Способ оценки токсического действия химических веществ, содержащихся в водной среде Советский патент 1989 года по МПК G01N33/18 

Изобретение относится к водной токсикологии, в частности к способу оценки токсичности с использованием в качестве тест-объектов подвижных микроводорослей, и может быть использовано в системе мониторинга и контроля качества воды, в том числе при сбросе сточных вод промышленных предприятий,поверхностного стока при ме-, лиорации и в других областях, где требуется контроль качества водной среды.

Цель изобретения - повышение точ- ности оценки и сокращение длительности анализа.

Поставленная цель достигается тем что определение токсического действия химических веществ проводят после инкубации тест-объекта с химическим веществом в течение 30 - 100 мин. А далее суспензию клеток облучают когерентным светом в красном диапазоне с длиной волны, например, 632,8 нм с измерением флуктуации рассеянного

Ј 00 ГС

00 00

ы

JU8

движущимися клетками света, по которым определяют корреляционную функцию амплитуды рассеянного излучения и оценивают скорость и число подвижных клеток, а относительную величину энергозатрат на движение клеток в популяции вычисляют по формуле

W-Л-З

где ve и v K - средняя скорость по ан- .самблю клеток микроводорослей в зоне наблюдения соответственно в опыте и контроле, мкм/с;

отношение числа подвижных клеток в популяции к числу неподвижных соответственно в опыте и контроле,

при этом о токсическом эффекте судят по концентрации химических веществ, при которых наблюдается вторая фаза

2с и Чк

0

организма, а это на практике осуществить очень сложно.

То, что после инкубации облучают организмы в популяции микроводорослей когер ентным светом с длиной волны в красном диапазоне, например 632,8 нм, обеспечивает повышение точности оценки скорости движения клеток микроводорослей методом доплеровской спектроскопии. Зондирование пучком света позволяет проводить исследование в камере, размеры которой по габаритам в принципе не ограничены, с одним лишь условием - толщина камеры должна быть не более 0,8-1 мм. Это обеспечивает возможность анализа скорости движения клеток достаточно длительное время ( до 1 ч) без учета фактора ограничения объема суспензии, который в других случаях, в частности при анализе под микроскопом, необходимо обязательно учитывать. Это снижает вероятность получения арте

Изобретение относится к водной токсикологии, в частности к способу оценки токсичности с использованием в качестве тест-объектов подвижных микроводорослей. Цель изобретения - повышение точности оценки и сокращение длительности анализа. Оценку физиологического состояния организмов осуществляют по скорости движения и подвижности клеток в популяции с вычислением показателя энергозатрат популяции на движение клеток. Движение микроводорослей измеряют в реальном масштабе времени методом корреляционно-доплеровской спектроскопии, для чего суспензию облучают когерентным светом с длиной волны 632,8 нм в красном диапазоне и регистрируют флуктуации рассеянного движущимися клетками света. Инкубацию тест-объекта с токсикантом проводят при температуре 25-32°С в течении 30-100 мин, а о токсическом эффекте судят для концентраций химических веществ, при которых наблюдается вторая фаза чувствительности, проявляющаяся в увеличении энергозатрат популяции на движение клеток. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

чувствительности, которая проявляется 25 фактов, что также повышает точность

в увеличении энергозатрат популяции на движение микроводорослей.

То, что инкубацию биологического тест-объекта с химическим веществом проводят в течение 30-100 мин, обеспечивает реализацию краткосрочного контроля химического загрязнения водной среды, т.е. оперативность анали1- за. За это время организмы тест-объекта изменяют только энергетические характеристики своего состояния, а параметры, отражающие информационные потоки (в генетическом аппарате и др.)-, не успевают отреагировать. Требования на длительность повреждающего воздействия в этом аспекте можно представить в виде

где ton - длительность опыта;

f0p - характерное время рйзвития полного цикла жизнедеятельности тест-объекта (для микроводорослей это время составляет 12-24 ч).

