Способ определения токсичности отработанных вод после отбелки целлюлозы Советский патент 1992 года по МПК G01N33/555 G01N33/18 

СО

С

Использование: оценка токсического действия продуктов, образовавшихся после отбелки целлюлозы, критерий для выбора схем отбелки целлюлозы. Сущность изобретения: токсичность определяют по результатам воздействия отработанных растворов на плазму крови, а именно по изменению общей протеолитической активности (ОПА) плазмы крови ОПА выражают в микромолях аргинина, отщепленного от протаминсуль- фата 1 л плазмы крови за 1 мин по формуле, 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к оценке суммарного токсического действия групп химических веществ, образующихся и переходящих в раствор при выделении природных полимеров, в том числе целлюлозы, полученной из различных видов растительного сырья с использованием в процессе ее отбелки различных реагентов: хлора: гидроокисей Са2+, Mg2, кислорода: пероксида водорода, а также их соединений - диоксида хлора, гипохлоритов и соединений серы - сульфитов, бисульфитов.

Изобретение может быть использовано для оценки токсического действия продуктов, образовавшихся после отбелки целлюлозы с применением различных химических веществ, и служить одним из критерием для выбора имеющихся схем отбелки целлюлозы и создания новых.

Цель изобретения - повышение точности и ускорение способа проведения знализа, позволяющего определить токсичность исследуемых растворов.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве биологического объекта используют плазму крови человека, определяют ее протеолитическую активность до и после инкубирования, а токсичность оценивают по изменению общей протеолитической активности (ОПА).

ОЛА плазмы определяют до и после воздействия указанных растворов. Увеличение или снижение активности исследуемого показателя служит оценкой повреждающего действия. ОПА является суммарным показателем состояния важнейших протеолитиче- ских систем крови: фибринолитической, калликреин-кининов ой, системы свертывания крови и системы комплемента. Актива- ция или угнетение этих систем может стать причиной развития различных паталогиче- ских состояний. Система протеолитических

ч

СЛ

о оо

hO

4

ферментов является весьма чувствительной и быстро реагирует на различные воздействия.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе многоступенчатой отбелки целлюлозы отбирают пробы образовавшейся сточной воды (фильтрата). Затем проводят оценку токсичности отих вод, определяя ОПА плазмы до и после воздействия фильтратов. В качестве субстрата используют протаминсульфат СПС). Схема опыта: к 0,1 мл плазмы крови добавляют 0,5 мл 0,05 М мединалового буфера (рН 7,6) и 0,2 мл 1 %- ного раствора ПС. Пробу инкубируют 15 мин при 37°С, после чего реакцию останавливают, добавляя 0,0 мл 20%-ного раствора трихлоруксусной кислоты (ТХУ), Нерасщепившийся ПС осаждают центрифугованием в течение 30 мин при 8000 об./мин. В прозрачном цеитрифугате определяют содержание аргинина методом Сакагуши в модификации В.А.Храмова. Для этого к 1 мл центрифугата добавляют при перемешиваний по 1 мл знтеросептола, 7,5% МаОН и NaBrO. Интенсивность окрашенного раствора измеряют с помощью фотоэлектроко- лЪр11метра ФЭК-об М со светофильтром ГФ 5 в Кювете 10 мм, сравнивая опытную пробу с контрольной. Контрольная проба отличается от опытной тем. что ПС добавляется в пробу после ТХУ. Количество аргинина в пробе служит мерой протеолитической активности плазмы крови.

ОП А выражают в микромолях аргинина в пробе, что служит мерой протеолитической активности плазмы крови.

ОПА выражают в микромолях аргинина, отщепленного от протаминсульфата 1 л плазмы крови за 1 мин, по формуле

°ПА°0.11 Д51Д°7 2 6-1мкМарГ/Л-МИН где 1,6 - объем инкубационной смеси;

1000 - пересчет на 1 л плазмы;

0,1 - количество плазмы в опыте;

15 - время инкубации;

174,2 - мол.масса аргинина.

Если исходную величину ОПА принять за 100% активности,то ОПА, полученная после 15-минутной инкубации плазмы с отработанным раствором (величина X) будет составлять Y% от исходной.

Пример расчета:

,2 мкМ арг/л-мин - 100%

,8 мкМ арг/л-мин - У%

100-21.б%.

,2 100% - 21,.4% угнетения.

