Test biologiczny

Konfiguracja testu biologicznego

Biologiczny system testowy (tutaj: Daphnia magna ) poddawany jest różnym warunkom eksperymentalnym (tutaj: kilka preparatów z mikroplastiku ), na które reaguje.

Niektóre wskaźniki tych reakcji (np. zmiana koloru) są oceniane, zazwyczaj w wysoce zautomatyzowany sposób, za pomocą takich mikropłytek .

Test biologiczny to analityczna metoda określania stężenia lub siły działania substancji na podstawie jej wpływu na żywe zwierzęta lub rośliny ( in vivo ) lub na żywe komórki lub tkanki ( in vitro ). Test biologiczny może być ilościowy lub ilościowy, bezpośredni lub pośredni. Jeśli zmierzona odpowiedź jest binarna, test jest ilościowy , jeśli nie, jest ilościowy.

Test biologiczny można wykorzystać do wykrycia zagrożeń biologicznych lub oceny jakości mieszaniny. Test biologiczny jest często używany do monitorowania jakości wody oraz zrzutów ścieków i ich wpływu na otoczenie. Służy również do oceny wpływu na środowisko i bezpieczeństwa nowych technologii i obiektów. ^{[ potrzebne źródło ]}

Zasada

Test biologiczny to test biochemiczny służący do oszacowania siły działania próbki związku. Zwykle tę moc można zmierzyć tylko w odniesieniu do standardowego związku. Typowy test biologiczny polega na bodźca (np. leków) na obiekcie (np. zwierzętach, tkankach, roślinach). Odpowiednia reakcja (np. śmierć) podmiotu jest w ten sposób wyzwalana i mierzona.

Historia

Pierwsze użycie testów biologicznych datuje się już na koniec XIX wieku, kiedy to niemiecki lekarz Paul Ehrlich położył podwaliny pod testy biologiczne. Wprowadził koncepcję standaryzacji poprzez reakcje żywej materii. Jego test biologiczny na błonicy był pierwszym testem biologicznym, który zyskał uznanie. Jego zastosowanie testu biologicznego było w stanie odkryć, że podawanie stopniowo rosnącej dawki błonicy zwierzętom stymulowało produkcję surowicy odpornościowej.

Jednym z dobrze znanych przykładów testu biologicznego jest eksperyment „kanarek w kopalni węgla”. Aby z wyprzedzeniem ostrzegać o niebezpiecznych poziomach metanu w powietrzu, górnicy zabierali wrażliwe na metan kanarki do kopalni węgla. Gdyby kanarek zdechł z powodu nagromadzenia się metanu, górnicy opuściliby teren tak szybko, jak to możliwe.

Wiele wczesnych przykładów testów biologicznych wykorzystywało zwierzęta do testowania rakotwórczości chemikaliów. W 1915 roku Yamaigiwa Katsusaburo i Koichi Ichikawa przetestowali rakotwórczość smoły węglowej, używając wewnętrznej powierzchni uszu królika.

Od lat czterdziestych do sześćdziesiątych XX wieku testy biologiczne na zwierzętach były używane głównie do testowania toksyczności i bezpieczeństwa leków, dodatków do żywności i pestycydów.

Począwszy od późnych lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku, wraz ze wzrostem zainteresowania opinii publicznej zagrożeniami zawodowymi i środowiskowymi wzrosło poleganie na testach biologicznych.

Klasyfikacje

Test bezpośredni

W teście bezpośrednim bodziec stosowany wobec podmiotu jest specyficzny i bezpośrednio mierzalny, a reakcja na ten bodziec jest rejestrowana. Interesująca zmienna to specyficzny bodziec wymagany do wywołania interesującej odpowiedzi (np. Śmierć podmiotu).

Test pośredni

W teście pośrednim bodziec jest ustalany z góry, a reakcja jest mierzona u badanych. Zmienną będącą przedmiotem zainteresowania w eksperymencie jest reakcja na określony bodziec będący przedmiotem zainteresowania.

Odpowiedź ilościowa: Pomiar odpowiedzi na bodziec odbywa się na skali ciągłej (np. zawartości cukru we krwi).
Odpowiedź kwantowa: odpowiedź jest binarna; jest to określenie, czy zdarzenie ma miejsce (np. śmierć podmiotu).

Przykłady

ELISA (test immunoenzymatyczny)

Płytka ELISA z różnymi poziomami kortyzolu

ELISA to ilościowa metoda analityczna, która mierzy absorbancję zmiany koloru w reakcji antygen-przeciwciało (np. bezpośrednia, pośrednia, kanapkowa, kompetycyjna). ELISA służy do pomiaru różnych substancji w ludzkim ciele, od poziomu kortyzolu w przypadku stresu po poziom glukozy w przypadku cukrzycy.

Domowy test ciążowy

Domowe testy ciążowe wykorzystują test ELISA do wykrywania wzrostu poziomu ludzkiej gonadotropiny kosmówkowej (hCG) podczas ciąży.

Test na HIV

Testy na obecność wirusa HIV wykorzystują również pośredni test ELISA do wykrywania przeciwciał HIV spowodowanych infekcją.

Testy biologiczne środowiska

Testy biologiczne w środowisku są na ogół szeroko zakrojonymi badaniami toksyczności . Przeprowadzana jest ocena identyfikacji toksyczności w celu określenia, jakie są odpowiednie substancje toksyczne . Chociaż testy biologiczne są korzystne w określaniu aktywności biologicznej w organizmie, często mogą być czasochłonne i pracochłonne. Czynniki specyficzne dla organizmu mogą skutkować uzyskaniem danych, które nie mają zastosowania do innych osobników tego gatunku. Z tych powodów często stosuje się inne techniki biologiczne, w tym testy radioimmunologiczne . Zobacz bioindykator .

zanieczyszczenia wody w Stanach Zjednoczonych wymagają, aby niektóre zakłady przemysłowe i miejskie oczyszczalnie ścieków przeprowadzały testy biologiczne. Procedury te, zwane toksyczności całych ścieków , obejmują badania toksyczności ostrej oraz metody badań chronicznych. Metody te polegają na wystawieniu żywych organizmów wodnych na działanie próbek ścieków przez określony czas. Innym przykładem jest test biologiczny ECOTOX, który wykorzystuje mikroglony Euglena gracilis do badania toksyczności próbek wody. ( Zobacz Bioindicator#Microalgae jako bioindykatory i jakość wody )

Zobacz też