tr><td>3 kDa membrane filter</td><td>EMD Millipore Corporation</td><td>0.5 ml centrifugal-type filter</td><td></td></tr><tr><td>50 ml Teflon beaker</td><td>AS ONE Co.</td><td>33431097</td><td></td></tr><tr><td>Custom claritas standard</td><td>SPEXertificate</td><td>ZSTC-538</td><td>For internal standard</td></tr><tr><td>Custom claritas standard</td><td>SPEXertificate</td><td>ZSTC-622</td><td>For external standard</td></tr><tr><td>ultrapure nitric acid</td><td>Kanto Chemical Co.</td><td>28163-5B</td><td></td></tr><tr><td>hydrogen peroxide&amp;nbsp;</td><td>Kanto Chemical Co.</td><td>18084-1B</td><td>for atomic absorption spectrometry</td></tr><tr><td>ICP-MS</td><td>Thermo Scientific</td><td>Thermo Scientific X Series 2&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>hot plate</td><td>Tiger Co.</td><td>CRC-A300</td><td></td></tr></tbody></table>

salinity-dependent toxicity assay of silver nanocolloids using medaka eggs

מליחות היא מאפיין חשוב של הסביבה המימית. לאורגניזמים מימיים הוא מגדיר את בתי הגידול של מים מתוקים, מים מליחים, ומי ים. בדיקות הרעילות של חומרים כימיים והערכות הסיכונים האקולוגיים שלהם לאורגניזמים מימיים מבוצעות לעתים קרובות במים מתוקים, אך הרעיל של כימיקלים לאורגניזמים מימיים תלוי pH, טמפרטורה, ומליחויות. אין שיטה, עם זאת, לבדיקת התלות המליחה רעילה לאורגניזמים מימיים. הנה, השתמשנו medaka (Oryzias latipes) כי הם יכולים להסתגל מים מתוקים, מים מליחים, ומי ים. ריכוזים שונים של המדיום העובר לגידול (ERM) (1x, 5x, 10x, 15x, 20x, ו- 30x) הועסקו כדי לבדוק את רעילות של חלקיקים nanocolloidal כסף (SNCs) כדי Medaka ביצים (ERM 1x ו 30x ERM יש מקבילה לחץ אוסמוטי כדי מים מתוקים ומי ים, בהתאמה). בשש-גם צלחות פלסטיק, 15 ביצי Medaka בשלושה עותקים נחשפו SNCs ב 10 מ&quot;ג / L &amp;# 8722; 1 בריכוזים שונים של ERM ב- pH 7 ו -25 ° C בחושך. אנו השתמשנו במיקרוסקופ לנתח מיקרומטר למדוד את קצב לב לכל 15 קוטר שניות ועין ביום 6 ואורך גוף מלא של הזחלים על בקיעת יום (סעיף 4). עובר נצפו עד בקיעה או יום 14; אז אנחנו נספר שיעור הבקיעה כל יום במשך 14 ימים (סעיף 4). כדי לראות הצטברות כסף בעוברים, השתמשנו מצמידים אינדוקטיבי ספקטרומטריית מסה פלזמה למדוד את ריכוז כסף של פתרונות בדיקה (סעיף 5) ועוברים dechorionated (סעיף 6) .the רעילות של SNCs עוברי medaka ברור גדל עם הגדלת המליחות. שיטה חדשה זו מאפשרת לנו לבדוק את הרעילות של כימיקלים במליחות שונה.

השפעת המליחות על רעילות SNC היה מאוד ברור: אינדוקציה של מום או מוות היה מליחות תלויים (איורים 1 ו -2). מדדנו סמנים פנוטיפי (קצב לב, גודל עין, אורך גוף מלא, וקצב בקיעה) ב SNC (10 מ&quot;ג / ל -1) עובר -exposed. הסמנים פנוטיפי הללו גילו רעילות SNC תל?...

Watch this Scientific Journal Video about Salinity-dependent Toxicity Assay of Silver Nanocolloids Using Medaka Eggs at JoVE.com

Salinity-dependent Toxicity Assay of Silver Nanocolloids Using Medaka Eggs

Embryonic stages are the most susceptible to xenobiotics. Although chemical toxicity depends on salinity, no method exists to test the salinity dependence of toxicity to aquatic organisms. Here, we describe a new and high-throughput method for determining the salinity dependence of toxicity to aquatic embryos.

