Light dazzles from the black box: Whole-cell biosensors are ready to inform on fundamental soil biological processes

Whole-cell biosensors are natural or engineered microorganisms producing signals in response to specific stimuli. This review introduces the use of whole-cell biosensors for the study of the soil system, discuss the recent developments and some current limitations and draws future prospects of the whole-cell biosensors for application to the study of the agro-ecosystems. The review focuses mainly on the lux- and gfp-inserted whole-cell biosensors producing bioluminescence and multicoloured fluorescent proteins, which allow an easy and reproducible detection of the signals from a large number of prokaryotic and eukaryotic soil-borne microorganisms. This review also points out how the whole-cell biosensors indicate the bioavailability of selected analyte, an information that cannot be straight forwardly extrapolated using the chemical methods of soil analysis. However, regardless of the immense progress in biotechnology and genetics that allows to construct whole-cell biosensors for virtually detecting any chemical at ultra low concentrations, the soil still remains the most extreme natural system to be studied with these biotechnological analytical tools. Although a lack of standardization for most of the constructed whole-cell biosensors along with the scarce knowledge of their performance concur to prevent their use in the official methods of soil and environmental analysis, owing to their stability and selectivity we restate that the whole-cell biosensors are ready to provide information on the main processes occurring in soil, and represent unprecedented sensitive tools for improving agriculture and for soil monitorin

Biosensors for Environmental Monitoring

Real-time and reliable detection of molecular compounds and bacteria is essential in modern environmental monitoring. For rapid analyses, biosensing devices combining high selectivity of biomolecular recognition and sensitivity of modern signal-detection technologies offer a promising platform. Biosensors allow rapid on-site detection of pollutants and provide potential for better understanding of the environmental processes, including the fate and transport of contaminants.This book, including 12 chapters from 37 authors, introduces different biosensor-based technologies applied for environmental analyses

Toxicity assessment of silver nanoparticles in soils through standard tests, an integrated battery of biomarkers at different levels of biological complexity and in vitro approaches with coelomocytes

222 p.Existe un riesgo potencial de aumentar la entrada de nanopartículas de plata (Ag NPs) en los ecosistemas. Así se ha estimado un incremento anual de 0.007 mg Ag NPs/kg en suelos que reciben descargas de lodos de depuradora o residuos de su incineración. De forma simultánea crece la preocupación respecto a posibles daños que estas Ag NPs puedan provocar en el ecosistema terrestre y en los invertebrados que lo habitan. En la presente tesis, se han estudiado los efectos de las Ag NPs (recubiertas de PVP-PEI) en el suelo, mediante test estandarizados (OECD), biomarcadores a diferentes niveles de complejidad biológica y ensayos in vitro con celomocitos de la lombriz Eisenia fetida. Previamente se establecieron la principal ruta de toma de las Ag NPs, el suelo estándar más apropiado para el mantenimiento de lombrices y las condiciones para los ensayos in vitro (medio de cultivo, test en microplaca). Tras realizar un primer screening, las lombrices se expusieron durante diferentes tiempos (3 y 14d) a una concentración alta pero subletal y a otra concentración próxima a la estimada para el medio ambiente. Aparte de efectos a nivel de organismo (pérdida de peso, reproducción), concentraciones altas pero subletales de Ag NPs causaron citotoxicidad en celomocitos, genotoxicidad y alteraciones en los sistemas de detoxificación de metales y respuesta antioxidante. En conclusión, la combinación de test estándares, la integración de los biomarcadores medidos a diferentes niveles de complejidad biológica y los parámetros medidos en celomocitos extruidos de lombrices expuestas (citotoxicidad y número relativo de las subpoblaciones), han permitido hacer un riguroso diagnóstico de la toxicidad de las Ag NPs en el medio terrestre.PIE : Plentziako Itsas Estazio

