RU2369867C1 - Method of determining toxicity of aqueous media - Google Patents
Method of determining toxicity of aqueous media Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369867C1 RU2369867C1 RU2008124092/04A RU2008124092A RU2369867C1 RU 2369867 C1 RU2369867 C1 RU 2369867C1 RU 2008124092/04 A RU2008124092/04 A RU 2008124092/04A RU 2008124092 A RU2008124092 A RU 2008124092A RU 2369867 C1 RU2369867 C1 RU 2369867C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- toxicity
- aqueous medium
- aqueous media
- water
- volume
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 title claims description 28
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 title claims description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 20
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 31
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 8
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 7
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 210000002105 tongue Anatomy 0.000 abstract description 3
- 231100000041 toxicology testing Toxicity 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 7
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 7
- 241000238578 Daphnia Species 0.000 description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 231100000566 intoxication Toxicity 0.000 description 5
- 230000035987 intoxication Effects 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 4
- 108010071390 Serum Albumin Proteins 0.000 description 3
- 102000007562 Serum Albumin Human genes 0.000 description 3
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 3
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- QYSGYZVSCZSLHT-UHFFFAOYSA-N octafluoropropane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F QYSGYZVSCZSLHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N Bilirubin Chemical compound N1C(=O)C(C)=C(C=C)\C1=C\C1=C(C)C(CCC(O)=O)=C(CC2=C(C(C)=C(\C=C/3C(=C(C=C)C(=O)N\3)C)N2)CCC(O)=O)N1 BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N 0.000 description 2
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 231100001265 toxicological assessment Toxicity 0.000 description 2
- 150000004961 triphenylmethanes Chemical class 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001302161 Ceriodaphnia Species 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091006905 Human Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 102000008100 Human Serum Albumin Human genes 0.000 description 1
- 208000017170 Lipid metabolism disease Diseases 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 231100000613 environmental toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000518 lethal Toxicity 0.000 description 1
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 231100000563 toxic property Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000013026 undiluted sample Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Изооретение относится к анализу воды особыми способами и может быть использовано в биологии и экологии для токсикологической оценки качества водных сред, в том числе и водных вытяжек отходов в области охраны окружающей среды, а также при экологическом контроле с диагностическими или исследовательскими целями.Isooretion refers to the analysis of water in special ways and can be used in biology and ecology for toxicological assessment of the quality of aqueous media, including water extracts from waste in the field of environmental protection, as well as environmental monitoring for diagnostic or research purposes.
Проблемы загрязнения окружающей среды требуют разработки и реализации эффективных методов контроля токсичности водных сред.Environmental pollution problems require the development and implementation of effective methods for controlling the toxicity of aquatic environments.
Известен способ определения токсичности водных сред с использованием в контролируемых условиях биологических объектов (тест-организмов) (Филенко О.Ф. Некоторые принципы биотестирования токсичности загрязняемых природных вод // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1989. - С.185-193). Органами Госстандарта РФ утверждено использование цериодафний для проведения экспериментов по оценке класса опасности водных отходов (ФР. 1.39.2001.00282. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. М.: Акварос. - 2001. - 52 с; ФР. 1.39.2001.00283., Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: Акварос. - 2001. - 48 с).There is a method of determining the toxicity of aquatic environments using under controlled conditions biological objects (test organisms) (Filenko O.F. Some principles of bioassay of toxicity of polluted natural waters // Methods of bioindication and biotesting of natural waters. - L .: Gidrometeoizd. - 1989. - S.185-193). Gosstandart of the Russian Federation approved the use of ceriodaphnium for conducting experiments to assess the hazard class of water wastes (FR. 1.39.2001.00282. Methods for determining the toxicity of water and water extracts from soils, sewage sludge, waste by mortality and changing the fecundity of ceriodaphnium. M .: Akvakos. - 2001. - 52 s; FR. 1.39.2001.00283., Methodology for determining the toxicity of water and water extracts from soils, sewage sludge, waste by mortality and changes in the fertility of daphnia. M: Akvakos. - 2001. - 48 s).
Известный способ заключается в том, что отбирают жидкие осадки, фильтруют, измеряют pH, температуру и содержание O2 в полученном экстракте (водная вытяжка из осадков сточных вод или отходов должна иметь pH=7,0-8,2, температуру 20±2°C, концентрацию растворенного кислорода не ниже 6 мг/дм3) и анализируют в 100, 30, 9, 3 и 1%-ной концентрациях. В процессе приготовления разбавлений пробы тщательно перемешивают. Разбавления в трех параллельных сериях. В качестве контроля используется три параллельные серии с культивированной водой.The known method consists in the fact that liquid precipitates are collected, filtered, pH, temperature and O 2 content in the obtained extract are measured (water extract from sewage sludge or waste should have a pH = 7.0-8.2, temperature 20 ± 2 ° C, the concentration of dissolved oxygen is not lower than 6 mg / dm 3 ) and analyzed at 100, 30, 9, 3 and 1% concentrations. During the preparation of dilutions, the samples are thoroughly mixed. Dilutions in three parallel series. As a control, three parallel series with cultured water are used.