Данное ограничение обеспечивает повышение точности и воспроизводимости анализа, так как позволяет исключить влияние медленных циклов жизнедеятельности организма в реакции на химическое воздействие. При длительностях сравниваемых или больших характерных времен необходимо учитывать все параметры жизнедеятельности

0

5

0

5

0

5

измерения подвижности клеток в популяции. Толщина камеры менее 0,8 мм ограничивается эффектами пристеночного плавания клеток, которые влияют на скорость и подвижность клеток, а толщина больше 1-мм ограничивается тем, что для измерения флуктуации рассеянного света использован принцип оптического гетеродянирования с помощью блика света от передней стенки камеры. Выбор длины волны света в красном диапазоне обусловлен тем, что для водорослей рода, Uunaliella Teod в этом диапазоне не Наблюдаются активационные эффекты ни в фотосинтетическом аппарате клеток водорослей, ни в пигментной системе, ответственной за явления фототаксиса. Это практически исключает эффеты синергизма, а значит, обеспечивает высокую точность оценки состояния .водорослей по параметрам их движения.

То, что измеряют флуктуации-рассеянного движущимися клетками света, обеспечивает измерение скорости движения микроограннзмов методом доплеровской спектроскопии при низких требованиях к стабильности параметров как источника излучения, так и измерительного тракта. Для этого достаточно, чтобы характерные времена изменения параметров системы были не соизмеримы с характерными временами

доплеровского сдвига на микроорганизмах (временами спадания корреляционной функции), которые имеют порядок величины в пределах 1-10 мс. Таким образом, прием измерения корреляционной функции методом доплеровской спектроскопии в целом повышает точность оценки состояния биологического тест-объекта.

То, что из корреляционной фукнкции получают скорость и число подвижных клеток, обеспечивает объективный анализ состояния популяции. Корреляционная функция имеет быстро и медленно 1В спадающие слагаемые.

Параметры быстро спадающего слагаемого связаны с величиной средней по ансамблю скорости движения микророт. Энергозатраты при этом изменялись закономерно с проявлением всех фаз стресса и адаптации. Таким образом, использование показателя энергозатрат при оценке токсического действия химических веществ на популяцию движущихся кл еток - принципиально новый признак, который ранее в таком виде нигде не рассматривался

То, что относительную величину энергозатрат на движение клеток в популяции вычисляют по формуле

V.

обеспечивает воспроизводимость результатов оценки, так как при этом в относительном показателе энергозатрат учитываются возможные изменения . организмов, а относительный вес мед- 20 Физиологического состояния исходной ленно спадающего слагаемого определи- культуры микроводорослей, имеющие

ет относительное количество неподвижных клеток. Эти параметры извлекаются по методу наименьших квадратов.

Таким образом, анализ состояния популяции методом корреляционно-доп- леровской спектроскопии в условиях автоматизации съема и обработки информации о скорости и подвижности клеток исключает субъективизм оценки. Причем величину погрешности Можно уменьшить путем увеличения объема выборки (количества экспериментов). Реальное время съема и обсчета информации составляет 1,5-2,0 мин.

То, что при анализе состояния популяции в краткосрочных опытах используется показатель в виде v2.|, обеспечивает оценку энергозатрат на

движение клеток в популяции, так как о наблюдается первая фаза стимуляции

с максимальной параметрической чуви кинетическая энергия движения клеток и энергия, расходуемая на вязкое трение, пропорциональна v2, а Ј - прямо пропорциональна количеству действительностью, фаза индиферентнос- ти с минимальной чувствительностью к действию внешнего фактора, после

гающихся клеток. Величина энергоэа- 4д которой снова повышается (вторично)

трат отражает свойство популяции обмениваться энергией с внешней средой и в этом проявляется фундаментальность оценки состояния биосистемы по данному параметру. Исследования показал что именно показатель энергозатрат наиболее информативен по сравнению как с характеристикой скорости, так и с подвижностью клеток. В частности, установлено, что в некоторых случаях изменения скорости при воздействиях повреждающих факторов не наблюдалось, а подвижность имела существенную вариабильность и наобо50