מליחות תלויות Assay הרעילה של הכסף Nanocolloids שימוש Medaka ביצים

Salinity is an important characteristic of the aquatic environment. For aquatic organisms it defines the habitats of freshwater, brackish water, and ...

salinity-dependent-toxicity-assay-silver-nanocolloids-using-medaka

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

7.9K Views.  Toyo University. Embryonic stages are the most susceptible to xenobiotics. Although chemical toxicity depends on salinity, no method exists to test the salinity dependence of toxicity to aquatic organisms. Here, we describe a new and high-throughput method for determining the salinity dependence of toxicity to aquatic embryos.

Video: Salinity-dependent Toxicity Assay of Silver Nanocolloids Using Medaka Eggs

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food webs. Toxicity testing based on microorganisms are widely used because they are relatively quick, reproducible, cheap, and are not associated with ethical issues. Here, we describe an ecotoxicological method to evaluate the biological response of the marine bacterium Vibrio anguillarum. This method assesses the acute toxicity of chemical compounds, including new contaminants such as nanoparticles, as well as environmental samples. The endpoint is the reduction of bacterial culturability (i.e., the capability to replicate and form colonies) due to exposure to a toxicant. This reduction can be generally referred to as mortality. The test allows for the determination of the LC50, the concentration that causes a 50% decrease of bacteria actively replicating and forming colonies, after a 6 h exposure. The culturable bacteria are counted in terms of colony forming units (CFU), and the &#34;mortality&#34; is evaluated and compared to the control. In this work, the toxicity of copper sulphate (CuSO4) was evaluated. A clear dose-response relationship was observed, with a mean LC50 of 1.13 mg/L, after three independent tests. This protocol, compared to existing methods with microorganisms, is applicable in a wider range of salinity and has no limitations for colored/turbid samples. It uses saline solution as the exposure medium, avoiding any possible interferences of growth medium with the investigated contaminants. The LC50 calculation facilitates comparisons with other bioassays commonly applied to ecotoxicological assessments of the marine environment.

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

This work describes a new protocol to assess the ecotoxicity of pollutants, including emerging contaminants such as nanomaterials, using the marine bacterium Vibrio anguillarum. This method allows for the determination of the LC50, or mortality, the concentration that causes a 50% decrease in bacteria culturability, after a 6 h exposure.

שיטה אקוטוקסיקולוגית עם חיידקים ימיים<em&gt; תזונת ויבריו</em&gt; כדי להעריך את רעילות חריפה של מזהמים סביבתיים

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food ...

Environment

Drug Treatment and In Vivo Imaging of Osteoblast-Osteoclast Interactions in a Medaka Fish Osteoporosis Model

Bone-forming osteoblasts interact with bone-resorbing osteoclasts to coordinate the turnover of bone matrix and to control skeletal homeostasis. Medaka and zebrafish larvae are widely used to analyze the behavior of bone cells during bone formation, degeneration, and repair. Their optical clarity allows the visualization of fluorescently labeled bone cells and fluorescent dyes bound to the mineralized skeletal matrix. Our lab has generated transgenic medaka fish that express the osteoclast-inducing factor Receptor Activator of Nuclear-factor &#954;B Ligand (RANKL) under the control of a heat&#160;shock-inducible promoter. Ectopic expression of RANKL results in the excess formation of activated osteoclasts, which can be visualized in reporter lines with nlGFP expression under the control of the cathepsin K (ctsk) promoter. RANKL induction and ectopic osteoclast formation leads to severe osteoporosis-like phenotypes. Compound transgenic medaka lines that express ctsk:nlGFP in osteoclasts, as well as mCherry under the control of the osterix (osx) promoter in premature osteoblasts, can be used to study the interaction of both cell types. This facilitates the in vivo observation of cellular behavior under conditions of bone degeneration and repair. Here, we describe the use of this system to test a drug commonly used in human osteoporosis therapy and describe a protocol for live imaging. The medaka model complements studies in cell culture and mice, and offers a novel system for the in vivo analysis of drug action in the skeletal system.