Учет смертности дафний в опыте и контроле проводят через каждый час до конца первого дня опыта, а затем 2 раза в сутки ежедневно до истечения 96 часов.The account of daphnia mortality in the experiment and control is carried out every hour until the end of the first day of the experiment, and then 2 times a day daily until 96 hours have passed.
Для определения токсичности исследуемых вод, водной вытяжки рассчитывается процент погибших в тестируемой воде дафний (A, %) по сравнению с контролем:To determine the toxicity of the studied water, water extract, the percentage of daphnia killed in the test water (A,%) is calculated in comparison with the control:
где Xk - количество выживших дафний в контроле; Xt - количество выживших дафний в тестируемой воде.where X k is the number of surviving daphnia in the control; X t is the number of daphnia survivors in the test water.
При A<10% тестируемая вода или водная вытяжка не оказывает токсического действия (безвредная кратность разбавления). При A>50% тестируемая вода, водная вытяжка оказывает токсическое действие (средняя летальная кратность разбавления).At A <10%, the tested water or aqueous extract does not have a toxic effect (harmless dilution ratio). At A> 50% the tested water, the aqueous extract has a toxic effect (average lethal dilution ratio).
Однако известный способ имеет ряд недостатков. Прежде всего, дафнии нельзя отнести к легко культивируемым в лабораторных условиях тест-организмам, поскольку они реагируют на присутствие в помещении паров различных химических веществ и их сложно культивировать в тех лабораториях, где выполняются химические анализы (Жмур Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. М.: Международный Дом Сотрудничества, 1997. - 117 с). При наличии в воде, используемой в качестве культивационной, какого-либо фонового загрязнения (например, железа), возникают трудности при содержании тест-культуры. Кроме того, для оценки функционального состояния тест-объекта под влиянием изучаемого фактора обычно используют несколько параметров, относящихся к разным уровням интегральности (Филенко О.Ф. Некоторые принципы биотестирования токсичности загрязняемых природных вод // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. - Л.: Гидрометеоиздат.- 1989. - С.185-193). При этом для каждого уровня могут быть выделены частные и интегральные тест-функции. Попытка судить о состоянии интегральных параметров по динамике частных всегда подвержена риску существенной количественной ошибки. И, самое главное, оценка токсичности водных сред при таком способе исследования осуществляется по прошествии достаточно длительного времени.However, the known method has several disadvantages. First of all, daphnia cannot be attributed to test organisms that are easily cultivated in laboratory conditions, since they react to the presence of various chemical substances in the room and are difficult to cultivate in those laboratories where chemical analyzes are performed (Zhmur N.S. State and industrial toxicity control water biotesting methods in Russia.M .: International House of Cooperation, 1997. - 117 c). If there is any background pollution (for example, iron) in the water used as cultivation water, difficulties arise in the content of the test culture. In addition, to assess the functional state of the test object under the influence of the studied factor, several parameters are usually used that relate to different levels of integrality (Filenko, O.F. Some principles of bioassay of toxicity of polluted natural waters // Methods of bioindication and bioassay of natural waters. - L .: Gidrometeoizdat. - 1989. - S.185-193). Moreover, for each level, private and integral test functions can be distinguished. An attempt to judge the state of integral parameters by the dynamics of quotients is always at risk of significant quantitative errors. And, most importantly, the assessment of the toxicity of aquatic environments with this method of research is carried out after a fairly long time.
Известен способ определения токсичности водных сред с использованием лейкоформы красителя трифенилметанового ряда (Способ определения токсичности водной среды. Авторы: Эрнестова Л.С., Власова Г.В. Номер публикации 2007713, Дата публикации 1994.02.15, Заявка 4952638/04. Дата подачи заявки 1991.06.28. Опубликовано 1994.02.15. Номер редакции МПК5. Основной индекс МПК G01N 33/18).A known method for determining the toxicity of aqueous media using leukoform of a dye triphenylmethane series (Method for determining the toxicity of an aqueous medium. Authors: Ernestova LS, Vlasova GV Publication number 2007713, Publication date 1994.02.15, Application 4952638/04. Application filing date 1991.06.28. Published 1994.02.15. Editorial number IPC5. Main index IPC G01N 33/18).