параметрическая чувствительность. При этом энергозатраты относительно увеличиваются. Однако если на первой фазе снято воздействие, то биосистема возвращается в свое нормальное состояние, а при наличии второй фазы снятие воздействия не сопровождается переходом биосистемы в норму. Обыч- но наблюдали либо значительный гистерезис переходного процесса, либо последующую деградацию популяции (по крайней мере при тех временах наблюдения, которые исследовались в опытах). Следует отметить, что данрот. Энергозатраты при этом изменялись закономерно с проявлением всех фаз стресса и адаптации. Таким образом, использование показателя энергозатрат при оценке токсического действия химических веществ на популяцию движущихся кл еток - принципиально новый признак, который ранее в таком виде нигде не рассматривался.

То, что относительную величину энергозатрат на движение клеток в популяции вычисляют по формуле

V.

характерные изменения при развитии популяции в процессе их культивирования, при этом также повышается точность измерения.

То, что о токсическом эффекте действия химических веществ судят по концентрациям, при которых наблюдается вторая фаза чувствительности, проявляющаяся в увеличении энергозатрат популяции на движение микроводорослей, обеспечивает точность оценки повреждающего воздействия. Это связано с тем, что характер реакции популяции движущихся организмов при действии повреждающего фактора (исследовались температурные и химические воздействия) изменяется в зависимости от интенсивности воздействия, при этом

ствительностью, фаза индиферентнос- ти с минимальной чувствительностью к действию внешнего фактора, после

0

параметрическая чувствительность. При этом энергозатраты относительно увеличиваются. Однако если на первой фазе снято воздействие, то биосистема возвращается в свое нормальное состояние, а при наличии второй фазы снятие воздействия не сопровождается переходом биосистемы в норму. Обыч- но наблюдали либо значительный гистерезис переходного процесса, либо последующую деградацию популяции (по крайней мере при тех временах наблюдения, которые исследовались в опытах). Следует отметить, что данный феномен реакции биосистемы наблюдается и на других объектах.

Новым является то, что, с целью воспроизводимости опытов, измерение флуктуации рассеянного света проводят после предварительной засветки обду- чающим светом в течение 1 - 2 мин.

Это связано с тем, что в первый момент после облучения клеток микроводорослей за время 1 - 2 мин клетки адаптируются к режиму освещения. Установлено, что это повышает точность измерения скорости и подвижности клеток, так как ошибка уменьшается, до уровня 2-5%.

Новым также является то, что инкубацию биологического тест-объекта осуществляют при температуре в диапазоне 25 - 32° С с поддержанием стабильности термостатирования не хуж-е Ј0,5°С, что обеспечивает повышение точности оценки, так как в этом диапазоне изменение параметра энергозатрат от температуры имеет однонаправленный характер. Установлено, что в диапазоне 18-25°С энергозатраты уменьшаются, а при 25-32°С - увеличиваются. Известно, что диапазон 18 - 25°С соответствует для водорослей Dunaliella Teod области гомеостаза, а диапазон 25 - 32°С - толерантные границы физиологической активации под действием температуры для этого вида микроводорослей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для Измерения энергозатрат популяции на движение микроводорослей в реальном масштабе времени методом корреляционно-доплеровской спектроскопии; на фиг. 2 - температурные зависимости скорости движения (А), числа подвижных клеток (Б) и энергозатрат популяции на движение (В) микроводорослей D.Salina, D.Viridis; на фиг. 3 - кинетика изменения энергозатрат популяции ня движение клеток D.Salina, D.Viridis при концентрациях токсиканта Си 10 мг/л; на фиг.4 - дозовые зависимости реакции биологического тест-объекта на действие токсиканта в краткосрочных опытах.