Drug Treatment and In Vivo Imaging of Osteoblast-Osteoclast Interactions in a Medaka Fish Osteoporosis Model

Small laboratory fish have become popular models for bone research on the mechanisms underlying human bone disorders and for the screening of bone-modulating drugs. In this report, we describe a protocol to assess the effect of alendronate on bone cells in medaka larvae with osteoporotic lesions.

ותרופות טיפול<em&gt; In vivo</em&gt; הדמיה של אוסטאובלסטים-osteoclast אינטראקציות במודל אוסטאופורוזיס Medaka דגים

Bone-forming osteoblasts interact with bone-resorbing osteoclasts to coordinate the turnover of bone matrix and to control skeletal homeostasis. Medaka ...

Use of Autometallography to Localize and Semi-Quantify Silver in Cetacean Tissues

Silver nanoparticles (AgNPs) have been extensively used in commercial products, including textiles, cosmetics, and health care items, due to their strong antimicrobial effects. They also may be released into the environment and accumulate in the ocean. Therefore, AgNPs are the major source of Ag contamination, and public awareness of the environmental toxicity of Ag is increasing. Previous studies have demonstrated the bioaccumulation (in producers) and magnification (in consumers/predators) of Ag. Cetaceans, as the apex predators of ocean, may have been negatively affected by the Ag/Ag compounds. Although the concentrations of Ag/Ag compounds in cetacean tissues can be measured by inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS), the use of ICP-MS is limited by its high capital cost and the requirement for tissue storage/preparation. Therefore, an autometallography (AMG) method with an image quantitative analysis by using formalin-fixed, paraffin-embedded (FFPE) tissue may be an adjuvant method to localize Ag distribution at the suborgan level and estimate the Ag concentration in cetacean tissues. The AMG positive signals are mainly brown to black granules of various sizes in the cytoplasm of proximal renal tubular epithelium, hepatocytes, and Kupffer cells. Occasionally, some amorphous golden yellow to brown AMG positive signals are noted in the lumen and basement membrane of some proximal renal tubules. The assay for estimating the Ag concentration is named the Cetacean Histological Ag Assay (CHAA), which is a regression model established by the data from image quantitative analysis of the AMG method and ICP-MS. The use of AMG with CHAA to localize and semi-quantify heavy metals provides a convenient methodology for spatio-temporal and cross-species studies.

A protocol is presented to localize Ag in cetacean liver and kidney tissues by autometallography. Furthermore, a new assay, named the cetacean histological Ag assay (CHAA) is developed to estimate the Ag concentrations in those tissues.

השימוש Autometallography כדי להתאים לשפה וכסף למחצה לכמת ברקמות נושפים

Silver nanoparticles (AgNPs) have been extensively used in commercial products, including textiles, cosmetics, and health care items, due to their strong ...

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

Ecotoxicity data is a requirement for pre- and post-market registration of chemicals by European and international regulations (e.g., REACH). The algal toxicity test is frequently used in regulatory risk assessment of chemicals. In order to achieve high reliability and reproducibility the development of standardized guidelines is vital. For algal toxicity testing, the guidelines require stable and uniform conditions of parameters such as pH, temperature, carbon dioxide levels and light intensity. Nanomaterials and other so-called difficult substances can interfere with light causing a large variation in results obtained hampering their regulatory acceptance. To address these challenges, we have developed LEVITATT (LED Vertical Illumination Table for Algal Toxicity Tests). The setup utilizes LED illumination from below allowing for a homogenous light distribution and temperature control while also minimizing intra-sample shading. The setup optimizes the sample volume for biomass quantification and does at the same time ensure a sufficient influx of CO2 to support exponential growth of the algae. Additionally, the material of the test containers can be tailored to minimize adsorption and volatilization. When testing colored substances or particle suspensions, the use of LED lights also allows for increasing the light intensity without additional heat generation. The compact design and minimal equipment requirements increase the possibilities for implementation of the LEVITATT in a wide range of laboratories. While compliant with standardized ISO and OECD guidelines for algal toxicity testing, LEVITATT also showed a lower inter-sample variability for two reference substances (3,5-Dicholorophenol and K2Cr2O7) and three nanomaterials (ZnO, CeO2, and BaSO4) compared to Erlenmeyer flasks and microtiter plates.