Известный способ заключается в том, что отбирают пробу водной среды, фильтруют, добавляют тестирующую смесь, состоящую из лейкоформы красителя трифенилметанового ряда и гликолевого реактива при соотношении, равном (0,5-1):(0,0005-0,0015). Вода считается токсичной при величине адсорбции выше 0,3 мкг·экв/л.The known method consists in the fact that a sample of the aqueous medium is taken, filtered, a test mixture consisting of the leukoform of the dye of the triphenylmethane series and the glycol reagent is added at a ratio of (0.5-1) :( 0.0005-0.0015). Water is considered toxic if the adsorption value is above 0.3 μg · equiv / L.
Однако известный способ имеет невысокую чувствительность и для его осуществления требуется наличие дорогостоящего оборудования.However, the known method has a low sensitivity and its implementation requires the availability of expensive equipment.
За прототип предлагаемого способа выбран известный способ определения токсичности водных сред, включающий исследование активности Mg2+-ATФазы плазматических мембран мозга животных, активированной ионами хлора и/или бикарбоната (Способ определения токсичности водной среды (варианты), реагент для определения токсичности водной среды, применение Mg2+-ATФазы плазматических мембран мозга животных. Авторы: Попов А.А., Мензиков С.А., Мензикова О.В. № публикации 2266539, дата публикации 2005.12.20, заявка №2004129244/15, дата подачи заявки 2004.10.05. Номер редакции МПК7. Основной индекс МПК G01N 33/18, G01N 33/48, C02F 1/68).For the prototype of the proposed method, a well-known method for determining the toxicity of aqueous media was selected, including a study of the activity of Mg 2+ -ATPhase of plasma membranes of the brain of animals activated by chlorine and / or bicarbonate ions (Method for determining the toxicity of an aqueous medium (options), reagent for determining the toxicity of an aqueous medium, application Mg 2+ -AT Phases of plasma membranes of the brain of animals Authors: Popov AA, Menzikov SA, Menzikova OV Publication number 2266539, publication date 2005.12.20, application No. 2004129244/15, filing date 2004.10. 05. Revision number M C7. The main index of the IPC G01N 33/18, G01N 33/48, C02F 1/68).
Известный способ осуществляют следующим образом. Пробу водной среды фильтруют, доводят до физиологических значений pH не содержащим фосфор буфером, добавляют плазматические мембраны мозга животных, перемешивают. Затем добавляют раствор, содержащий трис-АТФ и источник ионов магния, а также источник/источники ионов хлора и/или бикарбоната и инкубируют. По снижению активности Mg2+-ATФазы, определяемой по концентрации неорганического фосфора, определяют токсичность водной среды.The known method is as follows. A sample of the aqueous medium is filtered, adjusted to physiological pH with a phosphorus-free buffer, plasma membranes of the brain of animals are added, and mixed. Then add a solution containing Tris-ATP and a source of magnesium ions, as well as the source / sources of chlorine ions and / or bicarbonate and incubate. To reduce the activity of Mg 2+ -ATPase, determined by the concentration of inorganic phosphorus, determine the toxicity of the aquatic environment.
Однако известный способ имеет ряд недостатков: он весьма дорог в осуществлении, трудоемок, требует наличия значительного количества реактивов и биологического материала, полученного при забое животных.However, the known method has several disadvantages: it is very expensive to implement, time-consuming, requires a significant amount of reagents and biological material obtained from the slaughter of animals.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности быстрого и достоверного определения токсичности водных сред при минимальном количестве исследуемого материала и необходимых реактивов.The task of the invention is to enable the rapid and reliable determination of the toxicity of aqueous media with a minimum amount of test material and the necessary reagents.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе определения токсичности водных сред, включающем забор пробы водной среды, ее фильтрацию и коррекцию pH до физиологических значений, к одной объемной части исследуемой пробы водной среды добавляют две объемные части 10% раствора бычьего сывороточного альбумина, перемешивают, высушивают каплю материала на горизонтально расположенном стекле при комнатной температуре в течение 18-24 часов, анализируют структурный макропортрет дегидратированной капли с помощью светового микроскопа и при наличии характерных особенностей в виде штриховых, параллельных, концентрических, многолучевых, закругленных и круглых трещин, трещин в виде черной сети, в виде рыбьей чешуи, морщин, линий Валнера и языков Арнольда определяют токсичность водных сред.The problem is solved in that in the known method for determining the toxicity of aqueous media, including sampling an aqueous medium, filtering it and adjusting the pH to physiological values, two volume parts of a 10% solution of bovine serum albumin are added to one volume part of the studied aqueous medium sample, mixed dried a drop of material on a horizontally placed glass at room temperature for 18-24 hours, analyze the structural macro portrait of a dehydrated drop using a light microscope and If there are characteristic features in the form of dashed, parallel, concentric, multipath, rounded and round cracks, cracks in the form of a black net, in the form of fish scales, wrinkles, Walner lines, and Arnold languages, the toxicity of aqueous media is determined.
