Способ обнаружения токсичности жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01N33/18 

Изобретение относится к водной токсикологии и может быть использовано для контроля качества ьодн.

Известен способ оценки токсичности жидкостей nyieM использования тест-объекта одноклеточных водорослей рода Chlorella, включающий введение водорослей с питательной средой в опытную кювету тестируемой жидкости, э питательной среды - в контрольную, облучение и измерение показателей для оценки. В известном способе используют водоросли несинхронной культуры мезофильного штамма Chforelia purenoldosa 82 (МГУ), выращивают ка полной среде Тамия и переносят 9 минимализированную среду Успенского. Токсичность определяют по разнице роста 0 опытной и контрольной пробах.

Недостатком известного способа является длительность проведения анализа (5 сут) и его незначительная чувствительность.

Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки токсичности жидкостей, заключающийся в том, что в качестве тест-объекта используют микроорганизмы, постоянно культивируемые в равновесных условиях которые затем смешивают в требуемом количестве с контролируемой на токсичность жидкостью и с питательной средой. Ухудшение состояния микроорганизмов под действием анализируемой кости определяют по сравнению с контрольной пробой по изменению одного из показателей, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов (изменению цвета, рН, концентрации карбоновых кислот и в особенности по снижению потребления кислорода микроорганизмами).

Недостатками известного способа являются длительность получения окончательКЗСО

шш

ного результата и низкая чувствительность анализа в солзи с большой устойчивостью микроорганизмов к определенным классам токсичных аеществ по сравнению с одноклеточными водорослями.

Цель изобретения - обеспечение экспрессное,™ обнаружения - достигается тем, что клетки водорослей помещают в

опытную и контрольную термоста тируемые кюветы, облучают светом и одновременно непрерывно перемешивают содержимое, при этом с помощью ионоселективных электродов измеряю показания концентрации ионов и по величине сдвига концентрации хотя бы одного из измеряемых ионов о опытной кювете судят о токсичности жидкости, причем клетки водорослей предварительно выдерживают в темноте при температуре (-И)-(-4)°0, после чего их переносят в измерительные кюветы и нагревают до температуры 25-30°С в течение 10-15 мин, кроме того обпучение осуществляют в течение 10-15 мин при освещенности 1-5 Ю4 кс.

Пример. Клетки подоросли Chlorella vulgarls выращивают в течение трех дней при непрерывном освещении при 30°С на полной среде Тамия следующего состава, г/л: KN03 5; КН2РСм 1,25; MgSCM 7Н20 2,5; FeSCM 0,003: ЭДТА 0,037; раствор микроэлементов Арнона 2 мл. Состав микроэлементов, мг/л: НзВСм 2,86; 4Н.0 1,81;ZriSCM -7Н20 0.222. CuS045H20 0,079.

Для опыта клетки отделяют от среды выращивания центрифугированием (3000 об/мин 5 мин), отмывают один раз дистиллированной водой, суспендируют в минима- лизированной по ионному составу контрольной среде, состава, М/л: NaCI КС Tris - буфер Ю 3 М (рН 9); помещают на 10-20 ч в темноту при температуре (+1)-(-4)°С. Перед началом измерений по 10 мл клеток в контрольном растворе (плотностью Ю2 млн. клеток/мл) заливают в контрольную и опытную кюветы, которые термостатируют с помощью ультратермостата (V-3) при 25-30°С в течение 10-15 мин при непрерывном перемешивании. Опытную и контрольную кюветы закрывают крышками, оснащенными ионоселектив- ными электродами для Кг(тип ЭСЛ-91-07), №+(тип ЭСЛ-51-07), Н+(тип ЭСЛ-41-Г-05), сигналы от электродов по отношению к индифферентному электроду (тип ЭВЛ- 1МЗ) регистрируют на стандартных электрометрических усилителях (тип рН - 340) и записывают на ленте многоканального автоматического потенциометра (тип КСП-4).