We demonstrate algal toxicity testing for difficult substances (e.g., colored substances or nanomaterials) using a setup illuminated vertically with an LED.

התקנה בקנה מידה קטן לבדיקת רעילות אצות של ננו חומרים וחומרים קשים אחרים

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

Lethality Bioassay Using Artemia salina L.

Natural products have been used since ancient times to produce medicines. Nowadays, there are plenty of chemotherapeutic drugs obtained from natural sources and used against a plethora of diseases. Unfortunately, most of these compounds often display systemic toxicity and adverse effects. In order to better evaluate the tolerability of selected potentially bioactive samples, brine shrimp (Artemia salina) is generally used as a model in lethality studies. The A. salina test is based on the ability of the studied bioactive compounds to kill the microcrustaceans in their larval stage (nauplii). This method represents a convenient starting point for cytotoxicity studies, as well as for the general toxicity screening of synthetic, semisynthetic, and natural products. It can be considered a simple, quick, and low-cost assay, compared to many other assays (in vitro cells or yeast strains, zebrafish, rodents) generally suitable for the aforementioned purposes; moreover, it can be easily performed even without any specific training. Overall, A. salina assay represents a useful tool for the preliminary toxicity evaluation of selected compounds and the bio-guided fractionation of natural product extracts.

Lethality Bioassay Using Artemia salina L.

This work aims to evaluate and review the Artemia salina lethality bioassay procedure, also identified as brine shrimp lethality assay. This simple and cheap method gives information about the general toxicity (considered as a preliminary toxicity evaluation) of samples, namely, natural products.

קטלניות ביואסאי באמצעות ארטמיה סלינה L.

Natural products have been used since ancient times to produce medicines. Nowadays, there are plenty of chemotherapeutic drugs obtained from natural ...

Chemistry

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish water and sediment. The choice of biological indicators must be based on reliable scientific knowledge and, possibly, on the availability of standardized procedures. In this article, we present a standardized protocol that used the marine crustacean Artemia to evaluate the toxicity of chemicals and/or of marine environmental matrices. Scientists propose that the brine shrimp (Artemia) is a suitable candidate for the development of a standard bioassay for worldwide utilization. A number of papers have been published on the toxic effects of various chemicals and toxicants on brine shrimp (Artemia). The major advantage of this crustacean for toxicity studies is the overall availability of the dry cysts; these can be immediately used in testing and difficult cultivation is not demanded1,2. Cyst-based toxicity assays are cheap, continuously available, simple and reliable and are thus an important answer to routine needs of toxicity screening, for industrial monitoring requirements or for regulatory purposes3. The proposed method involves the mortality as an endpoint. The numbers of survivors were counted and percentage of deaths were calculated. Larvae were considered dead if they did not exhibit any internal or external movement during several seconds of observation4. This procedure was standardized testing a reference substance (Sodium Dodecyl Sulfate); some results are reported in this work. This article accompanies a video that describes the performance of procedural toxicity testing, showing all the steps related to the protocol.

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

This study concerns the development and standardization of a valuable methodological protocol to determine long-term (14 days) lethal toxicity exerted by chemical substances, industrial wastewater or sewage and liquid environmental samples on the saltwater crustacean, Artemia franciscana.

לטווח ארוך רעילות מבחן קטלני עם לסרטן הארטמיה franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Biology

Rapid Evaluation of Toxicity of Chemical Compounds Using Zebrafish Embryos

The zebrafish is a widely used vertebrate model organism for the disease and phenotype-based drug discovery. The zebrafish generates many offspring, has transparent embryos and rapid external development. Zebrafish embryos can, therefore, also be used for the rapid evaluation of toxicity of the drugs that are precious and available in small quantities. In the present article, a method for the efficient screening of the toxicity of chemical compounds using 1-5-day post fertilization embryos is described. The embryos are monitored by stereomicroscope to investigate the phenotypic defects caused by the exposure to different concentrations of compounds. Half-maximal lethal concentrations (LC50) of the compounds are also determined. The present study required 3-6 mg of an inhibitor compound, and the whole experiment takes about 8-10 h to be completed by an individual in a laboratory having basic facilities. The current protocol is suitable for testing any compound to identify intolerable toxic or off-target effects of the compound in the early phase of drug discovery and to detect subtle toxic effects that may be missed in the cell culture or other animal models. The method reduces procedural delays and costs of drug development.

