Quality improvement bioassay procedure in specialized laboratories

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. In the methodology of bioassay, the issues of searching for target biotests, the number of evaluated test-functions of organisms, as well as maintaining the sensitivity of the test-culture in the range specified by the methodology remain problematic.

The aim of the study was to generalize scientific approaches that contribute to improving the quality of bioassay procedures and their results: choosing the most appropriate techniques, maintaining the quality of laboratory culture, implementing systemic bioassay using several endpoints of one organism.

Research methods. During 2006-2024, research work was carried out in the laboratory of bioassay at Vyatka State University (Kirov, Russia), according to the results of which scientific approaches to improving the quality of bioassay procedures were further proposed.

Results. The paper suggests three ways to improve the quality of bioassay procedures for specialized laboratories. The algorithm for selecting the bioassay method should be based on determining the sensitivity of the available methods of analysis. The approach works when the main pollutants (priority toxicants) are known. In addition, it is recommended to conduct regular in-laboratory quality control of the test culture, including an assessment of the sensitivity of organisms to a reference toxicant and a set of vital signs. For multicellular organisms, this is the average duration of life, the beginning of reproduction, the daily increase in mortality, etc.; for single-celled organisms, it is an increase in biomass or the number of cells. Then, in order to predict the environmental impact of pollution, it is recommended to estimate a few endpoints of exposure per standardized species.

Conclusion. The implementation of the concept of "reasonable choice of methods + quality of test-culture + assessment of the spectrum of body reactions" will save labor and time resources, obtain reproducible results, which is especially important in conditions of long-term environmental monitoring.

About the authors

Anna S. Olkova

Vyatka State University

Author for correspondence.
Email: usr08617@vyatsu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5798-8211
SPIN-code: 4874-9240
Scopus Author ID: 57195523346
ResearcherId: E-8963-2018

Doctor of Biological Sciences, Docent, Professor of the Department of Ecology and Environmental Management

 

Russian Federation, 36, Moskovskaya Str., 610000, Kirov, Russian Federation

References

  1. Olkova, A. S. (2018). Current trends in the development of the methodology of aquatic media biotesting. Water and Ecology: Problems and Solutions, 2(74), 40-50. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2018.20.2.40-50 EDN: https://elibrary.ru/XUAMAP
  2. Olkova, A. S. (2020). Development of a biotesting strategy for aquatic environments taking into account the multifactorial nature of test organism responses (Doctoral dissertation). Vladimir: Vladimir State University. 359 p. EDN: https://elibrary.ru/IRBGXV
  3. Capela, R., Garric, J., Castro, L. F. C., & Santos, M. M. (2020). Embryo bioassays with aquatic animals for toxicity testing and hazard assessment of emerging pollutants: A review. Science of The Total Environment, 705, 135740. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135740 EDN: https://elibrary.ru/VKMEUG
  4. Finlayson, K. A., van de Merwe, J. P., & Leusch, F. D. L. (2022). Review of ecologically relevant in vitro bioassays to supplement current in vivo tests for whole effluent toxicity testing - Part 2: Non-apical endpoints. Science of The Total Environment, 851(1), 158094. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158094 EDN: https://elibrary.ru/HAVIHT
  5. Frydrych, A., & Jurowski, K. (2024). Toxicity of minoxidil - Comprehensive in silico prediction of main toxicity endpoints: Acute toxicity, irritation of skin and eye, genetic toxicity, health effect, cardiotoxicity and endocrine system disruption. Chemico-Biological Interactions, 393, 110951. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2024.110951 EDN: https://elibrary.ru/QSHBMY
  6. Ji, X., Challis, J. K., & Brinkmann, M. (2022). A critical review of diffusive gradients in thin films technique for measuring organic pollutants: Potential limitations, application to solid phases, and combination with bioassays. Chemosphere, 287(3), 132352. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132352 EDN: https://elibrary.ru/HMGVHW
  7. Johnson, M., Finlayson, K., van de Merwe, J. P., & Leusch, F. D. L. (2024). Adaption and application of cell-based bioassays to whole-water samples. Chemosphere, 361, 142572. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.142572 EDN: https://elibrary.ru/MNOIBS
  8. Olkova, A. S., Kantor, G. Y., Kutyavina, T. I., & Ashikhmina, T. Y. (2018). The importance of maintenance conditions of Daphnia magna Straus as a test organism for ecotoxicological analysis. Environmental Toxicology and Chemistry, 37(2), 376-384. https://doi.org/10.1002/etc.3956 EDN: https://elibrary.ru/XXDRQD
  9. Pronk, T. E., Hoondert, R. P. J., Kools, S. A. E., Kumar, V., & de Baat, M. L. (2024). Bioassay predictive values for chemical health risks in drinking water. Environment International, 188, 108733. https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.108733 EDN: https://elibrary.ru/LYZOUG
  10. Rakaj, A., Morroni, L., Grosso, L., Fianchini, A., Pensa, D., Pellegrini, D., & Regoli, F. (2021). Towards sea cucumbers as a new model in embryo-larval bioassays: Holothuria tubulosa as test species for the assessment of marine pollution. Science of The Total Environment, 787, 147593. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147593 EDN: https://elibrary.ru/XISBXM
  11. Rider, C. V. (2024). Toxicology and Risk Assessment of Combined Chemicals and Nonchemical Stressors. Reference Module in Biomedical Sciences, Amsterdam: Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-95488-4.00072-3
  12. Sabotič, J., Bayram, E., Ezra, D., Gaudêncio, S. P., Haznedaroğlu, B. Z., Janež, N., Ktari, L., Luganini, A., Mandalakis, M., Safari, I., Simes, D., Strode, E., Toruńska-Sitarz, A., Varamogianni-Mamatsi, D., Varese, G. C., & Vasquez, M. I. (2024). A guide to the use of bioassays in exploration of natural resources. Biotechnology Advances, 71, 108307. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2024.108307 EDN: https://elibrary.ru/AHXUML
  13. Sysolyatina, M. A., & Olkova, A. S. (2023). Potentization of the Toxic Effect of Copper in the Presence of Lanthanum in Bioassays for Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea). Biology Bulletin, 50(10), 2677-2680. https://doi.org/10.1134/S1062359023100163 EDN: https://elibrary.ru/CJUPJD

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».