Microbiotests as tools for environmental monitoring

Abstract

In deze literatuurstudie is nagegaan hoe microbiotestsystemen toepasbaar zijn als toxiciteitsindicatoren in milieumeetnetten. Onder microbiotestsystemen worden hier geminiaturiseerde aquatische ecotoxiciteitstoetsen begrepen die relatief snel, eenvoudig en goedkoop kunnen worden uitgevoerd. De uit de internationale literatuur verkregen testsystemen worden geevalueerd en op basis van deze evaluatie wordt een minimum testbatterij van microbiotests voorgesteld. Deze testbatterij is zo ontworpen dat met grote zekerheid de meeste klassen van toxicanten kunnen worden gedetecteerd. De meeste behandelde testsystemen zijn gebaseerd op bacterien die als respons op blootstelling aan toxische stoffen een vermindering van hun luminescentie laten zien, of een verandering vertonen in de aanmaak van bepaalde enzymen, hetgeen een kleurreactie teweeg brengt. Eveneens zijn onderzocht: een "microplate" algentoets, enkele geminiaturiseerde LC50 toetsen met evertebraten (Toxkits), enkele toetsen waarbij in evertebraten in vivo een enzymremming wordt gemeten, een teratogeniteitstoets met de larven van klauwpadden en een tweetal bacteriele genotoxiciteitstoetsen. Van elke test zijn de volgende eigenschappen onderzocht: 1. het toetsgemak, 2. de volledigheid van de documentatie, 3. de kosten, 4. de reproduceerbaarheid van de resultaten, 5. de mate van standaardisatie van de test, 6. de beinvloeding van de resultaten door de toetscondities, 7. de relatieve gevoeligheid voor milieumonsters en enkelvoudige zuivere stoffen. Het onderzoek toont aan dat de meeste toetsen in de literatuur onvoldoende zijn gedocumenteerd. De geselecteerde testbatterij omvat het Microtox toetsysteem, de algen "microplate" toets, de Thamnotoxkit F met larven van een kreeftachtige en een bacteriele mutageniteitstoets (Mutatox of SOS-chromotest).<br>

In this study the usefulness of small-volume rapid aquatic toxicity tests (microbiotests) as environmental monitoring devices is reviewed. The individual tests are evaluated and a test battery is designed with the objective to be able to detect most classes of toxicants at low concentrations with a high reliability. Most of the discussed tests are bacterial luminometric or colorimetric assays for general toxicity determination. An algal microplate assay is also included as well as some miniaturized invertebrate LC50 tests (Toxkits). Additionally, invertebrate in vivo enzyme inhibition assays and a frog teratogenicity assay are evaluated. For the determination of genotoxicity, two bacterial assays are compared. For every test the following evaluation is made: 1. Convenience (ease of operation, test duration, required manpower capacity and skill), 2. Completeness of documentation, 3. Costs, 4. Reproducibility, 5. Level of standardization, 6. Influences of experimental conditions, 7. Sensitivity to environmental samples, 8. Sensitivity to a variety of single compounds. The results indicate that most tests are insufficiently documented. The designed battery includes the Microtox assay, the algal microplate assay, and the anostracan Thamnotoxkit F. Genotoxicity may be measured reliably and cost-effectively by the Mutatox assay if the Microtox assay is also used.<br>