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你知道生物毒性试验是怎么应用到产品安全检测上吗?
你知道斑马鱼是如何从观赏鱼成为水中毒性侦测的专家吗?
你知道斑马鱼为什么能够广泛应用在不同的科技领域吗?
台湾水产试验所的专刊中介绍了生物毒性试验的发展历程,以及技术在日常消费品,包括食品、药品、化妆品等多个范畴的产品安全检验上的应用,尤其介绍了,我们水中银 (国际) 生物科技有限公司 (Vitargent)在生物检测上的创新。
香港水中银 (国际) 生物科技有限公司 (Vitargent),首创了利用基因改造鲭鳉鱼和斑马鱼胚胎进行毒性测试,透过这种检测技术,专家们可以快速并且准确地对产品进行各项安全性检测及风险评估,从而让消费者吃得安心、用得放心。
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精彩回顾
我们一起来看看!
随着科技的突飞猛进,生活水平大幅提升,我们身边出现了越来越多的污染物质,包括农鱼用药、工业废水、塑化剂、人工雌激素等等。这些污染物大量散布在大气和水环境单当中,不仅危害大家的健康生活,甚至也会破坏生态环境。
生物毒性试验
针对这个问题,近几十年,许多国家已经开始了应用水生生物进行水生环境毒性测试,他们通过这个测试来评估,特定的物质是否会对水生生物造成危害,以及侦测水质是否受到有毒物质的污染。
在生物毒性试验中,最常见的就是以急性致死效应作为毒性终点 (toxicity endpoints),它通过观察生物在短时间内,暴露在不同浓度的毒性物质下的死亡率,来判断其毒性的强弱。
一般来说,不同国家判断毒性强弱会有不同标准。
就我国而言,根据有毒物质对水生生物毒性强弱的分类,则会把它们分成成剧毒、 中等毒、轻毒和低毒四大类型 。
农药对水生物毒性分类
备注:淡水鱼类:以虹鳟、蓝腮鱼或鲤鱼为主;淡水无脊椎生物:以Daphnidae科之水蚤为主
资料来源:农药对水生物毒性分类及审核管理规定
那么,水生生物毒性试验都是采用什么生物进行试验呢?
目前国际对于水生生物急毒性 (acute toxicity) 试验,针对不同类型将会采用不同的生物预测系统,包括了无脊椎动物、 脊椎动物及藻类等。
在水生脊椎动物的急毒性试验当中,最常见的就是以鱼类为实验体进行测试,其中的斑马鱼就是经济合作暨发展组织 (OECD) 和美国环保署 (USEPA) 推荐使用于水生急毒性试验的鱼种 。
水生生物毒性试验常用的淡、海水鱼
修改自OECD guideline for testing of chemicals 212, 1998
认识斑马鱼
斑马鱼是淡水鱼的一种,它的名称来源于本身的斑马条纹,除此以外人们还称它为蓝条鱼、花条鱼、蓝斑鱼、鱼、斑马鱼。
斑马鱼原本是栖息在、、孟加拉共和国、缅甸和尼泊尔等内陆水域的,但后来因为它本身色彩显眼而且种类繁多,以至于被世界各地引进,成为水族馆的淡水观赏鱼之一。
斑马鱼(Danio rerio)
到了1970年,斑马鱼开始受到研究人员的关注。
在脊椎动物发育学的胚胎发育、神经 发育、细胞凋亡、药物筛选及毒性测试等研究中,斑马鱼逐渐成为了水生脊椎模式动物 (model animal)的重要代表。
斑马鱼的优势
众多的种类当中,为什么选择斑马鱼作为代表呢?
原来斑马鱼之所以能够广泛应用在不同科学领域,这主要得益于它自身的多项优势:
自身优势
1、斑马鱼个体小,成鱼大概 3 厘米——节省饲养和测试空间;
2、斑马鱼体外受精,体外发育——不受母体影响,便于测试;
3、斑马鱼胚胎时期不需要进食,依靠卵黄提供发展所需的能量——避免了喂食对测试造成的干扰;
4、斑马鱼发育速度快,从受精卵到孵化变成小鱼只需要 3 天时间(其胚胎 1 天发育相当于人类胚胎的 12 周(约 4 个月)),到成鱼只需 3-4个月时间——大大节约饲养成本及测试时间;
5、斑马鱼胚胎通体透明,显微镜下各器官组织清晰可见——便于毒理反应观察;
6、斑马鱼繁殖力强,一对斑马鱼一周可产 200-300 粒鱼卵——确保科学数据的统计正确性,且使得高通量测试成为可能。
斑马鱼胚胎测试,早已成为美国FDA认可的药物毒性测试和功效评估方法,并且根据美国国立卫生研究院,在2003年已经把斑马鱼评定为及大鼠和小鼠之后第三重要模式生物。
斑马鱼胚胎呈透明状
斑马鱼已成为发育生物学及分子遗传生物学研究的模式物种,近年来,它甚至被广泛应用在:
生殖毒性 (reproductive toxicity)
发育毒性 (developmental toxicity)
急毒性、神经毒性 (neurotoxicity)
心脏毒性 (cardiotoxicity)
视觉毒性 (ocular toxicity)
内分泌失常 (endocrine disruption)
神经行为 毒性 (neurobehavioral toxicity)
肌肉毒性 (vascular toxicity) 及致癌性 (carcinogenicity)
因此,斑马鱼已成为了水生生态毒理学上非常重要的研究对象,透过观察鱼类行为、活存率、 胚胎发育、孵化率以及外部型态发育等,人们可以把该项指标作为判断毒性的依据。
斑马鱼胚胎替代动物测试
虽然斑马鱼可以作为评估生理及生态的优良毒性指标,但近年,人道团体开始呼吁【人道科学】,他们提出避免使用活体进行毒物试验造成生物的痛苦。
后来研究学者也鉴于斑马鱼胚胎诸多优点,开始以斑马鱼胚胎替代动物测试。按照欧盟动物保护法:鱼胚胎并不属于动物,而曾被国际科学家大力推荐用于替代动物测试。
检测技术应用于日用产品
小鱼的科研团队——香港水中银 (国际) 生物科技有限公司 (Vitargent),首创了利用基因改造鲭鳉鱼和斑马鱼胚胎进行毒理测试,并且该技术于2015年,获得包括“第43届日内瓦国际发明展全球至高荣誉大奖”。
这一项技术可以借由绿色荧光发光强度以及鱼胚胎发育情形,来判断受试物是否具有有害物质以及毒物含量,并且它可以在34-48 小时就可以筛选出超过1000种毒性物质。
当然,这一项生物检测技术不仅能侦测水体环境的有害物质,也可以应用在食品、药品及化妆品等多个范畴的产品安全检验上。
透过这一项检测技术,专家们可以快速并且准确地对产品进行各项安全性检测及风险评估,从而让消费者吃得安心、用得放心。
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