Предлагаемый способ оценки токсического действия химических веществ, содержащихся в водной среде реализуется устройством (фиг. 1). содержащим: источник 1 когерентного излучения в диапазоне красного света, в качестве которого использовали лазер

0

5

0

5

0

5

0

5

с источником 2 питания; на выходе лазера 1 установлены диафрагма 3 и линза 4; излучение падает перпендикулярно плоскости кюветы на измерительную камеру 5, снабженную термо- статирующей рубашкой, которая соединена с термостатом 6; рассеянный свет регистрируется фотоприемником 7, в качестве которого использовали фотоэлектронный умножитель, установленный под углом 16° и снабженный диафрагмой 8 и блоком 9 высоковольтного питания, выход фотоприемника 7 соединен с входом усилителя 10, выход которого соединен с входом коррелятора 11; цифровый выход коррелятора 11 соединен с входом микроЭВМ 12, из микроЭВМ 12 поступают сигналы управления работой коррелятора 11, при этом интервалы между съемами информации задаются таймером 13; выход микроэвм 12 соединен с цифропечатающим устройством 14.

После предварительного культивирования микроводорослей D.Salina Teod или D.Viridis Teod на питательной среде составом, г/л: NaCl 116; MgS04 х7НгО 50; KNO, 2,5; KtHP04 0,2; NaHC03 0,5; водопроводная дехлорированная вода 1 л, рН 6-7, при освещенности 6000 - 8000 лк, температуре 20 - 25°С в течение 10 - 15 дк, пробу водорослей помещают в сосуд для инкубации, куда вводят химическое вещество заданной концентрации. Если исследуемая вода с токсикантом имеет неизвестный состав, что характерно для исследования на токсичность сточных вод, то готовят ряд проб воды с различной кратностью разбавления (например, 1:1; 1:2; 1:5; 1:10; 1:20; 1:50; 1:100; 1:200; 1:500; 1:1000; 1:10000).

Инкубацию суспензии осуществляют при освещенности 6000 - 8000 лк, температуру устанавливают в пределах 25 - 32е С, предпочтительно 26 С, со стабильностьюt0,5 С. Длительность инкубации выбирают в пределах 30- 100 мин в зависимости от требований оперативности, например при регулировании технологического режима очистных сооружений предпочтительна длительность 30 мин.

После инкубации суспензию водорослей помещают в измерительную камеру 5, которую термостатируют до выбранной температуры, которая выше температуры культивации, например 28 0,5°С, с помощью термостата 6. Пучок когерентного света с длиной волны, например 632,8 им от лазера, формируют с помощью диафрагмы 3 и фокусируют в центр измерительной камеры 5 с помощью линзы 4.

После предварительной засветки облучающим светом в течение 1-2 мик рассеянный движущимися клетками микроводорослей свет и блик от передней стенки камеры 5 регистрируют фотоприемником 7, на выходе которого получают за счет гетеродинирования модулированный электрический сигнал, поступающий на вход низкочастотного усилителя 10, где происходит усиление флуктуационного сигнапа до уровня 2-ЗВ. Из сигнала с помощью коррелятора 11 строят корреляционную функцию рассеянного света в реальном масштабе времени при времени задержки 100 мкс и величине выборки (статистики) 21 -2 . Корреляционная функция в виде цифрового сигнала поступает в оперативную память микроЭВМ 12. Из корреляционной функции по методу наименьших квадратов извлекают величины скорости и числа подвижных клеток в популяции микроводорослей, информация о которых выводится, например, на циФропечатающее устройство 14

Время между съемами информации определяется с помощью таймера 13. Время прохождения сигнала, его обработки и набора статистики 2 составляет 80 с, при меньшей статистике это время уменьшается.

Величину энергозатрат на движение клеток в популяции микроводорослей вычисляют по формуле

w-ЙФ

где v и v ц

средняя скорость по ан самблю клеток микроводорослей в зоне наблюдения соответственно в опыте и контроле; 0 и Ј k - отношение числа подвижных клеток в популяции к числу неподвижных соответственно в опыте и контроле.

