Description: Das Projekt "Entwicklung und Anwendung eines automatisierten Biosensorsystems zur kontinuierlichen Online-Messung der biologischen Toxizität von Oberflächenwasser, Abwasser und Deponiesickerwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IKA®-Werke GmbH & Co. KG durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Beurteilung der biologischen Toxizität zur Kontrolle von Oberflächen- und Abwasser mit einfachen und automatisierten Testsystemen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung der biologischen Toxizität als Umweltparameter mit universeller Einsetzbarkeit kann einfach durch die Messung der mikrobiellen Stoffwechselaktivität von Testorganismen erfolgen. Ziel der Vorphase war die Weiterentwicklung des bestehenden Biosensors zur Detektion mikrobieller Stoffwechselaktivität über den Energiemetaboliten ATP und bestimmte Testorganismen auf ihre Anwendbarkeit bei unterschiedlichen Messproblemen auszuwählen und auf ihre Eignung zu untersuchen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Zunächst wurde die Auswahl der Organismen getroffen und ihre Eignung als Testorganismen für die Bestimmung der biologischen Toxizität überprüft. Dabei wurde insbesondere die DIN 38412 zur Bestimmung der biologischen Toxizität berücksichtigt. Die ausgewählten Testorganismen waren Pseudomonas putida, Saccharomyces cerevisiae und Escherichia coli K12 und weitere Mikroorganismen (Klärwerksproben). Durch vergleichende Untersuchungen mit den etablierten Methoden der Trübungsmessung, Bestimmung der Kolonie-bildenden Einheiten und Atmungsmessungen wurde die Aussagekraft der biosensorischen ATP-Bestimmung für Stoffwechselaktivität und Wachstum untersucht. Die für diesen Zweck ausgewählten Referenztoxine waren Zinksulfat, Kaliumdichromat und Dichlorphenol. Außerdem wurde die Handhabung der Mikroorganismen bezüglich Bevorratung/Fermentierung im Bioreaktor und der notwendigen Inkubationsdauer mit der Probe untersucht. Die Effizienz des erforderlichen Zellaufschlusses zur Bestimmung des intrazellulären ATP-Gehaltes und die Aussagekraft des Detektionssignals wurden überprüft. Der Laboraufbau des Sensorsystems mit den Funktionskomponenten Inkubation, Zellaufschluss und Detektion wurde im Hinblick auf Analysegeschwindigkeit, Stoffströme und Haltbarkeit der Enzymkomponente des Fließ-Infektions-Analyse-(FIA)Systems für eine zuverlässige Handhabung weiterentwickelt und mit einer Rechnersteuerung ausgestattet. Fazit: Im Verlauf des Projektes wurde ATP bei den im Antrag genannten Organismen gemessen und bei mehreren Mikroorganismen die hohe Aussagekraft des Stoffwechselsignals für die Wirkung verschiedener Toxine belegt. Zusätzlich wurde ATP bei einer Kultur von Bacillus stearothermophilus TP 32, Micrococcus luteus und Ustilago maydis sowie einer Mischkultur von Belebtschlamm aus der örtlichen Kläranlage in Donaueschingen nachgewiesen. Der Vielzahl und Unterschiedlichkeit der Organismen, an denen ATP gemessen werden konnte, zeigt, dass ATP ein universell messbares Signal für die Stoffwechselaktivität von Organismen ist und dass das weiterentwickelte Biosensorsystem direkt breit eingesetzt werden kann.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Dichlorphenol ? Donaueschingen ? Zinksulfat ? Biosensor ? Belebtschlamm ? Kaliumdichromat ? Kolibakterien ? Bacillus ? Deponiesickerwasser ? Pseudomonas ? Bioreaktor ? Chemische Analyse ? Fermentation ? Hefe ? Toxin ? Bakterien ? Oberflächenwasser ? Mikroorganismen ? Testorganismus ? Automatisierung ? Toxizität ? Vergleichsanalyse ? Zelle ? DIN-Norm ? Bestimmungsmethode ? Biologische Untersuchung ? Mischkultur ? Organismen ? Stoffstrom ? Abwasser ? Kontinuierliches Verfahren ? On-Line-Betrieb ? Haltbarkeit ? Sonde ? Stoffwechselaktivität ? Trübungsmessung ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 1997-05-20 - 2000-02-24
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