In vitro determination of the mutagenic effects of some dyestuffs used for industrial purposes using the Drosophila wing spot test.

Year 2023, Volume: 6 Issue: 2, 94 - 103, 30.12.2023

Handan Uysal , Hatice Çelik

https://doi.org/10.46239/ejbcs.1377815

Abstract

Synthetic dyes are industrial products of commercial importance due to their widespread use in the textile, cosmetics, food, furniture, pharmaceutical and automotive industries. There are approximately 10.000 types of these paints used in many countries. With an annual production volume of 700.000 tons, dyestuffs constitute a significant portion (1/5) of all industrial waste.The mixing of the discharges from the textile industry into agricultural areas and water resources causes the soil pores to become clogged, resulting in a decrease in productivity and making drinking/irrigation water unsuitable for human consumption.In this study, the mutagenic and recombinogenic effects of three different textile dyes (Superfix Black NNX (SBNNX), Syanacryl Black XFDL (SBXFDL) and Reactive Blue 19 (RB19) were determined in vivo by Drosophila wing spot test. For this purpose, distilled water negative and EMS positive control groups were prepared.In addition, different doses of all three textile dyes (150, 300 and 450 ppm) were used for the application groups.According to the data obtained, all textile dyes were found to be both mutagenic and recombinogenic.When the data of the application groups are compared with the distilled water control group, the difference between them is statistically significant (p<0.05).For the genotoxicity of the dyes used, the dominance order was determined as SBNNX > SBXFDL > RB19.

Keywords

model organism, somatic mutation, textile dye

Project Number

FYL-2023-12019

Endüstriyel amaçlı kullanılan bazı boyar maddelerin mutajenik etkilerinin Drosophila kanat benek testi ile in vitro olarak belirlenmesi

Abstract

Sentetik boyar maddeler tekstil, kozmetik, gıda, mobilya, ilaç ve otomotiv endüstrisi gibi yaygın kullanım alanları nedeniyle ticari öneme sahip endüstriyel ürünlerdir. Birçok ülkede kullanılan bu boyaların yaklaşık 10.000 çeşidi bulunmaktadır. Yıllık 700.000 ton üretim hacmine sahip olan boyar maddeler, tüm endüstriyel atık miktarının önemli bir kısmını (1/5) oluşturmaktadırlar. Tekstil endüstrisine ait deşarjların tarım alanlarına ve su kaynaklarına karışması toprak gözeneklerinin tıkanıp verimin düşmesine, içme ve sulama suyunun insan tüketimi için elverişsiz hale gelmesine neden olmaktadır. Bu çalışmada üç farklı tekstil boyasının (Süperfix Black NNX (SBNNX), Syanacryl Black XFDL (SBXFDL) ve Reaktive Blue 19 (RB19) mutajenik ve rekombinojenik etkileri in vivo olarak Drosophila kanat benek testi ile belirlenmiştir.Bu amaçla distile su negatif ve EMS pozitif kontrol grupları hazırlanmıştır. Ayrıca uygulama grupları için de farklı dozlarda her üç tekstil boyası (150, 300 ve 450 ppm) kullanılmıştır. Elde edilen verilere göre, tüm tekstil boyaları hem mutajenik hem de rekombinojenik etkili bulunmuştur. Uygulama gruplarına ait veriler, distile su kontrol grubu ile karşılaştırıldığında aralarındaki fark istatistiki olarak anlamlıdır (p<0,05). Kullanılan boyaların genotoksisitesi için de dominansi sırası SBNNX > SBXFDL > RB19 olarak belirlenmiştir.

Keywords

model organizma, somatik mutasyon, tekstil boyası

Ethical Statement

Bu çalışmanın, özgün bir çalışma olduğunu; çalışmanın hazırlık, veri toplama, analiz ve bilgilerin sunumu olmak üzere tüm aşamalarından bilimsel etik ilke ve kurallarına uygun davrandığımı; bu çalışma kapsamında elde edilmeyen tüm veri ve bilgiler için kaynak gösterdiğimi ve bu kaynaklara kaynakçada yer verdiğimi; kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı, çalışmanın Committee on Publication Ethics (COPE)' in tüm şartlarını ve koşullarını kabul ederek etik görev ve sorumluluklara riayet ettiğimi beyan ederim. Herhangi bir zamanda, çalışmayla ilgili yaptığım bu beyana aykırı bir durumun saptanması durumunda, ortaya çıkacak tüm ahlaki ve hukuki sonuçlara razı olduğumu bildiririm.

Supporting Institution

Atatürk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimi

Project Number

FYL-2023-12019

Thanks

Bu çalışma Atatürk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimi tarafından FYL-2023-12019 numaralı proje kapsamında desteklenmiştir.