О токсическом эффекте судят для концентраций химических веществ, при которых наблюдается вторая фаза чувствительности, проявляющаяся в увеличении энергозатрат популяции на

0

15

20

25

0

.

движение клеток микроводорослей. Аналогично определяют кратность разбавления сточных вод, при которой начинается необратимый сдвиг в функциональной активности микроводорослей, что происходит при достижении второй фазы увеличения энергозатрат популяции на движение организмов.

Пример 1 (обоснование выбора предварительной засветки облучающим светом).

Суспензию микроводорослей облучают лазерным светом в красном диапазоне, при этом величина скорости движения клеток практически не изменяется, а подвижность после незначительного увеличения уже к третьей минуте стабилизируется.

В табл. 1 представлены результаты . измерений скорости, подвижности и энергозатрат микроводорослей D.Salina в первые 4 мин после облучения красным лазерным светом (достоверность подгонок по методу наименьших квадратов не хуже 99,9%).

Из табл. 1 видно, что для получения стабильных результатов при оценке химического воздействия необходи- 30 ма предварительная засветка облучающим светом длительностью 1-2 мин. При этом стабильность энергозатрат после двух минут изменяется не более 7%, а в первые минуты засветки она изменяется до 40%. Нормировку для энергозатрат проводили по средней величине текущих значений, соответствующих временам 2,5; 3,0, 3,5 и 4,0 мин. где данный показатель стабилизировался .

П р и м е р 2 (обоснование выбора температурного режима инкубации суспензии и проведения измерений энергозатрат популяции на движение).

Исследовали температурные зависимости измеряемых показателей для двух ,видов микроводорослей - D.Salina (Teod) , D.Viridis (Teod). Для этого пробу водорослей помещали в измерительную камеру, которую термостати5

0

5

ровали при заданной температуре в пределах 18 - 60°С. При этом водоросли выдерживали для каждой температуры в течение 2 мин. Контроль скорости, подвижности клеток и энергозатраты популяции проводили в 3-кратной повторности при статистике 2 , Ошиб- ка по трем опытам изменялась в зависимости от температуры.

Б табл. 2 представлены величины погрешности для скорости и подвижности клеток, а на фиг. 2 показаны температурные зависимости; 2.Л - для скорости движения, 2. Б - подвижности клеток и 2.В - величины энергозатрат популяции на движение клеток микроводорослей (кривая 1,3 и 5 - D.Salina; кривая 2,4 и 6 - D.Viridis).

Из табл. 2 следует, что погрешность в опытах по температурным исследованиям в области выбранных режимов термостатирования (заштрихованная область на фиг. 2) не превышает 4% для скорости движения и 8% для подвижности.

Как видно из температурных зависимостей, в диапазоне 25 - 32°С наблюреакции микроводорослей D.Salina Te на Си 14 в концентрации 10 мгл/л, а график 2 - микроводорослей U.Viri dis Teod на тот же токсикант. Досто верность подгонок по методу наимень ших квадратов не хуже 99,9%. Как ви но из фиг. 3, в интервале 30-100 ми водоросли изменяют свои параметры

JQ достаточно, чтобы сделать вывод о токсическом действии. Следует отметить, что именно параметр энергозатрат наиболее информативен, так как кинетика его изменения имеет ха

15 рактерные фазы перестройки популяци под действием токсиканта с этапами стимуляции, ингибирования и повреждения клеток. Длительность инкубиро

вания более 100 мин ограничивается дается синбадность изменения скорости 20 требованием экспрессности контроля, движения, подвижности клеток и величины энергозатрат популяции на движение клеток микроводорослей. При этом для показателя энергозатрат характер изменения разных видов водорослей полностью совпадает.

Если инкубацию проводить при температурах меньше 25 С, то в этом случае возможны эффекты инверсии в реакции движения микроводорослей, что повышает ошибку измерения, так Как

25

а менее 30 мин - величиной ошибки в динамике и требованием завершения фазы перестройки стимуляции.

