Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-система


 


Владельцы патента RU 2538707:

Гребенников Евгений Петрович (RU)

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Более подробно группа изобретений относится к способу определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-системе. Группа изобретений основана на том, что в колонке тест-системы размещают носитель в виде зафиксированного между двумя пористыми мембранами слоя иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта, производят обработку носителя - слоя геля - блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, производят обработку носителя конъюгатсодержащим раствором, в качестве которого используют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, а уровень токсикантов определяют путем освещения обработанного носителя возбуждающим излучением по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках. Группа изобретений позволяет эффективно и достоверно определить уровень токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для повышения эффективности и достоверности определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проведения твердофазного иммуноферментного анализа.

Из уровня техники известен способ проведения иммуноферментного анализа, включающий адсорбцию антигенов на твердой фазе физической сорбции, инкубацию тестируемых биологических образцов, инкубацию конъюгатсодержащего раствора, спектрофотометрический анализ реакции по экстинции раствора хромагента (RU 2014610 C1, G01N 33/53, 1994).

Также известен способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы иммуноферментного анализа, включающий размещение в колонке носителя в виде слоя иммуноаффинного геля с привитыми антивидовыми антителами, зафиксированного между двумя пористыми мембранами, обработку носителя блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, иммобилизацию на носителе специфических антител, внесение тестируемых образцов, обработку носителя конъюгатсодержащим раствором и анализ обработанного носителя на изменение окраски (RU 2374649 C1, G01N 33/53, 2009). Несмотря на достаточную простоту, точность визуального определения уровня токсикантов в данном способе недостаточно высокая.

Кроме того, известна тест-система для иммуноферментного определения токсикантов, включающая колонку, в которой установлен носитель в виде слоя иммуноаффинного геля с привитыми специфическими антителами, размещенного между двумя пористыми мембранами (RU 2374649 C1, G01N 33/53, 2009). Недостатком данного устройства является отсутствие средств, обеспечивающих измерение уровня токсикантов.

Технический результат, на получение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности и достоверности иммуноферментного определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях, проводимого в колонке тест-системы.

Решение поставленной задачи с достижением заявленного технического результата обеспечивается тем, что в способе определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы твердофазного иммуноферментного анализа, согласно изобретению в колонке тест-системы размещают носитель в виде зафиксированного между двумя пористыми мембранами слоя иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта, производят обработку носителя - слоя геля - блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, производят обработку носителя конъюгатсодержащим раствором, в качестве которого используют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, а уровень токсикантов определяют путем освещении обработанного носителя возбуждающим излучением по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках.

При этом иммуноаффинный гель приготовляют в емкости с пористым дном путем обработки циан бром активированной сефарозы соляной кислотой и введения после набухания в полученный гель раствора антигена-токсиканта в карбонатном буфере.

Решение поставленной задачи обеспечивается также тем, что в тест-системе для способа определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях, включающей колонку, в которой установлен носитель в виде слоя иммуноаффинного геля, размещенного между двумя пористыми мембранами, согласно изобретению колонка снабжена устройством для измерения уровня люминесценции, включающим источник возбуждающего излучения и фотоприемник, причем перед фотоприемником дополнительно установлена фокусирующая оптическая система, а выход фотоприемника электрически подключен через усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь к блоку управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок индикации и через блок стабилизации источник возбуждающего излучения, при этом боковые стенки колонки выполнены из прозрачного для возбуждающего и люминесцентного излучения материала.

Кроме того, перед фокусирующей оптической системой может быть размещен светофильтр.

Благодаря наличию в растворе конъюгата люминесцентных квантовых точек (или липосом, содержащих люминесцентные квантовые точки), химически связанных с антивидовыми антителами (кроличьими антимышиными антителами), которые обладают способностью связываться со специфичными к токсиканту антителами, и при освещении возбуждающим излучением люминесцируют, в заявленном изобретении, реализующем непрямой конкурентный твердофазный иммуноферментный анализ, обеспечивается увеличение интенсивности полезного сигнала люминесценции, обратно пропорционального концентрации токсинов, что повышает чувствительность способа определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях. Кроме того, наличие в заявленной тест-системе устройства для измерения уровня люминесценции, включающего источник возбуждающего излучения и фотоприемник, которые подключены к блоку управления - контроллеру, позволяет в автоматическом режиме просто и достоверно определять уровень токсикантов по степени интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках.

На чертеже схематично подставлен общий вид тест-системы.

