DE3345196A1

DE3345196A1 - Verfahren und optisches messgeraet zum nachweis von toxischen verbindungen durch motilitaetsmessung

Info

Publication number: DE3345196A1
Application number: DE19833345196
Authority: DE
Inventors: Hans Rainer Dr. 6500 Mainz Schmidt
Original assignee: SCHMIDT HANS W
Current assignee: SCHMIDT HANS W
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1985-07-04

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und das dazugehörige Meßgerät zum Nachweis von toxischen Verbindungen mit Hilfe eines Kleinstlebeweseris (z.B. Salinenkrebse - Artemia sul ina L. ) . Es gestattet mit Hilfe eines optischen Meßgerätes (Fig. 1) die aktive Bewegung (Motilität) der Tiere zu registrieren und stellt damit eine schnelle, exakt arbeitende, biologisch relevante Methode dar, um z.B. Nabrungs- und Futtermittel auf Schadstoffe zu untersuchen.
Salinenkrebse - als Vischfutter bekannt - reagieren sehr empfindlich auf viele Giftstoffe. Bisher konnte der toxische Effekt mikroskopisch verfolgt werden. Dies erforderte vom Untersucher zu treffende Entscheidungen über den Zustand der Tiere; damit war eine hohe Konzentrationsfähigkeit verbunden.
Weiterhin ist ein Shrimp Counter bekannt, bei dem die leblosen Salinenkrebse zu Boden sinken, während die aktiven Tiere im gesamten Raum verteilt umhersctlwimmen. Durch Ablassen von einigen Millilitern Flüssigkeit und Transport durch eine Lichtschranke kann die Zahl der leblosen Tiere grob bestimmt werden, da auch einige schwimmende Tiere mitgezählt werden ( Zeitschrift "Science" Jahrgang 1965, Band 149, Seiten 1255-1258).
Die genannten Methoden haben verschiedene wesentliche Nachteile. Die erste Methode e-rfordert durch die Größe der Tiere bedingt (1-2mm) die Verwendung eines Mikroskops, so daß Serienmessungen kaum durchführbar sind. Die zweite Methode kann nur mit Gefäßen mit großen Volumina durchgeführt werden, um den Fehler, der durch das Mitzählen aktiver Tiere verursacht wird, klein zu halten. Dadurch werden entsprechend viele Tiere, große Lösungsmittelmengen sowie Xx-trakt- bzw. Giftstoffmengen benötigt Vom Gesetzgeber wurde im §35 LMBG angeordnet, daß Verfahren zur Untersuchung von Lebensmitteln, Tabakerzeugnissen, kosmetischen Mitteln und Bedarfsgegenstä.nden festgelegt werden, die stets auf dem neuesten Stand zu halten sind.
Da in Nahrungsmitteln der Gejait an Schadstoffen meist sehr klein ist, müssen Methoden entwickelt werden, die es gestatte, möglichst viele der Stoffe durch ein einfaches Verfahren nachzuweisen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie das dazu nötige Meßgerät zu schaffen, das eine einfache, kostengünstige Überwachung gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich in dem Meßgerät zwischen einer Lichtquelle - Einbau von Filtern ermöglicht Verwendung von verschiedenen Wellenlängen -und mehreren photoempfindlichen Detektoren ein Probenglas mit definiertem Volumen (z.B. lml) befindet, welche eine Probenlösung und eine entsprechende Zahl von Kleinsttieren enthält.
Infolge der Bewegung der Tiere wird der Strahlengang des Lichts unterbrochen. Die dadurch ausgelösten Impulse können elektronisch verstärkt und in geeigneter Weise zur Anzeige gebracht werden, z.B. mit Hilfe eines Zählers.
Nach einer Inkubation der Tiere mit Extrakten stellt man bei vorhandenen Giftstoffen, abhängig von Substanz und Dosis, eine Abnahme der Motilität fest; dies wurde exemplarisch mit chimmelpilzgiften (häufige Koutamination von Nahrungs- und Futtermitteln) geprüft. Entsprechende Ergebnisse sind auch bei anderen pharmakologisch bzw. toxikologisch wirksamen Stoffen zu orwartoh.
Ein besonderer Vortoil ist darin zu sehen, daß eine hiologische Fähigkit, die aktive bewegung von Tieren, gemessen wird, die auch eine Schädigung der Kleinsttiere erfasst und somit f üts die Schadstoffkontrolle geeigneter ist als eine reine Toxizitätsuntersuchung.
In weiterer Ausführung sind die Teile des Meßgeräts im Baukasten-System angeordnet, um eine technische Voränderung (z.B. Änderung des Strahlengangs, Thermostatisierung des Probenhalters, Einbau für ein Probenkarusell) zu ermöglichen.
Zweckmäßigerweise leuchtet die Lichtquelle (1) nur dann, wenn sich eine Probe im Strahlengang befindet, was eine starke Erwärmung de Meßraums vermeidet.
Weiterhin wird zur Vermeidung der Registrierung von Impulsen als Folge der Erschütterung bei der Proboneinführung die Messung zeitlich verzögert durchgeführt.
Die Meßzeit läßt sich stufenweise variieren, um sowohl rasch verlaufende Effekte als auch Wirkungen nach längerer Inkubatlonszeit angemessen verfolgen zu können.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung einer Ausführungsoform der Erfindung das Verfahren näher erläutert. Sie zeigt: Figur 1: Frontansicht des Meßgerätes Gemäß der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform besteht das Meßgerät aus eine optischen Meßraum sowie einem olektronischen Eausystem.
Der optische Meßrauin enthält bei der ge".eigten Strahienführung eine Lampe (1) sowie die dazugehörige Blende (2), das Probenglas (3), welches stich in einer Probenhalterung (4) befindet. ln der darunter angeordneten Blende (5) eind mehrere Bohrungen, unter denen sich jeweils Phototransistoren (6) in einer geeigneten Positionierung befinden. Durch die Bewegung der Tiure im Probonglas (3) wird der Strahlengang von der Lampe (1) zu den lichtompfindlichen Detektoren (6) unterUrochen. Die hierdurch erzeugten Impulse werden im elektronischen Bauteil des Meßgerätes so verstärkt, daß diese mit Hilfe eines Zählers (10) digital angezeigt oder auch anders weiterverarbeitet werden können.
Die Frontansicht des elektronischen Teils des Meßgerätes zeigt den Netzschalter (7), die Meßzeiteinstellung (8) sowie die variable Verzögerungseinstellung (9). Weiterhin befindet sich auf der Cerätevorderseite die digitale Anzeige (10) des eingebauten Zählers.
Das beschriebene Meßgerät verbindet die Vorteile einer besonders einfachen Bauweise mit einer weiten Anwendbarkeit für das Verfahren. Durch den Wechsel der Probenhalterung läßt sich eine elektronisch steuerbare Probeneinführung einbauen, die eine automatisierte Messung einer großen Zaiil von Probe gestattet. Es ermöglicht die Bestimmung der Motilität von verschiedenen Kieinsttieren. So können bei Verwendung von z.B.
Daphnia magna Wasserproben untersucht werden. Weiterhin lassen sich durch geeignete, verschließbare Probengläschen auch gasformige Stoffe an fliegenden Tieren (z.B. Drosophila) untersuchen.