В табл. 3 представлены значения дисперсии измеряемых величин в дина мике в токсикологическом опыте.

II р и м е р 4 (обоснование крите рия токсического эффекта в краткосрочных опытах с использованием по- 30 движных клеток микроводорослей).

Инкубацию микроводорослей D.Sali na Teod проводили при 26°С в течени 30 мин при освещенности 8000 лк в присутствии, например, ионов меди Си и тритона Х-100. Результаты предста лены на фиг. 4 (график 1 - для меди график 2 - для тритона Х-100). Из д зовой зависимости видно, что параметр энергозатрат при малых концент рациях имеет фазу стимуляции, при средних - некоторое ингибирование, при больших появляется вторая фаза стимуляции и при очень больших наблюдается деградация жизнедеятельности клеток. Установлено, что при достижении первой фазы стимуляции после снятия воздействия параметры энергозатрат восстанавливаются до нормы (контроля), а при достижении второй фазы такого восстановления н

эти явления зависят от физиологического состояния исходной культуры. Очевидно, что учет их - задача слож

ная. При температурах выше 32 С необ ходимо учитывать повреждающее воздействие температуры, которое на фоне химического воздействия может либо усиливаться, либо уменьшаться, что также влечет за собой увеличение динамической ошибки.

Таким образом, при температурном диапазоне 25 - 32°С ошибки измерения имеют минимальные значения.

Пример 3,(установление длительности проведения опыта при оценке токсического действия химических веществ на микроводоросли D.Salina Teod или D.Viridis Teod).

Пробы микроводорослей инкубировали при 26 С в присутствии токсикантов, после чего измеряли скорость движения и подвижность клеток популяции с последующим вычислением энергозатрат популяции ка движение клеток микроводорослей. На фиг. 3 представлены в качестве примера результаты экспериментов действия токсикак та, где график 1 отображает кинетику

реакции микроводорослей D.Salina Teod на Си 14 в концентрации 10 мгл/л, а график 2 - микроводорослей U.Viridis Teod на тот же токсикант. Достоверность подгонок по методу наименьших квадратов не хуже 99,9%. Как видно из фиг. 3, в интервале 30-100 мин водоросли изменяют свои параметры

Q достаточно, чтобы сделать вывод о токсическом действии. Следует отметить, что именно параметр энергозатрат наиболее информативен, так как кинетика его изменения имеет характерные фазы перестройки популяции под действием токсиканта с этапами стимуляции, ингибирования и повреждения клеток. Длительность инкубирования более 100 мин ограничивается 0 требованием экспрессности контроля,

5

0

5

,-

а менее 30 мин - величиной ошибки в динамике и требованием завершения фазы перестройки стимуляции.

В табл. 3 представлены значения дисперсии измеряемых величин в динамике в токсикологическом опыте.

II р и м е р 4 (обоснование критерия токсического эффекта в краткосрочных опытах с использованием по- 0 движных клеток микроводорослей).

Инкубацию микроводорослей D.Salina Teod проводили при 26°С в течение 30 мин при освещенности 8000 лк в присутствии, например, ионов меди Си и тритона Х-100. Результаты представлены на фиг. 4 (график 1 - для меди, график 2 - для тритона Х-100). Из до- зовой зависимости видно, что параметр энергозатрат при малых концентрациях имеет фазу стимуляции, при средних - некоторое ингибирование, при больших появляется вторая фаза стимуляции и при очень больших наблюдается деградация жизнедеятельности клеток. Установлено, что при достижении первой фазы стимуляции после снятия воздействия параметры энергозатрат восстанавливаются до нормы (контроля), а при достижении второй фазы такого восстановления не

наблюдали даже через 24 ч. Поэтому о токсическом эффекте химического воздействия необходимо судить только для концентраций, при которых наблюдается вторая фаза стимуляции. Это свойство реакции биологического тест- объекта характерно и для других исследованных химических веществ. Использование данного критерия оцен0

S

13

ки токсического действия позволяет количественного контролировать химическое загрязнение в краткосрочных опытах.