18th Annual International Conference on Contaminated Soils, Sediments and Water

Conference at a Glance Monday, October 21, 2002 Workshops Workshops # 1, 2 & 3 - 10:00 am - 5:00 pm Workshops # 4 & 5 - 1:00 - 5:00 pm 1: The Indoor Air Exposure Pathway from Chlorinated Solvent Contaminated Groundwater 2: Theory and Use of Field Portable X-ray Fluorescence for Soil Analysis 3: In-Situ Chemical Oxidation Workshop 4: Workshop on Current Spectrochemical Techniques for Determining Heavy Metals in Sediments and Soils 5: Practical Remediation of Volatile Organic Compounds in Soil and Groundwater Tuesday, October 22, 2002 Platform Presentations 8:30am-Noon Session 1: Advances in In-Situ Remediation Session 2: Phytoremediation Session 3: Heavy Metals 1:30pm-5:30pm Session 1: MTBE Session 2: Sediments I Session 3A: RBCA Session 3B: Regulatory Poster Session, 4:00 pm - 6:00 pm , Exhibit Area, First Floor, Campus Center Social: 4:30-6:00 pm Exhibit Area, First Floor Campus Center Workshops (Evening 7:00-10:00 pm) 6: State of the Science in Assessing MTBE Degradation II 7: Recent Improvements in the Practice of Risk Assessment as Illustrated through Case Studies Wednesday, October 23, 2002 Platform Presentations 8:30 am-Noon Session 1: Environmental Forensics I Session 2: MGP Site Closure Session 3: Bioremediation 1:30pm-5:30pm Session 1: Sediments II Session 2: Remediation - Soils Session 3A: Chemical Oxidation Session 3B: Training Range Residues Session 4: Biomarkers for Contamination: Hierarchical Approaches Poster Session, 1:00-3:00 pm, Exhibit Area, First Floor, Campus Center Social: 4:30-6:00 pm Exhibit Area, First Floor Campus Center Workshops (Evening 7:00-10:00pm) 8: Forensic Environmental Geochemistry: Petroleum Fuels 9: MGP Site Closures: Experiences from the Trenches - Point Counter Point Technology Review 10: Environmental Fate of Hydrocarbons in Soils and Groundwater Thursday, October 24, 2002 Platform Presentations 8:30 am-Noon Session 1: Environmental Forensics II Session 2: Remediation - Groundwater Session 3: Arsenic Session 4: Site Assessment/Environmental Fate 1:30pm-5:30pm Session 1: Sediments III Session 2: Risk Assessmen

Toxicity assessment of silver nanoparticles in soils through standard tests, an integrated battery of biomarkers at different levels of biological complexity and in vitro approaches with coelomocytes

222 p.Existe un riesgo potencial de aumentar la entrada de nanopartículas de plata (Ag NPs) en los ecosistemas. Así se ha estimado un incremento anual de 0.007 mg Ag NPs/kg en suelos que reciben descargas de lodos de depuradora o residuos de su incineración. De forma simultánea crece la preocupación respecto a posibles daños que estas Ag NPs puedan provocar en el ecosistema terrestre y en los invertebrados que lo habitan. En la presente tesis, se han estudiado los efectos de las Ag NPs (recubiertas de PVP-PEI) en el suelo, mediante test estandarizados (OECD), biomarcadores a diferentes niveles de complejidad biológica y ensayos in vitro con celomocitos de la lombriz Eisenia fetida. Previamente se establecieron la principal ruta de toma de las Ag NPs, el suelo estándar más apropiado para el mantenimiento de lombrices y las condiciones para los ensayos in vitro (medio de cultivo, test en microplaca). Tras realizar un primer screening, las lombrices se expusieron durante diferentes tiempos (3 y 14d) a una concentración alta pero subletal y a otra concentración próxima a la estimada para el medio ambiente. Aparte de efectos a nivel de organismo (pérdida de peso, reproducción), concentraciones altas pero subletales de Ag NPs causaron citotoxicidad en celomocitos, genotoxicidad y alteraciones en los sistemas de detoxificación de metales y respuesta antioxidante. En conclusión, la combinación de test estándares, la integración de los biomarcadores medidos a diferentes niveles de complejidad biológica y los parámetros medidos en celomocitos extruidos de lombrices expuestas (citotoxicidad y número relativo de las subpoblaciones), han permitido hacer un riguroso diagnóstico de la toxicidad de las Ag NPs en el medio terrestre.PIE : Plentziako Itsas Estazio

Microscale Testing in Aquatic Toxicology

Bioassays are among the ecotoxicologist's most effective weapons in the evaluation of water quality and the assessment of ecological impacts of effluents, chemicals, discharges, and emissions on the aquatic environment. Information on these assessment aids is needed throughout the international scientific and environmental management community. This comprehensive reference provides an excellent overview of the small-scale aquatic bioassay techniques and applications currently in use around the world. This special volume is the result of several years of collaboration between Environment Canada and Fisheries and Oceans Canada. Internationally recognized research scientists at many institutions have contributed to this state-of-the-art examination of the exciting, environmentally important field of microscale testing in aquatic toxicology. Microscale Testing in Aquatic Toxicology contains over forty chapters covering relevant principles, new techniques and recent advancements, and applications in scientific research, environmental management, academia, and the private sector