Biotest - Bioassay

Obraz destičky ELISA s různou úrovní kortizolu

A biotest je analytická metoda pro stanovení koncentrace nebo účinnosti látky podle jejího účinku na živé buňky nebo tkáně.[1] Biologické testy jsou kvantitativní biologické testy používané k odhadu účinnosti látek jejich pozorováním účinky na živá zvířata (in vivo) nebo systémy tkáňových / buněčných kultur (in vitro).[2]

Biologický test může být kvalitativní nebo kvantitativní, přímý nebo nepřímý.[3] Pokud je měřená odezva binární, je test kvalitativní, pokud ne, je kvantitativní.[3]

Biologická zkouška se používá k detekci biologických rizik nebo k posouzení kvality směsi.[4] Biologická zkouška se často používá ke sledování kvality vody a také vypouštění odpadních vod a jejich dopadu na okolí.[Citace je zapotřebí ] Používá se také k hodnocení dopadu nových technologií a zařízení na životní prostředí a bezpečnosti.[Citace je zapotřebí ]

Zásada

Bioassay je biochemický test k odhadu relativní účinnosti sloučeniny vzorku ke standardní sloučenině.[3][1] Typická biologická zkouška zahrnuje a podnět (např. léky) aplikované na a předmět (např. zvířata, tkáně, rostliny) a a Odezva (např. smrt) subjektu je spuštěna a měřena.[5] Intenzita stimulu se mění podle dávek a v závislosti na této intenzitě stimulu bude subjekt / osoba následovat změnu / reakci.[5]

Dějiny

První použití biotestu sahá až do konce 19. století, kdy základ biologických testů položil německý lékař Paul Ehrlich.[6] Představil koncept standardizace reakcemi živé hmoty.[6][5] Jeho biologická zkouška na antitoxinu záškrtu byla první biologickou zkouškou, která získala uznání.[7] Jeho použití biologického testu dokázalo zjistit, že podávání postupně se zvyšující dávky záškrtu u zvířat stimulovalo produkci antiséra.[8]

Mnoho z prvních biologických testů spočívalo v používání zvířat k testování karcinogenita chemikálií.[9] Jedním dobře známým příkladem je experiment „kanárek v uhelném dole“.[10] Pro testování metanu by horníci vzali na uhelné doly kanáry citlivé na metan, aby zajistili bezpečný vzduch. V roce 1915 Yamaigiwa Katsusaburo a Koichi Ichikawa testovali karcinogenitu uhelného dehtu pomocí vnitřního povrchu králičích uší.[9]

Během čtyřicátých a šedesátých let se zvířecí biotest primárně používal k testování toxicity a bezpečnosti drog, potravinářských přídatných látek a pesticidů.[9]

V pozdních šedesátých a sedmdesátých letech se spoléhání na biologickou zkoušku zvýšilo, protože vzrostl zájem veřejnosti o pracovní rizika a rizika pro životní prostředí.[9] Zatímco před tímto zdravotním rizikem určitých chemikálií, jako jsou pesticidy, byly testovány na biologických testech na zvířatech, bylo to stále vzácné a testování nebylo vidět často.[9]

Klasifikace

Přímá analýza

- Stimul / standard dostatečně produkuje měřitelnou a specifickou reakci.[5] Odpověď musí být jasná, snadno rozpoznatelná a přímo měřitelná.[5]

Nepřímý test založený na kvantitativní odezvě

- Nejprve je zjištěn vztah mezi dávkou a odpovědí.[5] Potom se dávka odpovídající dané odpovědi získá ze vztahu pro každý přípravek zvlášť.[5]

Nepřímý test založený na kvantové odezvě

- Stanovení zahrnuje odpověď „všichni nebo nikdo“ (např. Život nebo smrt).[Citace je zapotřebí ] Odpověď je vyvolána prahovým efektem.[Citace je zapotřebí ]

Příklady

ELISA (Enzymaticky vázaný imunosorbentní test)

- kvantitativní analytická metoda, která měří absorbenci změny barvy z reakce antigen-protilátka (např. přímá, nepřímá, sendvičová, kompetitivní).[11] ELISA se používá k měření různých látek v lidském těle od hladiny kortizolu ve stresu po hladinu glukózy v cukrovce.