Предлагаемое изобретение отвечает критерию «новизна», так как в процессе проведенных патентно-информационных исследований по патентной и научно-технической литературе не выявлено источников информации, которые бы порочили новизну изобретения.The present invention meets the criterion of "novelty", since in the process of patent information research on patent and scientific literature, no sources of information have been identified that would discredit the novelty of the invention.
Предлагаемое изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень», так как не выявлено технических решений с существенными признаками предлагаемого способа.The present invention meets the criterion of "inventive step", since no technical solutions with essential features of the proposed method have been identified.
Известен способ клиновидной дегидратации, при котором каплю биологического материала помещали горизонтально на предметное стекло, высушивали при комнатной температуре в течение 18-24 часов и получали структурный макропортрет дегидратированой капли, который в дальнейшем анализировали (Шатохина С.Н., Шабалин В.Н. // Морфология биологических жидкостей человека. 2001 г. - М.: Хризостом. - С.118-123). Способ применяется в медицине, например, для оценки интоксикации организма или диагностики определенных заболеваний. При повышенном содержании в крови белково-пептидных и белково-аминокислотных агрегаций в структурном макропортрете наблюдают «морщины» - особые концентрационные волны. При воспалительных процессах любого характера выявляют структуры типа языков Арнольда и ковров Серпинского. При нарушениях липидного обмена наблюдают эффект смазанности.The known method of wedge-shaped dehydration, in which a drop of biological material was placed horizontally on a glass slide, dried at room temperature for 18-24 hours and received a structural macro portrait of a dehydrated drop, which was further analyzed (Shatokhina S.N., Shabalin V.N. / / Morphology of human biological fluids. 2001 - M .: Chrysostom. - S.118-123). The method is used in medicine, for example, to assess the intoxication of the body or the diagnosis of certain diseases. With an increased content of protein-peptide and protein-amino acid aggregations in the blood, "wrinkles" - special concentration waves - are observed in the structural macro portrait. In inflammatory processes of any nature, structures such as the languages of Arnold and Sierpinski carpets are revealed. In case of lipid metabolism disorders, a lubrication effect is observed.
Авторы предлагаемого способа не обнаружили в научно-технической литературе сведений о возможности применения метода клиновидной дегидратации для оценки токсичности в водных средах.The authors of the proposed method did not find in the scientific and technical literature information about the possibility of using the method of wedge-shaped dehydration to assess toxicity in aqueous media.
По мнению авторов предлагаемого изобретения при определении токсичности водных сред методически более верно в качестве тест-объекта использовать не биологический субстрат, а стандартизированный раствор какого-либо белка. Наиболее подходящим белком для данной цели является альбумин - один из основных белков плазмы крови. Одна из важнейших функций альбуминов - транспортная. Эти белки участвуют в переносе свободных жирных кислот, холестерина, билирубина, кальция, многих биологически активных веществ. Альбумины способны связывать любые гидрофобные и амфифильные лиганды малой молекулярной массы (до 1000 Д) (Добрецов Г.Е., Миллер Ю.И. Биохимия и физико-химия сывороточного альбумина. // Альбумин сыворотки крови в клинической медицине. М: Ириус, 1994. - С.13-26). По изменению конформации сывороточного человеческого альбумина, определяемой соотношением его общей и эффективной концентрации, диагностируют эндогенную интоксикацию организма (Гаврилов В.Б., Бидула М.М., Фурманчук Д.А. Снижение эффективной концентрации альбумина как индикатор дисбаланса между накоплением и связыванием токсинов в плазме крови при эндогенной интоксикации. // Альбумин сыворотки крови в клинической медицине. М: Ириус, 1998. - С.132-139). Патологическое изменение структурной конформации белков плазмы крови при эндогенной интоксикации сопровождается появлением характерных особенностей в ее структурном макропортрете (Обухова Л.М., Ведунова М.В., Конторщикова К.Н., Добротина Н.А. Морфофизиологический анализ плазмы крови при эндогенной интоксикации // Вестник Нижегородского государственного университета им. Н.И.