Claims

Verfahren und optisches Meßgerät zum Nachweis von toxischen Verbindungen durch Motilitätsmessung ANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Nachweis von toxischen Verbindungen durch die Bestimmung der Hotilität vori Kleinstlebewesen (z.B.

Artemia saline L.. - Satincnkrebse) mit Hilfe eines optischen Meßgerätes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch die Bewegung der Lebewesen, dic sich in Probengläsern (3) befinden, der Strahlengaugh zwischen einer Lichtquelle (1) und einem oder mehrerer lichtempfinlicher Detektoren (6) zeitweise unterbrochen wird und die dabei entstehenden Impulse verstärkt unn über eine bestimmte Zeitspanne gezählt ouer in anderer weise weiterverarbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einbau eines Filters bzw. Austausch aer Lichtquelle bestimmte Wellenlängenbereiche verwendet werden.
3. Meßgerät zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch geketlnzeichrlet, daß der Strahlongang vertikal oder horizontal geführt wird.
4. Meßgerät zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Registrierung der Lichtimpulse ein oder mehrere lichtempfindliche Detektoren (z.B. Phototransistoren) verwendet werden.
5. Meßgerät zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe von oben oder mitteis eines Einschubs von der Seite eingeführt werden kann.
6. Meßgerät zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch geketlnzeichnet, daß die Meßzeit variiert werden kann.
7. Meßgerät zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Störungen durch Erschütterungen bei der Probeneinführung durch eine einstellbare Verzögerung des Meßbeginns unterdrückt werden.
8. Meßgerät zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile innerhalb eines Gehäuses im Daukasten-System untergebracht sitid.
9. Meßgerät zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein oder mohrere Ausgänge eingebaut sind zum Anschluß an andere Anzeigegeräte und ati einen ru Rechter.