Затем в опытную кювету вносят пробу (0,1 мл) тестируемой на токсичность жидкости (раствор определенных веществ, проба сточной воды и т.п.), а в контрольную кювету - такой же объем (0,1 мл) контрольного раствора, Через 10 мин опытную и контрольную кюветы освещают белым светом интенсивностью 1-5 104лк(осветитель типа ФОС-300) и в течение 10-15 мин регистрируют с помощью ионоселективных электродов скорость изменения концентрации ионов К+, , H.

По предлагаемому способу клетки перед началом оценки токсичности подвергают шоку путем суспендирования клеток в минимализированной по ионному составу контрольной среде; предварительного выдерживания клеток на холоде и в темноте. Последующее освещение предварительно адаптированных к темноте и выдержанных на холоде клеток приводит к активации светозависимого метаболизма клеток и, как следствие, к изменению скоро- С1и транспорта ионов Н+, К+, Na+ между

клетками и наружной контрольной средой, что и регистрируется с помощью ионоселективных электродов.

Такая предобработка приводит к повышению чувствительности реакции объекта

на внешнее воздействие. Кроме того, при такой предобработке отпадает необходимость в использовании синхронной культуры клеток, которая является трудоемкой и дорогостоящей.

Для оценки степени влияния различных

тестируемых проб жидкости на метаболизм клеток используют, например, отношение скорости изменения концентрации исследуемых ионов в опытной и контрольной кюветах а первые 10-15 мин освещения;

укрнтр. vftPt T- A vKf (%)-К

энтр

AVNa(% )

VNa

i КОНТр

vflT

vKPa4Tp

AVH(%)

-vHlonbiT

VH

контр

Сдвиг указанных параметров (A VK+, 0 AvNa+, AVH J в ту или иную сторону от 100% свидетельствует о нарушении светозависимого метаболизма клеток, что проявляется в изменении скорости транспорта ионов и, следовательно, характеризует степень 5 токсичности тестируемой жидкости.

Результаты измерений приведены в таблице.

Из сравнения данных, представленных в таблице, следует, что некоторые из измеряемых параметров являются более

чувствительными к одним веществам, а некоторые - к другим. Это позволяет идентифицировать химические вещества при их совместном действии на биологическую клетку, что особенно при анализе сточных вод конкретного промышленного предприятия.

Использование предложенного способа обеспечивает сокращение времени получения окончательного результата до 20-30 мин. что дает возможность оперативно оценивать токсичность исследуемой жидкости и, тем самым, контролировать качество вод на ранних стадиях загрязнения.

Благодаря измерению трех независи- мых параметров (Д VK+, AvN3+ , A VH , характеризующих реакцию клетки на присутствие в водной среде токсичных соединений, повышаются чувствительность и надежность получаемых оценок токсично- сти и расширяется круг токсикантов, присутствие которых можно зарегистрировать.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения токсичности жидкости, заключающийся во введении в контрольную и исследуемую среды тестобъекта с последующим измерением электрохимического отклика электродов, размещенных соответственно в контрольной и исследуемых средах, отличаю щий с я тэм, что, с целью повышения экспрес- сности способа, тест-объект предварительно выдерживают на холоде и в темноте, затем помещают его в контрольную-и исследуемую среды, нагревают и измеряют электрохимические сигналы электродов, после чего проводят облучение тест-обьекта и по величине сдвигов электрохимических сигналов судят о токсичности жидкости, причем в качестве тест-обьекта использована водоросль рода Chlorella.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве электродов использованы К., Н+ и Na+ селективные электроды.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что клетки водоросли предварительно выдерживают в темноте при температуре + 1 - -4°С, после чего их переносят в измерительные среды и нагревают до температуры 25-30°С в течение 10-15 мин.

4.Способ по п. 1,отличающийся тем, что облучение осуществляют в течение 10-15 мин при освещенности (1-5)

104лк.

Изобретение относится к токсикологии и может быть использовано для контроля сточных вод. Целью изобретения является повышение экспрессное™ обнаружения токсикантов. Цель достигается тем, что тест- объект (водоросль Chlorella) предварительно выдерживают на холоде в темнел е. затем помещают в контрольную и исследуемую среды, нагревают и измеряют злектрохим ческий отклик, затем облучают тест-объект и по величине сдвига отклика судят с тчсгч- ности жидкости. 3 з.п.ф-лы, I табл