Domácí těhotenský test

Domácí těhotenský test zahrnuje ELISA k detekci zvýšení lidského choriového gonadotropinu (hCG) během těhotenství.[12]

Test na HIV

Test HIV také používá nepřímou ELISA k detekci protilátek HIV způsobených infekcí.[12]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Hoskins, W. M .; Craig, R. (01.01.1962). "Využití biologické zkoušky v entomologii". Každoroční přezkum entomologie. 7 (1): 437–464. doi:10.1146 / annurev.en.07.010162.002253. ISSN  0066-4170. PMID  14449182.
  2. ^ Pokyny pro průmysl: Testy účinnosti pro produkty buněčné a genové terapie, Úřad pro kontrolu potravin a léčiv, Leden 2011, s. 7
  3. ^ A b C Laska, EM; Meisner, M J (01.04.1987). "Statistické metody a aplikace biologického testu". Roční přehled farmakologie a toxikologie. 27 (1): 385–397. doi:10.1146 / annurev.pa.27.040187.002125. ISSN  0362-1642. PMID  3579242.
  4. ^ Prinsloo, Gerhard; Papadi, Gruzie; Hiben, Mebrahtom G .; Haan, Laura de; Louisse, Jochem; Beekmann, Karsten; Vervoort, Jacques; Rietjens, Ivonne M.C.M. (2017). „In vitro biologické testy k vyhodnocení příznivých a nepříznivých účinků rostlin na zdraví: sliby a úskalí“. Objev drog dnes. 22 (8): 1187–1200. doi:10.1016 / j.drudis.2017.05.002. PMID  28533190.
  5. ^ A b C d E F G Saha, G. M. (29. listopadu 2002). Návrh a analýza pro biologické zkoušky. Kalkata: Indický statistický institut. 61–76.
  6. ^ A b Van Noordwijk, Jacobus (1989). "Biologické testy na celých zvířatech". Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 7 (2): 139–145. doi:10.1016/0731-7085(89)80077-9. PMID  2488614.
  7. ^ Analýza potravin a nápojů: moderní techniky. Charalambous, George, 1922-1994. Orlando: Academic Press. 1984. ISBN  0121691608. OCLC  9682930.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  8. ^ Bosch, Fèlix; Rosich, Laia (2008). „Příspěvky Paula Ehrlicha k farmakologii: Pocta u příležitosti stého výročí jeho Nobelovy ceny“. Farmakologie. 82 (3): 171–179. doi:10.1159/000149583. ISSN  0031-7012. PMC  2790789. PMID  18679046.
  9. ^ A b C d E Beyer, L. A .; Beck, B. D .; Lewandowski, T. A. (2011-04-01). "Historický pohled na použití biologických testů na zvířatech k předpovědi karcinogenity: Evoluce v designu a uznání užitku". Kritické recenze v toxikologii. 41 (4): 321–338. doi:10.3109/10408444.2010.541222. ISSN  1040-8444. PMID  21438739. S2CID  2269998.
  10. ^ „Dotaz na životní prostředí - Jak se používají biologické testy v reálném světě?“. ei.cornell.edu. Citováno 2017-12-01.
  11. ^ Aydin, Suleyman (2015). „Krátká historie, principy a typy ELISA a naše laboratorní zkušenosti s analýzou peptidů / proteinů pomocí ELISA“. Peptidy. 72: 4–15. doi:10.1016 / j.peptides.2015.04.012. PMID  25908411. S2CID  36486495.
  12. ^ A b Manz, Andreas; Dittrich, Petra S .; Pamme, Nicole; Iossifidis, Dimitri (2015). Bioanalytická chemie. Manz, A. (Andreas), Dittrich, Petra S., 1974-, Pamme, Nicole., Iossifidis, Dimitri. (Druhé vydání.). Londýn. ISBN  9781783266715. OCLC  897825792.