П р и м е р 1. Исследуют токсичность отработанных растворов после отбелки целлюлозы по схеме: хлорирование (X) - щелочение (Щ) - обработка гипохлоритом в две

5 ступени (П-Га), т.е. Х-Щ-П-Га.

Пробы фильтратов отбирают после ступеней хлорирования, щелочения, полной схемы отбелкии определяют токсичность по предлагаемому способу.

0 Влияние отработанных растворов после отбелки целлюлозы по схеме Х-Щ-ГУГ2 на общую протеолитическую активность плазмы крови человека представлено в табл.1.

5 Отклонение протеолитической активности плазмы крови (ОПА) в сторону ее уменьшения (угнетения) или увеличения (активации) от исходного (нормального) уровня является характеристикой токсично0 сти исследуемых растворов и может быть сопоставимой с характеристикой токсичности этих же растворов, полученной классическим методом контроля по выживаемости определенныхтест-организмоа при различ5 ных разбавленных исходных отработанных растворов за определенный период (3-10 сут).

П р и м е р 2. Исследуют токсичность отработанных растворов после перекисной

0 делигнификации (Пд) и последующей добел- ки по схеме: диоксидом хлора в 2 ступени с промежуточной перекисной обработкой, полная схема Пд-Д1-П-Д2.

Пробы отработанных растворов отбира5 ют после перекисной делигнификации (Пд}, отбелки двуокисью хлора (ДО и после полной схемы отбелки. Определяют токсичность по предлагаемому и известному способам.

О Влияние отработанных растворов после отбелки целлюлозы по схеме Пд-Дч-П-Да на общую протеолитическую активность плазмы крови представлено в табл. 2.

Расхождение данных наблюдается в ре5 зультат ах определения токсичности отработанных растворов от делигнификации небеленой целлюлозы перекисью водорода только на йаччальной стадии схемы отбелки (см. чертеж). Расхождения вызваны тем,

0 чтьо на этой стадии в раствор переходит значительное количество органических веществ целлюлозного и лигнинного характера. Эти вещества большей частью являются олигосоединениями и представляют собой в

5 растворе коллоидную систему, которая забивает дыхательные органы дафний, что отмечается в качестве основной причины их гибели при определении токсичности по известному способу. В то же время сама по

себе тс слчность отработанных растворов

от стадии Пд по-видимому невысокая, на что указывают результаты, полученные в примере 2 при определении токсичности по предлагаемому методу.

Г1 р и м е р 3. Исследуют токсичность отработанных растворов от отбелки целлюлозы по схеме: обработка гипохлоритом (П) - щелочение (Щ) - обработка гипохлоритом в две ступени (П-Гз). т.е. П-ЩТаТз.

Пробы фильтратов отбирают после пер- вой ступени гипохлоритной обработки (П), щелочения и смесь фильтратов от полной схемы отбелки (Г1-ЩТ2-Гз). Определяют токсичность по предлагаемому способу.

Влияние отработанных растворов по- еле отбелки целлюлозы по схеме П-ЩТ2-Гз на протеолитическую активность плазмы крови человека представлено в табл.3.

Представленные данные показывают, что плазма крови, в частности ее протеоли- тическая активность, является чувствительным объектом для выявления токсичности отработанных растворов от отбелки целлюлозы.

Предлагаемый метод, таким образом, позволяет точнее оценивать абсолютную токсичность отработанных растворов. Использование общей протеолитической активности для определения токсичности

отработанных растворов после отбелки целлюлозы является достаточно чувствительным, так как в качестве исследуемой величины выбран суммарный показатель активности многих ферментных систем плазмы крови. Активация или угнетение одной из них отражается на величине общей поо- теолитической активности (ОПА) плазмы крови.

При использовании предлагаемою спо- соба оценка токсичности отработанных растворов от отбелки целлюлозы, полученных с применением различньтхгвтбеливающих реагентов, может быть проведена достаточно быстро и по четким количественным критериям.

Формула изобретения Способ определения токсичности отработанных вод после отбелки целлюлозы путем инкубирования исследуемого материала с биологическим обьектом с последующей оценкой полученных результатов, о т- личающийся тем. что, Ь целью повышения точности и ускорения способа, в качестве биологического объекта используют плазму крови человека, определяют ее протеолитическую активность до и после инкубирования, а токсичность оценивают по изменению общей протеолитической активности.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3