References

• Başer İ, İnanıcı, Y. 1990. Boyarmadde Kimyası, Marmara Üniv. Teknik Eğitim Fak. 482(2): İstanbul.
• Carmen Z, Daniela S. 2012. Textile organic dyes-characteristics, polluting effects and separation/elimination procedures from industrial effluents-a critical overview (pp. 55- 86). IntechOpen.
• Chen MHC, Hsu LC, Wu JL, Yeh CW, Tsai JN, Hseu YC, Hsu LS. 2014. Exposure to benzidine caused apoptosis and malformation of telencephalon region in zebra fish. Environ Toxicol. 29(12): 1428-1436.
• Ching Chen S, Hseu YC, Sung JC, Chen CH, Chen LC, Chung KT. 2011. Induction of DNA damage signaling genes in benzidine treated HepG2 cells. Environ Mol Mutagen. 52(8): 664-672.
• Choudhary G. 1996. Human health perspectives on environmental exposure to benzidine: a review. Chemosphere. 32(2): 267-291.
• Croce R, Cinà F, Lombardo A, Crispeyn G, Cappelli CI, VianM, Maiorana S, Benfenati E, Baderna D. 2017. Aquatic toxicity of several textile dye formulations: acute and chronic assays with Daphnia magna and Raphidocelis subcapitata. Ecotoxicol Environ Safe. 144: 79-87.
• Das L, Das SK, Hooberman BH, Chu EH, Sinsheimer JE. 1994. Chromosomal aberrations in mouse lymphocytes exposed in vitro and in vivo to benzidine and 5 related aromatic amines. Mutat Res/Genet Toxicol. 320(1-2): 69-74.
• de Oliveira GAR, Leme DM, de Lapuente J, Brito LB, Porredón C, de Brito Rodrigues L, Brull N, Serret, JT, Borras M, Disner GR, Cestari MM, de Oliveira DP. 2018. A test battery for assessing the ecotoxic effects of textile dyes. Chem-Biol Interact. 291: 171-179.
• Eroğlu Doğan E. 2002. Bazı Astrazon Grubu Tekstil Boyalarının Genotoksik Etkisinin Drosophila melanogaster Somatik Mutasyon ve Rekombinasyon Testi (SMART) ile Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, İnönü Üniv. Fen Bilimleri Ens. Malatya.
• Frei H, Würgler FE. 1988. Statistical methods to decide whether mutagenicity test data from Drosophila assays indicate a positive, negative or inconclusive result. Mutat Res. 203: 297- 308.
• Graf U, Abraham SK, Guzmán-Rincón J. Würgler FE. 1998. Antigenotoxicity studies in Drosophila melanogaster. Mutat Res/ Fund Mol Mech Mutagen. 402(1-2): 203-209.
• Gottlieb A, Shaw C, Smith A, Wheatley A, Forsythe S. 2003. The toxicity of textile reactive azo dyes after hydrolysis and decolourisation. J Biotechnol. 101(1): 49-56.
• Guo R, Wang R, Yin J, Jiao T, Huang H, Zhao X, Zhang L, Li Q, Zhou J, Peng Q. 2019. Fabrication and highly efficient dye removal characterization of betacyclodextrin-based composite polymer fibers by electrospinning. Nanomaterials. 9(1): 127.
• Gürcüm BH, Öneş A. 2018. Bakteri ve mikroalglerin tekstil boyacılığında ve baskıcılığında kullanım olanakları. İdil Sanat ve Dil Derg. (46): 701-709.
• Hernández-Zamora M, Martínez-Jerónimo F. 2019. Congo red dye diversely affects organisms of different trophic levels: a comparative study with microalgae, cladocerans, and zebrafish embryos. Environ Sci Pollut Res. 26(12): 11743-11755.
• Hunger K. 2003. ‘’Industrial Dyes’’, Wiley-VCH, Verlag, 1-6
• Kant R. 2012. Tekstil Boyama Endüstrisi Çevresel Bir Tehlike. Doğa Bilimleri. 4: 22-26.
• Keşkek Karabulut Y. 2020. Bazı aromatik aminlerin toksikolojik ve ekolojik özelliklerinin QSAR yöntemi ile incelenmesi. Doktora Tezi, Namık Kemal Üniv. Fen Bilimleri Ens. Kimya Ana Bilim Dalı, Tekirdağ.
• Khan IT, Jain V. 1995. Effect of textile industry wastewater on growth and some biochemical parameters of Triticum aestivum. J Environ Pollut. 2: 97-102.
• Lentz S, Eversole R, McHugh Law J, Means JC. 2010. Cellular proliferation, cell death, and liver histology in Gambusia affinis after dietary exposure to benzidine and 2-Aminofluorene. Int’l J Toxicol (IJT). 29(3): 247-258.
