Биоанализ — это аналитический метод определения эффективности или эффекта вещества по его воздействию на живых животных или растения ( in vivo ) или на живые клетки или ткани ( in vitro ). [1] [2] Биоанализ может быть количественным или количественным, прямым или непрямым. [3] Если измеренный ответ является двоичным, анализ является квантовым; если нет, то это количественный показатель . [3]
Биоанализ может использоваться для обнаружения биологических опасностей или для оценки качества смеси. [4] Биоанализ часто используется для мониторинга качества воды , а также сбросов сточных вод и их воздействия на окружающую среду. [5] Он также используется для оценки воздействия на окружающую среду и безопасности новых технологий и объектов. [ нужна цитата ]
Биоанализ — это биохимический тест, позволяющий оценить эффективность исследуемого соединения. Обычно эту эффективность можно измерить только по отношению к стандартному соединению. [3] [1] Типичный биоанализ включает в себя воздействие стимула (например, лекарств) на субъекта (например, животных, тканей, растений). Таким образом, запускается и измеряется соответствующая реакция (например, смерть) субъекта. [6]
Первое использование биоанализа относится к концу 19 века, когда основы биоанализа были заложены немецким врачом Паулем Эрлихом. [7] Он ввел понятие стандартизации по реакциям живой материи. [7] [6] Его биоанализ на дифтерийный антитоксин был первым биологическим анализом, получившим признание. [8] С помощью биоанализа он обнаружил, что введение животным постепенно увеличивающейся дозы дифтерийного дифтерита стимулирует выработку антисыворотки. [9]
Одним из хорошо известных примеров биоанализа является эксперимент «Канарейка в угольной шахте». [10] Чтобы заблаговременно предупредить об опасных уровнях метана в воздухе, шахтеры брали чувствительных к метану канареек в угольные шахты. Если бы канарейка погибла из-за накопления метана, шахтеры покинули бы этот район как можно быстрее.
Во многих ранних примерах биоанализов для проверки канцерогенности химических веществ использовались животные. [11] В 1915 году Ямаигива Кацусабуро и Коичи Итикава проверили канцерогенность каменноугольной смолы, используя внутреннюю поверхность ушей кролика. [11]
С 1940-х по 1960-е годы биоанализы на животных в основном использовались для проверки токсичности и безопасности лекарств, пищевых добавок и пестицидов. [11]
Начиная с конца 1960-х и 1970-х годов, использование биоанализов возросло по мере роста обеспокоенности общественности по поводу профессиональных и экологических опасностей. [11]
Биоанализ можно классифицировать по тому, как он применяется и как регистрируется ответ.
Одним из классических биоанализов является тест Эймса . Штамм сальмонеллы , для роста которого требуется гистидин, помещают на две чашки с питательной средой, содержащей минимальное количество гистидина и немного экстракта печени крысы (чтобы имитировать метаболизм печени). В одну чашку добавляют подозреваемый мутаген . Если на чашке с предполагаемым мутагеном растут более заметные колонии, вероятно, она мутагенная: мутаген может заставить штамм бактерии восстановить способность вырабатывать собственный гистидин. [13]
Большинство других форм токсикологических исследований также являются биоанализами. Животные или клеточные культуры могут подвергаться воздействию нескольких уровней предполагаемого токсина, чтобы выяснить, вызывает ли это вещество вредные изменения и на каком уровне оно это делает. Значение LD 50 , общепринятая мера острой токсичности, описывает дозу, при которой вещество оказывается летальным для 50% подопытных животных. [14]
Эффективность лекарства можно измерить с помощью биоанализа. [15]
Экологические биоанализы, как правило, представляют собой широкомасштабное исследование токсичности . [16] Оценка идентификации токсичности проводится для определения соответствующих токсикантов . Хотя биоанализы полезны для определения биологической активности внутри организма, они часто могут быть трудоемкими и трудоемкими. Факторы, специфичные для конкретного организма, могут привести к получению данных, неприменимых к другим представителям этого вида. По этим причинам часто используются другие биологические методы, в том числе радиоиммуноанализы . См. биоиндикатор .
Требования по контролю загрязнения воды в Соединенных Штатах требуют, чтобы некоторые промышленные предприятия по сбросу сточных вод и муниципальные очистные сооружения проводили биоанализы. Эти процедуры, называемые испытаниями на токсичность всех сточных вод , включают в себя испытания на острую токсичность, а также методы испытаний на хроническую токсичность. [5] Эти методы включают воздействие на живые водные организмы образцов сточных вод в течение определенного периода времени. [17] [18] Другим примером является биоанализ ECOTOX, в котором микроводоросли Euglena gracilis используются для проверки токсичности проб воды. [19] ( См. Биоиндикатор#Микроводоросли в качестве воды )
{{cite book}}
: CS1 maint: другие ( ссылка )