Предлагаемый способ оценки токсического действия химических веществ, содержащихся в водной среде, может быть реализован на любой другой установке, которая позволяет получать ин-JQ организмов в популяции по скорости формацию о скорости движения и подвижности клеток в популяции в реальном масштабе времени методом корре- ляционно-доплеровской спектроскопии.

дсижения клеток, отлнчающи с я тем, что, с целью повышения то кости оценки и сокращения длительно ти анализа измеряют энергозатраты

Использование способа наиболее эф- 15 популяции на движение микроводорослей

фективно в задачах оперативного контроля качества водной среды методом биотестирования в связи с особой важностью решения проблемы охраны окружающей среды, в частности водных экосистем, кроме того, при организации скрининга вновь синтезируемых химических веществ, например в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, пищевой и химической промышлен- ностях. Особое значение использования данного способа имеет при оценке состояния водных систем в экстремальных ситуациях антропогенного воздействия.

Использование предлагаемого способа оценки токсического действия химических веществ, содержащихся в водной среде, обеспечивает по сравнению с существующими способами измерение флуктуации рассеянного света движущимися клетками микроводорослей методом корреляционно-доплеровской спектроскопии, позволяет с большой точностью оценить скорость и подвижность клеток в популяции, что дает возможность получать величину энергозатрат популяции на движение организмов в реальном масштабе времени при оценке токсического действия химических веществ методом биотестирования в краткосрочных опытах; наличие большой статистики выборки при анализе рассеянного света движущимися организмами позволяет получать статически достоверные сдвиги энергозатрат на популяционном уровне при исследованиях токсических эффектов, на гидро- бионтах. Формула изобретения

k 1. Способ оценки токсического действия химических веществ, содержащихся в водкой среде, включающий

887U

культивирование подвижных микроводорослей рода Dunaliella Teod, ввод токсиканта в пробу с биологическим тест-объектом и инкубацию в течение заданного времени при освещении 6000-8000 лк и стабильной температуре и последующую оценку состояния изменения физиологического состояния

JQ организмов в популяции по скорости

«;

организмов в популяции по скорости

дсижения клеток, отлнчающий- с я тем, что, с целью повышения точ- кости оценки и сокращения длительности анализа измеряют энергозатраты

20

25

30

4Q ,с

35

0

5

методом корреляционко-доплеровской спектроскопии, для этого через 30- 100 мин после начала инкубации суспензию микроводорослей облучают когерентным светом в красном диапазоне с длиной волны 632,8 нм с измерением . флуктуации рассеянного движущимися клетками света, по которым определяют корреляционную функцию рассеянного света и оценивают скорость и число подвижных клеток, а относительную величину энергозатрат на движение клеток в популяции (W) вычисляют по формуле

vZ-ek

гди VQ и v - средняя скорость по

ансамблю клеток микроводорослей в зоне наблюдения соответственно в опыте и контроле, мкм/с;

0и Јk - отношение числа подвижных клеток в популяции к числу неподвижных соответственно в опыте и контроле, отн. ед.,

при этом о токсическом эффекте судят для концентраций химических веществ, при которых наблюдается вторая фаза чувствительности, проявляющаяся в увеличении энергозатрат популяции на движение клеток микроводорослей.

Таблица 1

Динамика показателей микроводорсГслей D.Salina при действии лазерного

света в начальный момент времени

Т а б л и ц а 2

Зависимость относительной погрешности измеряемых показателей микроводорослей от температуры

Изменение относительной

погрешности во времени в присутсвии токсиканта

ТаблицаЗ

W

-i- vxmvQfid

LWlWi

5

«ч

ФиР.З

§

r

|,

5 0.9

|

§ Ofi

&

Ofi

M

6 . - 4-LI, ул.(pusA

HoHtfeff7paqa# cf /n

WO

время, мин. ffff

-LI, ул.HoHtfeff7paqa# cf /n

Iff. С