본 연구에서는 다양한 생물검정법을 이용하여 나노입자(metal-based)에 대한 독성 영향을 평가하였다. 사용한 생물검정법은 Salmonella typhimurium 변이균주를 이용하여 화학물질의 돌연변이 유발 여부를 측정하는 독성 검증방법인 Ames test와, 물질대사 과정 중 발광을 생산하는 유전자가 재조합된 ...
본 연구에서는 다양한 생물검정법을 이용하여 나노입자(metal-based)에 대한 독성 영향을 평가하였다. 사용한 생물검정법은 Salmonella typhimurium 변이균주를 이용하여 화학물질의 돌연변이 유발 여부를 측정하는 독성 검증방법인 Ames test와, 물질대사 과정 중 발광을 생산하는 유전자가 재조합된 생물발광 변이균주인 Escherichia coli DH5ɑ RB1436의 생물발광을 이용한 독성 평가, 중요 농작물로 독성 물질에 민감한 식물종인 Lactuca sativa L. (상추), Raphanus sativus L. (알타리무) 씨앗을 이용한 독성 평가를 실시하였다. 발광유전자 재조합 균주 RB1436을 이용한 독성 평가를 실시하였을 때, Fe2O3, TiO2을 제외한 나노입자는 농도가 증가할수록 생물발광 활성은 저해되는 것으로 나타났다. ZnO > CuO > Co3O4 > NiO > Fe2O3, TiO2 순으로 독성이 높은 것으로 나타났다. 2가지 씨앗종(Lactuca, Raphanus)을 이용하여 씨앗 발아와 뿌리의 생장에 근거하여 나노입자의 독성을 측정하였다. 2가지 씨앗종 모두 공통적으로 나노입자에 대한 영향은 CuO, ZnO, NiO 씨앗종마다 가지는 내성 정도의 차이와 동일 오염원이라 하더라도 씨앗, 뿌리에 미치는 독성은 상이한 것으로 나타났다. TA98균주를 이용하여 돌연변이원성 시험을 수행하였다. 나노입자 CuO, ZnO, NiO은 오염원의 농도가 증가에 따른 복귀 콜로니 수의 증가를 확인할 수 없었다. 또한 MR값이 2 미만 이었으므로 때문에 변이원성 확인 결과는 음성으로 판정하였다. 발광균주 RB1436, KG1206, RB1401의 동결 및 동결건조 과정의 적절한 동결(건조)보호시약은 균주에 따라 일부 상이하였으나 보편적으로 우수한 보호시약은 trehalose, skim milk, sucrose 로 조사되었다. 동결 전의 발광균주 RB1436과 동결 후 활성 회복시킨 RB1436을 비교 하면 나노입자 ZnO, CuO, Co3O4의 경우 동결 시킨 RB1436의 발광활성이 높은 것을 알 수 있다. 나노입자 NiO의 경우 동결 전의 RB1436의 발광활성이 큰 것을 알 수 있다. 나노입자가 주변 생태계에 미치는 영향에 대한 원인 해석은 매우 다양하고 복합적 요인들에 기인한다고 할 수 있으며, 검정법에서 이용하는 생물의 종류에 따라 오염원에 대해서 상이한 민감도와 민감도 패턴을 나타낸다. 그러므로 더욱 적절한 영향 평가를 위해서는 다양한 생물검정법에 의한 통합 결과를 이용하는 것이 더욱 적절할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 다양한 생물검정법을 이용하여 나노입자(metal-based)에 대한 독성 영향을 평가하였다. 사용한 생물검정법은 Salmonella typhimurium 변이균주를 이용하여 화학물질의 돌연변이 유발 여부를 측정하는 독성 검증방법인 Ames test와, 물질대사 과정 중 발광을 생산하는 유전자가 재조합된 생물발광 변이균주인 Escherichia coli DH5ɑ RB1436의 생물발광을 이용한 독성 평가, 중요 농작물로 독성 물질에 민감한 식물종인 Lactuca sativa L. (상추), Raphanus sativus L. (알타리무) 씨앗을 이용한 독성 평가를 실시하였다. 발광유전자 재조합 균주 RB1436을 이용한 독성 평가를 실시하였을 때, Fe2O3, TiO2을 제외한 나노입자는 농도가 증가할수록 생물발광 활성은 저해되는 것으로 나타났다. ZnO > CuO > Co3O4 > NiO > Fe2O3, TiO2 순으로 독성이 높은 것으로 나타났다. 2가지 씨앗종(Lactuca, Raphanus)을 이용하여 씨앗 발아와 뿌리의 생장에 근거하여 나노입자의 독성을 측정하였다. 2가지 씨앗종 모두 공통적으로 나노입자에 대한 영향은 CuO, ZnO, NiO 씨앗종마다 가지는 내성 정도의 차이와 동일 오염원이라 하더라도 씨앗, 뿌리에 미치는 독성은 상이한 것으로 나타났다. TA98균주를 이용하여 돌연변이원성 시험을 수행하였다. 나노입자 CuO, ZnO, NiO은 오염원의 농도가 증가에 따른 복귀 콜로니 수의 증가를 확인할 수 없었다. 또한 MR값이 2 미만 이었으므로 때문에 변이원성 확인 결과는 음성으로 판정하였다. 발광균주 RB1436, KG1206, RB1401의 동결 및 동결건조 과정의 적절한 동결(건조)보호시약은 균주에 따라 일부 상이하였으나 보편적으로 우수한 보호시약은 trehalose, skim milk, sucrose 로 조사되었다. 동결 전의 발광균주 RB1436과 동결 후 활성 회복시킨 RB1436을 비교 하면 나노입자 ZnO, CuO, Co3O4의 경우 동결 시킨 RB1436의 발광활성이 높은 것을 알 수 있다. 나노입자 NiO의 경우 동결 전의 RB1436의 발광활성이 큰 것을 알 수 있다. 나노입자가 주변 생태계에 미치는 영향에 대한 원인 해석은 매우 다양하고 복합적 요인들에 기인한다고 할 수 있으며, 검정법에서 이용하는 생물의 종류에 따라 오염원에 대해서 상이한 민감도와 민감도 패턴을 나타낸다. 그러므로 더욱 적절한 영향 평가를 위해서는 다양한 생물검정법에 의한 통합 결과를 이용하는 것이 더욱 적절할 것으로 사료된다.