Zebrafish embryos are used for evaluating the toxicity of chemical compounds. They develop externally and are sensitive to chemicals, allowing detection of subtle phenotypic changes. The experiment only requires a small amount of compound, which is directly added to the plate containing embryos, making the testing system efficient and cost-effective.

הערכה מהירה של רעילות של תרכובות כימיות באמצעות עוברי הדגים Zebrafish

The zebrafish is a widely used vertebrate model organism for the disease and phenotype-based drug discovery. The zebrafish generates many offspring, has ...

Medicine

מקבץ בדיקות התנהגותיות להערכת השפעות נוירוטוקסיות בדגי זברה בוגרים

Neurotoxicity Assessment in Adult Danio rerio using a Battery of Behavioral Tests in a Single Tank

The presence of neuropathological effects proved to be, for many years, the main endpoint for assessing the neurotoxicity of a chemical substance. However, in the last 50 years, the effects of chemicals on the behavior of model species have been actively investigated. Progressively, behavioral endpoints were incorporated into neurotoxicological screening protocols, and these functional outcomes are now routinely used to identify and determine the potential neurotoxicity of chemicals. Behavioral assays in adult zebrafish provide a standardized and reliable means to study a wide range of behaviors, including anxiety, social interaction, learning, memory, and addiction. Behavioral assays in adult zebrafish typically involve placing the fish in an experimental arena and recording and analyzing their behavior using video tracking software. Fish can be exposed to various stimuli, and their behavior can be quantified using a variety of metrics. The novel tank test is one of the most accepted and widely used tests to study anxiety-like behavior in fish. The shoaling and social preference tests are useful in studying the social behavior of zebrafish. This assay is particularly interesting since the behavior of the entire shoal is studied. These assays have proven to be highly reproducible and sensitive to pharmacological and genetic manipulations, making them valuable tools for studying the neural circuits and molecular mechanisms underlying behavior. Additionally, these assays can be used in drug screening to identify compounds that may be potential modulators of behavior.
We will show in this work how to apply behavioral tools in fish neurotoxicology, analyzing the effect of methamphetamine, a recreational drug, and glyphosate, an environmental pollutant. The results demonstrate the significant contribution of behavioral assays in adult zebrafish to the understanding of the neurotoxicological effects of environmental pollutants and drugs, in addition to providing insights into the molecular mechanisms that may alter neuronal function.

מחבר זרקור: הערכה של שינויים סביבתיים והתנהגותיים הנגרמים על ידי תרופות בדגי זברה בוגרים 

Here, we present a comprehensive behavioral test battery, including the novel tank, Shoaling, and social preference tests, to effectively determine the potential neurotoxic effects of chemicals (e.g., methamphetamine and glyphosate) on adult zebrafish using a single tank. This method is relevant to neurotoxicity and environmental research.

מליחות תלויות Assay הרעילה של הכסף Nanocolloids שימוש Medaka ביצים

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

שיטה אקוטוקסיקולוגית עם חיידקים ימיים

ותרופות טיפול

השימוש Autometallography כדי להתאים לשפה וכסף למחצה לכמת ברקמות נושפים

התקנה בקנה מידה קטן לבדיקת רעילות אצות של ננו חומרים וחומרים קשים אחרים

קטלניות ביואסאי באמצעות ארטמיה סלינה L.

לטווח ארוך רעילות מבחן קטלני עם לסרטן הארטמיה franciscana

הערכה מהירה של רעילות של תרכובות כימיות באמצעות עוברי הדגים Zebrafish

הערכת רעילות עצבית אצל מבוגרים Danio rerio באמצעות סוללה של מבחנים התנהגותיים במיכל יחיד

הערכת רעילות עצבית אצל מבוגרים Danio rerio באמצעות סוללה של מבחנים התנהגותיים במיכל יחיד

הערכת רעילות עצבית אצל מבוגרים Danio rerio באמצעות סוללה של מבחנים התנהגותיים במיכל יחיד