Лобачевского. - 2007. - № 6. - С.104-108).According to the authors of the invention, when determining the toxicity of aqueous media, it is methodologically more accurate to use not a biological substrate, but a standardized solution of a protein, as a test object. The most suitable protein for this purpose is albumin, one of the main plasma proteins. One of the most important functions of albumin is transport. These proteins are involved in the transfer of free fatty acids, cholesterol, bilirubin, calcium, many biologically active substances. Albumins are able to bind any hydrophobic and amphiphilic ligands of small molecular weight (up to 1000 D) (Dobretsov G.E., Miller Yu.I. Biochemistry and physical chemistry of serum albumin. // Serum albumin in clinical medicine. M: Irius, 1994 . - S.13-26). By changing the conformation of serum human albumin, determined by the ratio of its total and effective concentration, endogenous intoxication of the body is diagnosed (Gavrilov V.B., Bidula M.M., Furmanchuk D.A. Decrease in the effective concentration of albumin as an indicator of the imbalance between the accumulation and binding of toxins in blood plasma during endogenous intoxication. // Serum albumin in clinical medicine. M: Irius, 1998. - P.132-139). A pathological change in the structural conformation of blood plasma proteins during endogenous intoxication is accompanied by the appearance of characteristic features in its structural macro portrait (Obukhova L.M., Vedunova M.V., Kontorshikova K.N., Dobrotina N.A. Morphophysiological analysis of blood plasma during endogenous intoxication / / Bulletin of the Nizhny Novgorod State University named after N.I. Lobachevsky. - 2007. - No. 6. - P.104-108).
Предварительно была проведена исследовательская работа по определению наиболее подходящей концентрации альбумина в анализируемой пробе. В ходе экспериментальной разработки способа были изучены объемные соотношения 1:1, 1:2; 1:3; 1:5; 1:10; 1:50; 1:100; 2:1; 3:1; 5:1; 10:1.Previously, research work was carried out to determine the most suitable concentration of albumin in the analyzed sample. During the experimental development of the method, volume ratios of 1: 1, 1: 2 were studied; 1: 3; 1: 5; 1:10; 1:50; 1: 100; 2: 1; 3: 1; 5: 1; 10: 1.
Наиболее информативными были результаты, полученные с применением 10% раствора бычьего сывороточного альбумина в объемном соотношении 2:1 к исследуемой жидкости.The most informative were the results obtained using a 10% solution of bovine serum albumin in a volume ratio of 2: 1 to the test fluid.
В ходе разработки предлагаемого способа экспериментальным путем была доказана необходимость и достаточность для определения токсичности водных сред наличия в высохшей капле смеси, состоящей из одной объемной части исследуемой пробы водной среды и двух объемных частей 10% раствора бычьего сывороточного альбумина, характерных особенностей в виде штриховых, параллельных, концентрических, многолучевых, закругленных и круглых трещин, трещин в виде черной сети, в виде рыбьей чешуи, морщин, линий Валнера и языков Арнольда.During the development of the proposed method experimentally, the necessity and sufficiency for determining the toxicity of aqueous media of the presence in the dried drop of a mixture consisting of one volume part of the test sample of the aqueous medium and two volume parts of a 10% solution of bovine serum albumin, characteristic features in the form of dashed, parallel, was proved , concentric, multipath, rounded and round cracks, cracks in the form of a black net, in the form of fish scales, wrinkles, Walner lines and Arnold's tongues.
Были исследованы и проанализированы 15 образцов водных сред и водных извлечений, доставленных в лабораторию промышленной и экологической токсикологии НИИ химии Нижегородского государственного университета для проведения биологического тестирования с целью определения их токсических свойств. Из них 1 проба отличалась высокой токсичностью (гибель 100% организмов в неразбавленной пробе), 3 - средней степенью токсичности (гибель организмов в диапазоне от 50 до 100%), 6 - слабой степенью токсичности (гибель организмов в диапазоне от 10 до 50%). Также были исследованы заведомо нетоксичные образцы культивационной воды, использовавшиеся в качестве контроля при проведении биологического тестирования (5 образцов).We studied and analyzed 15 samples of aqueous media and aqueous extracts delivered to the laboratory of industrial and environmental toxicology of the Research Institute of Chemistry of the Nizhny Novgorod State University for biological testing in order to determine their toxic properties. Of these, 1 sample was highly toxic (death of 100% of organisms in an undiluted sample), 3 - medium toxicity (death of organisms in the range from 50 to 100%), 6 - low toxicity (death of organisms in the range of 10 to 50%) . Also known non-toxic samples of cultivation water were used, which were used as a control during biological testing (5 samples).