This research evaluated the toxicity effect of metal-based nanoparticles (NPs) using the various bioassay methods : bacterial genetic mutation of Salmonella typhimurium (Ames test), bioluminescene activity of Escherichia coli DH5ɑ RB1436, seed germination․germination index of seeds Lact...
This research evaluated the toxicity effect of metal-based nanoparticles (NPs) using the various bioassay methods : bacterial genetic mutation of Salmonella typhimurium (Ames test), bioluminescene activity of Escherichia coli DH5ɑ RB1436, seed germination․germination index of seeds Lactuca sativa L. and Raphanus sativus L. The bioluminescence activity was inhibited as the concentration of NPs increased except Fe2O3 and TiO2. The toxicity was as following order : ZnO > CuO > Co3O4 > NiO > Fe2O3, TiO2 . The toxicity of NPs was tested based on seed germination and rhizogenesis using two types of seed (Lactuca, Raphanus). These two types of seed showed different affects on seed and root activity even with the NPs (CuO, ZnO, NiO). Mutagenic test was examined using Salmonella typhimurium TA98 strain. The number of colony did not increase as the pollution source of nanoparticle CuO, ZnO and NiO increased. The mutagenicity was negative since the MR value was under two. In general, trehalose, skim milk and sucrose were appeared appropriate freezing(drying) cryoprotective reagent of freezing and freeze-drying process of luminous strain RB1436, KG1206 and RB1401 differ from the strain. The luminescence activity of freezed RB1436 was higher in the presence of nanoparticle ZnO, CuO and Co3O4 when unfreezed luminescence strain RB1436. The bioluminescence activity of unfreezed RB1436 was observed in the presence of NP compared to RB1436. The cause of nanoparticle effect on ecosystem is attributed of various and complex factors and there showed different sensitivity and sensitivity pattern on different pollution source on types of organism used for the assay method. Therefore, the integrate results from various bioassay methods are needed for more appropriate bioassessment of NPs.
This research evaluated the toxicity effect of metal-based nanoparticles (NPs) using the various bioassay methods : bacterial genetic mutation of Salmonella typhimurium (Ames test), bioluminescene activity of Escherichia coli DH5ɑ RB1436, seed germination․germination index of seeds Lactuca sativa L. and Raphanus sativus L. The bioluminescence activity was inhibited as the concentration of NPs increased except Fe2O3 and TiO2. The toxicity was as following order : ZnO > CuO > Co3O4 > NiO > Fe2O3, TiO2 . The toxicity of NPs was tested based on seed germination and rhizogenesis using two types of seed (Lactuca, Raphanus). These two types of seed showed different affects on seed and root activity even with the NPs (CuO, ZnO, NiO). Mutagenic test was examined using Salmonella typhimurium TA98 strain. The number of colony did not increase as the pollution source of nanoparticle CuO, ZnO and NiO increased. The mutagenicity was negative since the MR value was under two. In general, trehalose, skim milk and sucrose were appeared appropriate freezing(drying) cryoprotective reagent of freezing and freeze-drying process of luminous strain RB1436, KG1206 and RB1401 differ from the strain. The luminescence activity of freezed RB1436 was higher in the presence of nanoparticle ZnO, CuO and Co3O4 when unfreezed luminescence strain RB1436. The bioluminescence activity of unfreezed RB1436 was observed in the presence of NP compared to RB1436. The cause of nanoparticle effect on ecosystem is attributed of various and complex factors and there showed different sensitivity and sensitivity pattern on different pollution source on types of organism used for the assay method. Therefore, the integrate results from various bioassay methods are needed for more appropriate bioassessment of NPs.
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