Заявленная тест-система для определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях включает колонку 1 с боковыми стенками, выполненными из прозрачного для возбуждающего и люминесцентного излучения материала, в которой установлен носитель в виде слоя 2 иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена, размещенного между двумя пористыми мембранами 3, и устройство для измерения уровня люминесценции, включающее источник 4 возбуждающего излучения, выполненный, например, в виде набора светодиодов с максимумами длин волн излучения в диапазоне 395÷500 нм, и фотоприемник 5 (фотодиод), спектральный диапазон чувствительности которого лежит в диапазоне 420÷675 нм, причем перед фотоприемником 5 установлена фокусирующая оптическая система 6 (например, собирающая линза F=5÷30 мм), перед которой дополнительно размещен светофильтр 7, спектр пропускания которого соответствуют спектру люминесценции. Выход фотоприемника 5 электрически подключен через усилитель 8 сигнала и аналого-цифровой преобразователь 9 к блоку 10 управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок 11 индикации и через блок 12 стабилизации источник 4 возбуждающего излучения.

Заявленный способ определения уровня токсикантов реализуют следующим образом.

Для приготовления иммуноаффинного геля, например, 0,5 г циан бром активированной сефарозы 4В помещают в емкость с пористым дном и промывают в 100 мл 0,001 M соляной кислоты. После набухания геля раствор соляной кислоты сливают и добавляют 150 мкл раствора токсиканта-антигена с концентрацией 2,5 г/л и 450 мкл карбонатного буфера (pH 8,3), содержащего 0,1 М гидрокарбоната натрия и 0,1 M хлорида натрия, после чего смесь продолжительно встряхивают (в течение 2-х часов) при комнатной температуре. Остаток не связавшегося токсиканта-антигена удаляют с помощью промывания геля 5 мл карбонатного буфера (pH 8,3), содержащего 0,1 M гидрокарбоната натрия и 0,1 M хлорида натрия. Для закрытия оставшихся свободными мест неспецифического связывания (активных групп сефарозы) в полученный гель с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена вносят блокирующий раствор, в качестве которого используют 0,2 M раствор глицина в карбонатном буфере (pH 8,3), содержащем 0,1 M гидрокарбоната натрия и 0,1 M хлорида натрия, и перемешивают в течение 2 часов при комнатной температуре. После процедуры блокирования гель трижды промывают последовательно пятикратным объемом ацетатного буфера (0,1 M ацетата натрия, 0,5 моль хлорида натрия, pH 4,0) и пятикратным объемом фосфатного буфера (pH 7.4÷7.6). Полученный иммуноафинный гель с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена разводят в фосфатном буфере (pH 7.4÷7.6) в соотношении 1:3 и хранят при температуре 4°C.

Пример 1

Для определения уровня токсиканта, например концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют - синтезируют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.

20 µл раствора антивидовых антител в карбонатном буфере (0,1 M гидрокарбоната натрия, 0,1 M хлорида натрия, pH 8,3) сливают с 800 µл раствора квантовых точек CdSe/ZnS (разведение 1/10 в карбонатном буфере (0,1 M гидрокарбоната натрия, 0,1 М хлорида натрия, pH 8,3), количество квантовых точек CdSe/ZnS равно 3.2×10-4 µmo1) и перемешивают в течение 12 часов при температуре 4°C.

Затем 200 мкл ранее приготовленного иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена помещают в виде слоя 2 носителя на пористую полиэтиленовую мембрану 3 (фритт), установленную в пустую колонку 1 типа Bond Elut (V=1 мл), предварительно промытую фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6) и хранившуюся при температуре 4°C. Затем сверху на слой 2 иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта-антигена помещают вторую пористую полиэтиленовую мембрану 3 (фритт).

К 1 мл анализируемой среды добавляют 25 мкл раствора специфичных к токсиканту - зераленону моноклональных мышиных антител, перемешивают в течение 5 минут и пропускают через подготовленную выше указанным образом колонку 1, после чего промывают колонку 1 фосфатным буфером (рН 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.

Затем в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS (разведение 1/30 в фосфатном буфере (pH 7.4÷7.6), содержащем 0,05% Tween 20 и 0,2% бычьего сывороточного альбумина), и инкубируют в течение 6 минут. Избыток конъюгата удаляют путем промывания колонки 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), после чего осуществляют освещение носителя - слоя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 4 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценция, величина которого обратно пропорциональна концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.

При этом, если в анализируемой среде концентрация токсиканта - зераленона - превышает концентрацию специфических антител, добавленных к анализируемой пробе, которая соответствует, например, предельно допустимой концентрации токсиканта, то происходит связывание всех специфических антител с молекулами токсиканта - зераленона, а при пропускании через носитель - слой 2 - раствора конъюгата антивидовых антител с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками - из-за отсутствия специфических антител, связанных с помощью молекул зераленона, сорбированных на носителе - слое 2, содержащиеся в конъюгате антивидовые антитела остаются несвязанными (свободными) и удаляются после промывки из колонки 1 вместе с люминесцентными квантовыми точками - полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS. В результате при облучении носителя - слоя 2 - источником 4 возбуждающего излучения люминесценция не возникает.