На фиг.1 показано изображение высохшей капли смеси, содержащей 1 объемную часть нетоксичной артезианской воды ТЗ «Королевская вода» и 2 частиFigure 1 shows the image of a dried drop of a mixture containing 1 volume part of non-toxic artesian water TK "Royal water" and 2 parts
10% раствора сывороточного бычьего альбумина (ув.×15).10% solution of serum bovine bovine albumin (uv. × 15).
На фиг.2 показано изображение высохшей капли смеси, содержащей 1 объемную часть водных хозяйственно-бытовых стоков после очистных сооружений и 2 части 10% раствора сывороточного бычьего альбумина (ув.×15). Цифрой 1 показаны штриховые трещины, 2 - круглые трещины, 3 - параллельные трещины.Figure 2 shows the image of a dried drop of a mixture containing 1 volume part of water of domestic wastewater after treatment facilities and 2 parts of a 10% solution of serum bovine albumin (SW × 15). The number 1 shows dashed cracks, 2 - round cracks, 3 - parallel cracks.
Предложенным способом исследовали 15 проб водных сред. Параллельно проводили биологическое тестирование с использованием дафний Ceriodaphnia affinis. При помощи программного пакета «Statistics» была проведена обработка результатов двух методов. Коэффициент корреляции по Пирсону между результатами (процент гибели) биотестирования и количеством особенностей в структурном макропортрете водных сред с добавлением альбумина составил 0,33 при вероятности р=0,048, что свидетельствует о достоверной связи между двумя этими показателями.The proposed method investigated 15 samples of aqueous media. In parallel, biological testing was performed using daphnia Ceriodaphnia affinis. Using the Statistics software package, the results of two methods were processed. The Pearson correlation coefficient between the results (percentage of death) of the bioassay and the number of features in the structural macro portrait of aqueous media with the addition of albumin was 0.33 with a probability of p = 0.048, which indicates a reliable relationship between these two indicators.
Предлагаемый способ при использовании дает следующий положительный эффект. Способ позволяет определить наличие токсичности водных сред и предварительно оценить ее величину.The proposed method when used gives the following positive effect. The method allows to determine the presence of toxicity of aquatic environments and pre-evaluate its value.
В качестве основного преимущества метода клиновидной дегидратации перед методом биотестирования является отсутствие в необходимости культивирования тест-организмов, что значительно снижает расходы на заработную плату персонала и себестоимость анализа. Способ прост в исполнении, занимает меньше времени, чем биотестирование, не требует дорогостоящего оборудования и реактивов, большого количества исследуемого материала, что позволяет в дальнейшем проводить другие виды исследований. Способ может быть использован в токсикологической оценке качества водных сред при экологическом контроле.The main advantage of the wedge-shaped dehydration method over the biotesting method is the lack of the need to cultivate test organisms, which significantly reduces staff costs and analysis costs. The method is simple to execute, takes less time than biotesting, does not require expensive equipment and reagents, a large amount of the studied material, which allows further studies to be carried out. The method can be used in toxicological assessment of the quality of aqueous media under environmental control.
Предполагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
Производят забор водной среды, фильтруют ее и доводят pH до физиологических значений. К одной объемной части исследуемой жидкости добавляют две объемные части 10% раствора бычьего сывороточного альбумина, перемешивают. Затем на предметное стекло, специальным образом обработанное, расположенное строго горизонтально, наносят каплю приготовленной смеси объемом 0,01 мл (10 мкл). При этом диаметр капли составляет около 5 мм. Делают 6 повторов для проверки достоверности и взаимной идентичности высохшей капли. Высушивание проводят при температуре 20-25°C и относительной влажности 65-70% вдали от нагревательных приборов и прямых солнечных лучей при минимальной подвижности окружающего воздуха. В процессе высыхания капля должна быть неподвижной. Продолжительность периода высыхания составляет 18-24 часа. Вид и структуру дегидратированной капли оценивают с помощью микроскопа в отраженном свете при увеличении 10×8. При наличии в исследуемой жидкости токсических веществ, наблюдаем в высохшей капле смеси характерные особенности в виде штриховых, параллельных, концентрических, многолучевых, закругленных и круглых трещин, трещин в виде черной сети, в виде рыбьей чешуи, морщин, линий Валнера и языков Арнольда.Aqueous medium is taken, filtered and adjusted to physiological pH. Two volume parts of a 10% solution of bovine serum albumin are added to one volume part of the test fluid, mixed. Then, a drop of the prepared mixture with a volume of 0.01 ml (10 μl) is applied to a glass slide, specially processed, located strictly horizontally. The diameter of the droplet is about 5 mm. Do 6 repetitions to verify the authenticity and mutual identity of the dried drop. Drying is carried out at a temperature of 20-25 ° C and a relative humidity of 65-70% away from heating appliances and direct sunlight with minimal ambient air mobility. In the process of drying, the drop should be motionless. The drying period is 18-24 hours. The type and structure of the dehydrated droplet is evaluated using a microscope in reflected light at a magnification of 10 × 8. In the presence of toxic substances in the liquid under study, we observe characteristic features in the dried drop of the mixture in the form of dashed, parallel, concentric, multipath, rounded and round cracks, cracks in the form of a black network, in the form of fish scales, wrinkles, Walner lines and Arnold's tongues.
