Физико-химические основы биолюминесцентного анализа - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

97
циирования реакции добавлением NADH или после достиже-
ния постоянного уровня свечения.
3.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО МЕТОДА ДЛЯ
БИОТЕСТИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ
И ПИТЬЕВЫХ ВОД
В настоящее время среди исследователей не существует
единого признанного объекта для оценки качества вод методом
биотестирования. Довольно широко в качестве тест-объектов
применяют микроорганизмы, и чаще всего метод оценки осно-
вывается на размножении бактерий в питательной среде. Вме-
сте с тем эти методы имеют ряд серьезных недостатков,
связанных, в первую очередь
, с нестабильностью измеряемых
контрольных характеристик живых организмов. Решением этой
проблемы может быть создание системы биотестов, основан-
ных на контроле за функциями живых организмов путем изме-
рения биохимических параметров, например активности
ключевых ферментов метаболизма. Такую систему биотестов
можно создать на основе методов биолюминесцентного анали-
за, когда возможно измерение активности более чем 1000
раз-
личных ферментов. Преимуществами биолюминесцентных
датчиков являются быстродействие (время анализа - 3-5 мин),
высокая чувствительность, малая погрешность измерения. Ме-
тод дает интегральную оценку качества воды, на основании ко-
торой делаются рекомендации о необходимости химического
анализа. Биолюминесцентный метод может быть рекомендован
для непрерывного экспресс-контроля состояния окружающей
среды промышленных районов и природно-хозяй-ственных
комплексов, для контроля залповых вредных выбросов пред-
приятий, для оценки эффективности детоксикации сточных вод
и работы очистных сооружений, а также для оценки экологиче-
ской опасности предприятий и отдельных районов.
Рассмотрим перспективы использования люминесцентных
биотестов in vivo и in vitro для экологического мониторинга.
Для оценки действия на люминесценцию бактерий вод из рек,
98
озер и
водозаборов использовали бактериальный индекс (БИ)
или люциферазный индекс (ЛИ), измеряемые по величине I/Iо,
где I - интенсивность свечения после добавления анализируе-
мого образца воды, Iо - интенсивность люминесценции в кон-
троле. Предварительно биолюминесцентные биотесты были
откалиброваны по дистиллированной воде и образцам питьевой
воды, соответствующим норме. При этом свечение бактерий и
биферментной реакции изменялось в
интервале 80 – 120 % по
отношению к контролю, поэтому за "норму" этих параметров
БИ и ЛИ был принят разброс 0,80-1,20.
Процент отклонения взятых образцов от "нормы"- РБИ или
РЛИ определяли как отношение количества проб, не попадаю-
щих в заданный интервал 0,80-1,20, к общему количеству проб
данного населенного пункта. Степень выраженности отклоне-
ний (СБИ или СЛИ)
рассчитывали как отношение суммы от-
клонений БИ или ЛИ к общему числу отклонений. При оценке
качества речной и питьевой воды одновременно с биолюми-
несцентными методами использовали для сравнения гостиро-
ванный интег-ральный тест для определения качества
поверхностных вод по окислительно-восстановительным ха-
рактеристикам.
В экологических исследованиях биолюминесцентные тес-
ты in vivo и in vitro взаимодополняют
друг друга. Совместное
использование биотестов позволяет расширить круг анализи-
руемых токсикантов. В люциферазных биотестах действие ток-
сических веществ происходит непосредственно на люциферазу
- ключевой фермент метабо-лизма светящихся бактерий. В слу-
чае светящихся бактерий прямое влияние токсикантов на лю-
циферазу невозможно из-за клеточных стенок и мембраны
бактерий, препятствующих проникновению посторонних
ве-
ществ в клетки, однако происходит влияние на другие важные
процессы жизнедеятельности клетки (например, дыхание), так
или иначе связанные с биолюминесценцией. При сравнении
результатов биотестов in vivo и in vitro можно судить о меха-
низмах воздействия токсических веществ. Использование не-

Страницы