Способ экспонирования тест-организмов при биотестировании водных сред Российский патент 2022 года по МПК G01N33/18 

Изобретение относится к способам экспонирования тест-организмов при проведении биотестирования токсичности природных, сточных вод, водных растворов и водных вытяжек из отходов на тест-организмах с малыми размерами (микроводоросли, водное растение ряска, организмы зоопланктона и др.).

Известен способ экспонирования рачков при биотестировании, включающий набор емкостей с тестируемой водой, в которых находятся тест-организмы [Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний ФР. 1.39.2007.03222, Москва: «АКВАРОС», 2007]. Перед экспонированием вода аэрируется воздухом для насыщения ее кислородом, необходимым для жизнедеятельности гетеротрофных организмов. Емкости с водой и тест-организмами помещаются в климатическую камеру, создающую требуемые температурные и световые условия для рачков.

Недостаток вышеуказанного состоит в том, что предварительное насыщение проб может обеспечить рачков дафний кислородом только в начальный период 96-часового токсикологического эксперимента. Во время опыта дополнительное снижение содержания газа в пробах, например, сточных вод, будет вызывать присутствие в них сопутствующей микрофлоры, которая также является активным потребителем растворенного кислорода.

Сходным образом проводится биотестирования на автотрофных тест-организмах, таких как водоросли [Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей, ФР. 1.39.2007.03223, Москва: «АКВАРОС», 2007], с той лишь разницей, что для обеспечения автотрофного роста данным тест-организмам необходим углекислый газ. Во время светового экспонирования СО₂ поступает в тест-культуры в результате диффузии из окружающей воздушной среды.

Недостатком данного способа является то, что такой пассивный газообмен не обеспечивает постоянство и одинаковое содержания углекислого газа в тестируемых пробах, что в разной степени сказывается на росте в пробах тест-культуры водоросли. В обеих используемых методиках недостаточный и неодинаковый газообмен в пробах затрудняет получение воспроизводимых результатов при биотестировании токсичности вод.

Данный недостаток можно устранить способом, который при биотестировании обеспечивает одинаковую аэрацию всех проб и при этом не оказывает на тест-организмы травмирующего воздействия.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ биотестирования токсичности воды на низших ракообразных животных [RU №2377560, G01N 33/18, опубл. 27.12.2009], включающий определение показателя смертности рачков дафний в пробах тестируемой воды, находящихся в емкостях, установленных в кассету в наклонном положении, которую вращают со скоростью 5-10 об/мин, при этом само устройство для обеспечения требуемых световых и температурных условий помещают на 48 часов в климатическую камеру.

Недостатком этого способа экспонирования тест-организмов является низкая скорость вращения кассеты с пробами, которая может быть не достаточной для снабжения кислородом мелких ракообразных тест-организмов в пробах, содержащих большое количество микрофлоры, а при работе с фотосинтезирующими тест-организмами такое вращение не позволит поддерживать необходимую концентрацию углекислого газа в среде.

Решить эти проблемы можно расширением диапазона изменения скорости вращения кассеты. Такой способ позволит работать с разными тест-организмами.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей способа экспонирования тест-организмов при биотестировании водных сред.

Указанный результат достигается тем, что в способе экспонирования тест-организмов при биотестировании водных сред, выполняемом в пробах, помещенных в светопрозрачные емкости и размещенных по окружности во вращающуюся кассету, которая установлена наклонно в климатической камере, новым является то, что емкости с пробами загружают в кассету, при этом скорость вращения кассеты составляет для тест-организмов – водоросль Chlorella vulgaris 40-50 об/мин, водоросль Dunaliella tertiolecta 25-30 об/мин, рачки Artemia salina L. 12-14 об/мин, цериодафнии Ceriodaphnia affinis 12-14 об/мин, дафнии Daphnia magna 12-14 об/мин, ряска Lemna minor L. 10-12 об/мин, а время экспонирования зависит от вида используемого тест-организма.

Способ осуществляют следующим образом.

Вращение кассеты, благодаря ее наклонному положению, обеспечивает активный и равный обмен СО₂ и О₂ с окружающей средой всех экспонируемых проб. Угол наклона кассеты выбирают таким образом, чтобы содержимое емкостей не выливалось наружу. Пример. В емкости с пробой воды вносят требуемое количество тест-объекта. Для организмов, токсическое воздействие на которые устанавливается по изменению скорости роста, в пробу добавляют небольшое начальное количестве организмов, например, клеток водоросли, и после периода выращивания (световой экспозиции) определяют прирост тест-культуры в пробах относительно контрольного варианта (в воде без токсикантов). Если оценку жизнеспособности тест-культуры производят по показателю выживаемости организмов, то токсический эффект устанавливают по числу погибших особей, например, рачков. При этом в контрольной пробе за время эксперимента выживаемость рачков должна быть близка к 100%. Объем проб зависит от вида используемого тест-организма и методики проведения анализа. После этого емкости с пробами загружают в кассету, установленную в наклонном положении, которую приводят во вращение. Скорость вращения кассеты выбирают такой, при которой не травмируются тест-организмы и обеспечивается необходимое содержание СО₂ или О₂ в тестируемых пробах. Саму кассету размещают в климатическом шкафу для создания требуемых световых и температурных условий при экспозиции проб. После окончания токсикологического эксперимента проводят подсчет числа тест-организмов.

Результаты таких опытов приведены в таблице.

Представленные данные свидетельствуют о том, что заявляемый способ обеспечивает высокие показатели жизнеспособности тест-объектов при выполнении биотестирования на различных организмах. При этом способ прост в исполнении и существенно снижает трудозатраты на проведение биотестирования токсичности водных сред.

Изобретение относится к биотестированию токсичности природных, сточных вод, водных растворов и водных вытяжек из отходов. Раскрыт способ экспонирования тест-организмов при биотестировании водных сред, выполняемый на пробах, помещенных в светопрозрачные емкости и размещенных по окружности во вращающуюся кассету, которая установлена наклонно в климатической камере, при этом емкости с пробами загружают в кассету, а скорость вращения кассеты составляет для тест-организмов – водоросль Chlorella vulgaris 40-50 об/мин, водоросль Dunaliella tertiolecta 25-30 об/мин, рачки Artemia salina L. 12-14 об/мин, цериодафнии Ceriodaphnia affinis 12-14 об/мин, дафнии Daphnia magna 12-14 об/мин, ряска Lemna minor L. 10-12 об/мин, а время экспонирования зависит от вида используемого тест-организма. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей способа экспонирования тест-организмов при биотестировании водных сред. 1 табл., 1 пр.

Способ экспонирования тест-организмов при биотестировании водных сред, выполняемый на пробах, помещенных в светопрозрачные емкости и размещенных по окружности во вращающуюся кассету, которая установлена наклонно в климатической камере, отличающийся тем, что емкости с пробами загружают в кассету, при этом скорость вращения кассеты составляет для тест-организмов – водоросль Chlorella vulgaris 40-50 об/мин, водоросль Dunaliella tertiolecta 25-30 об/мин, рачки Artemia salina L. 12-14 об/мин, цериодафнии Ceriodaphnia affinis 12-14 об/мин, дафнии Daphnia magna 12-14 об/мин, ряска Lemna minor L. 10-12 об/мин, а время экспонирования зависит от вида используемого тест-организма.