Примеры использования предлагаемого способа при установлении локализации белков в биологических жидкостях.Examples of the use of the proposed method in establishing the localization of proteins in biological fluids.
Пример 1. Для выявления токсичности к одной объемной части артезианской воды ТЗ «Королевская вода» добавляли 2 части 10% раствора альбумина. В высохшей капле смеси выявлено практически полное отсутствие особенностей (фиг.1). По результатам биологического тестирования по показателю безвредной кратности разбавления вод вода «Королевская» не токсична (Бкр 10=1,00).Example 1. To detect toxicity, 2 parts of a 10% albumin solution were added to one volume part of artesian water in the Royal Water TK. In a dried drop of the mixture revealed an almost complete absence of features (figure 1). According to the results of biological testing, the Korolevskaya water is not toxic (Bqr 10 = 1.00) in terms of the harmless multiplicity of diluting the water.
Пример 2. Водные хозяйственно-бытовые стоки после очистных сооружений тестировали предложенным способом. В высохшей капле смеси выявлено значительное количество особенностей: штриховые, круглые и параллельные трещины (фиг.2). По результатам биологического тестирования по показателю безвредной кратности разбавления вод водные хозяйственно-бытовые стоки после очистных сооружений высокотоксичны (Бкр 10=92,00).Example 2. Water household wastewater after treatment facilities was tested by the proposed method. In the dried drop of the mixture revealed a significant number of features: dashed, round and parallel cracks (figure 2). According to the results of biological testing, in terms of the harmless rate of dilution of water, domestic wastewater after treatment plants is highly toxic (Bqr 10 = 92.00).
На фиг.3 представлено изображение таблицы аномальных особенностей структурного макропортрета смеси, содержащей 1 объемную часть водных отходов и 2 части 10% раствора сывороточного бычьего альбумина: штриховых, параллельных, концентрических, многолучевых, круглых трещин, трещин типа черная сеть и рыбья чешуя; морщин, линий Валнера, языков Арнольда.Figure 3 presents the image of the table of abnormal structural portraits of a mixture containing 1 volume part of water waste and 2 parts of a 10% solution of serum bovine albumin: dashed, parallel, concentric, multipath, round cracks, black net cracks and fish scales; Wrinkles, Valner lines, Arnold languages.
Таким образом, с помощью вышеуказанного способа можно объективно установить наличие токсичности в водных средах. Данный способ при достаточно высокой чувствительности не требует каких-либо специальных условий и предназначен для проведения массовых анализов.Thus, using the above method, it is possible to objectively establish the presence of toxicity in aqueous media. This method with a sufficiently high sensitivity does not require any special conditions and is intended for mass analysis.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008124092/04A RU2369867C1 (en) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Method of determining toxicity of aqueous media |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008124092/04A RU2369867C1 (en) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Method of determining toxicity of aqueous media |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2369867C1 true RU2369867C1 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41261021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008124092/04A RU2369867C1 (en) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Method of determining toxicity of aqueous media |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2369867C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1194877A1 (en) * | 1982-06-24 | 1985-11-30 | Всесоюзный Заочный Институт Пищевой Промышленности | Method of determining toxicity of natural and waste water |
| SU1405745A1 (en) * | 1986-03-18 | 1988-06-30 | Институт Биологии Южных Морей Им.А.О.Ковалевского | Method of determining the degree of toxicity of water |
| SU1597722A1 (en) * | 1988-08-30 | 1990-10-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Водоснабжения, Канализации Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" | Method of determining toxicity of aqueous media |
| SU1751669A1 (en) * | 1989-08-04 | 1992-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Технологический Институт Антибиотиков И Ферментов Медицинского Назначения | Method for determining toxicity of water and aqueous solutions containing active substances |
| RU2184961C2 (en) * | 2000-06-27 | 2002-07-10 | Петрова Галина Петровна | Method of revealing heavy metals in aqueous solutions |