• Majcen-Le Marechal A, Slokar YM, Taufer T. 1997. Decoloration of Chlorotriazine Reactive Azo Dyes with H2O2/UV. Dyes Pigm. 33: 281-298.
• Marwari R, Khan TI. 2012. Effect of textile wastewater on tomato plant, Lycopersicon esculentum. J Environ Biol. 33(5): 849.
• Mercimek HA. 2007. Trametes versicolor' ın tekstil boyalarının gideriminde kullanım olanakları, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniv. Biyoteknoloji Anabilim Dalı, Adana.
• Nielsen MH, Rank J. 1994. Screening of toxicity and genotoxicity in wastewater by the use of the Allium test. Hereditas. 121: 249- 254
• Novotný Č, Dias N, Kapanen A, Malachová K, Vándrovcová M, Itävaara M, Lima N. 2006. Comparative use of bacterial, algal and protozoan tests to study toxicity of azo-and anthraquinone dyes. Chemosphere. 63(9): 1436-1442.
• Ölmez T. 1999. Tekstil Endüstrisinde Reaktif Boya Banyolarında Ozon ile Renk Giderimi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniv. Fen Bilimleri Ens. İstanbul.
• Önal A. 2000. Doğal boyarmaddeler (Ekstraksiyon-Boyama) ders notları. Gaziosmanpaşa Üniv. Fen-Edebiyat Fak Yay. 7: 1-4.
• Özata L. 2006. Bazı Tekstil Boyalarının Drosophila melanogaster Üzerine Toksik ve Genotoksik Etkilerinin Araştırılması, Doktora Tezi, İnönü Üniv. Fen Bilimleri Ens. Malatya.
• Öztürk E, Uysal H. 2021. Investigation of in vivo Biotoxic Effects of Synacryl Black XFDL Textile Dye on Larval Viability and Longevity in Male and Male Populations in Drosophila melanogaster Oregon-R. 3rd International Symposium on Biodiversity Research ISBR 2021 , Erzurum, Turkey pp.1-2.
• Öztürk E, Uysal H. 2022. The effects of superfix navy blue bf (snbbf) synthetic textile dye on larval viability and longevity in Drosophila melanogaster Oregon-R wild strain. 6th International Conference on Advances in Natural and Applied Sciences 11-13 October 2022, Ağrı/Türkiye International, Interdisciplinary, Online , Ağrı, Turkey, pp.67.
• Rai HS, Bhattacharyya MS, Singh J, Bansal TK., Vats P, Banerjee UC. 2005. Removal of dyes from the effluent of textile and dyestuff manufacturing industry: A review of emerging techniques with reference to biological treatment. Crit Rev EnvironSci Technol. 35(3): 219-238.
• Şahin N, Türkoğlu Ş. 2014 Bazı Tekstil Boyalarının Drosophila melanogaster'de Ömür Uzunluğu, Yaşama Yüzdesi ve Yavru Birey Sayısına Etkileri. Cumhuriyet Üniv. Fen Edebiyat Fak. Fen Bilimleri Derg. 35:73-93.
• Sarıoğlu H, Kayadibi P. 2012. Tekstil işletmelerinin profili ve üretime ilişkin uygulamaları üzerine bir araştırma. Tekstil Teknolojileri Elektronik Derg. 6 (1): 1- 12.
• Sharma MK, Sobti RC. 2000. Rec effect of certain textile dyes in Bacillus subtilis. Mutat Res/Genet Toxicol EnvironMutagen. 465(1-2): 27-38.
• Şenel M. 2006. Suggestions for Beautifying the Pronunciation of EFL Learners in Turkey. J Lang Linguist Stud. 2: 111 125.
• Şenel U, Sur HI. Demirtas M. 2012. Tekstil endüstrisinde kullanılan bazı sentetik reaktif boyarmaddelerin mutajenik etkisinin umu-test ile araştırılması. Ekoloji. 21(85): 49-56.
• Tünay O, Kabdasli I, Eremektar G, Orhon D. 1996. Color removal from textile wastewaters. Water Sci Technol. 34(11): 9-16.
• Uysal H, Şişman T, Aşkın H. 2006. Drosophila Biology and Crossover Methods (Extended 2nd Edition). Atatürk University Publications, ISBN: 975-442-111-0, Erzurum, Türkiye.
• Uysal H, Genç S, Ayar A. 2017. Toxic Effects of Chronic Feeding with Food Azo Dyes on Drosophila melanogaster Oregon R. Sci Iran. 24(6): 3081-3086. doi: 10.24200/sci.2017.4523
• Zollinger H. 1987. Color Chemistry: Syntheses, Properties and Applications of Organic Dyes and Pigments. 1st Edition, Weinheim, New York.