| RU2266539C1 (en) * | 2004-10-05 | 2005-12-20 | Союз защиты экологических прав населения Московской области | METHOD OF DETERMINING TOXICITY OF AN AQUEOUS MEDIUM (OPTIONS), REAGENT FOR DETERMINING TOXICITY OF AN AQUEOUS MEDIUM, AND USE OF ANIMAL BRAIN PLASMA MEMBRANE Mg2+-ATPase |
-
2008
- 2008-06-16 RU RU2008124092/04A patent/RU2369867C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1194877A1 (en) * | 1982-06-24 | 1985-11-30 | Всесоюзный Заочный Институт Пищевой Промышленности | Method of determining toxicity of natural and waste water |
| SU1405745A1 (en) * | 1986-03-18 | 1988-06-30 | Институт Биологии Южных Морей Им.А.О.Ковалевского | Method of determining the degree of toxicity of water |
| SU1597722A1 (en) * | 1988-08-30 | 1990-10-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Водоснабжения, Канализации Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" | Method of determining toxicity of aqueous media |
| SU1751669A1 (en) * | 1989-08-04 | 1992-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Технологический Институт Антибиотиков И Ферментов Медицинского Назначения | Method for determining toxicity of water and aqueous solutions containing active substances |
| RU2184961C2 (en) * | 2000-06-27 | 2002-07-10 | Петрова Галина Петровна | Method of revealing heavy metals in aqueous solutions |
| RU2266539C1 (en) * | 2004-10-05 | 2005-12-20 | Союз защиты экологических прав населения Московской области | METHOD OF DETERMINING TOXICITY OF AN AQUEOUS MEDIUM (OPTIONS), REAGENT FOR DETERMINING TOXICITY OF AN AQUEOUS MEDIUM, AND USE OF ANIMAL BRAIN PLASMA MEMBRANE Mg2+-ATPase |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dutka et al. | Comparison of several microbiological toxicity screening tests | |
| Zhu et al. | Animal gut microbiome mediates the effects of antibiotic pollution on an artificial freshwater system | |
| CN104379760B (en) | Sample preparation for flow cytometry | |
| CN105651748A (en) | Method for quantitatively analyzing enrichment and distribution of micro plastics in aquatic organisms | |
| Chavali et al. | Detection of Escherichia coli in potable water using personal glucose meters | |
| Bertani et al. | Cyanobacterial toxin biosensors for environmental monitoring and protection | |
| JPH04504663A (en) | Fluorescent aqueous bioassays and methods | |
| Machado et al. | Optimization of a microplate-based assay to assess esterase activity in the alga Pseudokirchneriella subcapitata | |
| Dorward et al. | Acute toxicity screening of water pollutants using a bacterial electrode | |
| CN115290615B (en) | High-flux method for detecting microplastic content in marine organism | |
| CN106770946A (en) | A kind of analysis method of environmental contaminants to C. Elegans Automatic Screening lethal toxicity | |
| Minho et al. | Novel miniaturized passive sampling devices based on liquid phase microextraction equipped with cellulose-grafted membranes for the environmental monitoring of phthalic acid esters in natural waters | |
| Bednarova et al. | Study of the influence of platinum, palladium and rhodium on duckweed (Lemna minor) | |
| RU2369867C1 (en) | Method of determining toxicity of aqueous media | |
| RU2083983C1 (en) | Method of evaluation of summary toxicity of chemical factors of environment | |
| Nolde et al. | Lysosomal membrane stability in laboratory‐and field‐exposed terrestrial isopods Porcellio scaber (Isopoda, Crustacea) | |
| CN106990101A (en) | A kind of heavy metal in sea water pollution monitoring sensor based on Vibrio luminous and preparation method thereof | |
| RU2281495C1 (en) | Method of determining biological activity (toxicity) of gas medium components and action thereof on living organism specimens | |
| RU2308719C1 (en) | Method of determining toxic contamination of effluent and natural fresh waters | |
| Akbulut et al. | Use of oxidative stress biomarkers in three Crustacean species for the assessment of water pollution in Kocabaş Stream (Çanakkale, Turkey) | |
| RU2735756C1 (en) | Method of identifying microbial contamination of an aqueous medium by analyzing enzyme dehydrogenase activity | |
| SU1702304A1 (en) | Method of liquid toxicity detection | |
| CN113324963A (en) | Biosensor based on earthworm coelomic fluid and application and detection method thereof in detection of tetracycline antibiotics | |
| Okay et al. | Comparison of several toxicity tests applied to complex wastewaters and mussel biomarkers in receiving waters | |
| Triana et al. | Water Quality in Satui River and Histological Structure Study of Liver of Baung Fish (Mystus nemurus) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100617 |