В том случае если в анализируемой среде концентрация токсиканта - зераленона - не превышает концентрацию специфических антител, добавленных к анализируемой пробе, которая соответствует, например, предельно допустимой концентрации токсиканта, или токсикант - зераленон - в анализируемой среде отсутствует, то происходит связывание избыточных специфических антител с молекулами токсиканта - зераленона, сорбированного на носителе - слое 2 - и при пропускании через носитель - слой 2 раствора конъюгата антивидовых антител с флуоресцентными метками - люминесцентными квантовыми точками - происходит связывание специфических антител, связавшихся с молекулами зераленона, сорбированными на носителе-слое 2, с содержащимися в конъюгате антивидовыми антителами, содержащими люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. В результате при облучении носителя - слоя 2 - источником 4 возбуждающего излучения возникает люминесценция, уровень которой обратно пропорционален концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.

При этом поступающий из носителя - слоя 2 - суммарный световой фронт, состоящий из полезного сигнала люминесценции и паразитного сигнала возбуждающего излучения, проходит через светофильтр 7, который ослабляет паразитный сигнал, и отфильтрованный суммарный световой фронт с выделенным полезным сигналом фокусируется оптической системой 6 на фотоприемник 5 (фотодиод). Выработанный на выходе фотоприемника 5 электрический сигнал (значение напряжения которого соответствует уровню люминесценции) усиливается усилителем сигнала 8, оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя 9, и в цифровом представлении передаются для регистрации на вход блока 10 управления - контроллера - для регистрации уровня люминесценции, где обрабатывается путем сопоставления с предварительно занесенными в память калибровочными постоянными, и количественное значение уровня люминесценции, пропорциональное концентрации токсиканта - зераленона, и/или соответствующее значение уровня (концентрации) токсиканта заносится в память блока 10 управления - контроллера - и отображается в блоке 11 индикации.

Кроме того, блок 10 управления - контроллер - в соответствии с заложенным программным алгоритмом в автоматическом режиме осуществляет программируемое управление работой светодиодов источника 4 возбуждающего излучения, нормируя посредством блока 12 стабилизации напряжение источника 1 возбуждающего излучения, и обеспечивает сохранение в памяти параметров калибровочных постоянных (калибровочной кривой), значения которых определяются в процессе предварительных тарировочных измерений с использованием стандартных источников возбуждающего излучения и предварительной калибровки колонки 1 с использованием образцов анализируемой среды, содержащей токсиканты, например зераленон, известной концентрации.

Пример 2

Для определения уровня токсиканта, например концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют поэтапно раствор конъюгата антивидовых антител с липосомами, содержащими водорастворимые люминесцентными квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.

На первом этапе методом гидратирования тонких пленок готовят липосомы, содержащие водорастворимые люминесцентными квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS. Для этого 70 мг (94 µмоль) фосфолипидов (Lipoid S75) растворяют в 1 мл хлороформа в круглодонной колбе (V=10 мл). Затем хлороформ выпаривают с помощью роторного испарителя до образования пленки фосфолипидов на стенках колбы. Образовавшуюся пленку фосфолипидов обрабатывают 6 мл воды, содержащей 5 µмоль квантовых точек CdSe/ZnS, и перемешивают в течение 30 минут при температуре 45°C. Затем раствор обрабатывают ультразвуком в течение 5 минут для достижения приемлемого размера частиц липосом (порядка 100 нм). Полученный раствор, содержащий липосомы с водорастворимыми квантовыми точками CdSe/ZnS, хранят при температуре 45°C.

На втором этапе синтезируют раствор конъюгата антивидовых антител с липосомами, содержащими квантовые точки.

Для этого к 0,4 мл раствора, содержащего липосомы с инкорпорированными квантовыми точками - полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS, капельно при постоянном перемешивании добавляют 0,5 мл 2,5% раствора глутарового альдегида в воде, после чего образовавшийся раствор перемешивают в течение 4 часов при комнатной температуре. Избыток глутарового альдегида удаляют с помощью диализа в течение 2 дней при температуре 4°C. Затем капельно при постоянном перемешивании в течение 2 часов при комнатной температуре добавляют 20 µл раствора антивидовых антител в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6). Затем добавляют 60 µл 3M глицина в растворе гидроксида натрия (pH 7,2) для блокирования оставшихся свободными альдегидных групп глутарового альдегида на поверхности липосом. Полученную смесь выдерживают при температуре 4°C при постоянном перемешивании. Избыток не прореагировавших компонентов удаляют с помощью диализа в течение 3 часов. Полученные конъюгаты хранят при температуре 4°C.

К 1 мл анализируемой среды добавляют 25 мкл раствора специфичных к токсиканту - зераленону - моноклональных мышиных антител, перемешивают в течение 5 минут и пропускают через подготовленную аналогично примеру 1 колонку 1, после чего промывают колонку 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.

Затем в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата антивидовых антител, химически связанных с липосомами, содержащими водорастворимые люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS (разведение 1/30 в фосфатном буфере (pH 7.4÷7.6), и инкубируют в течение 6 минут. Избыток конъюгата удаляют путем промывания колонки 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), после чего осуществляют освещение носителя - слоя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 4 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценции, величина которого обратно пропорциональна концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.

Пример 3

Для определения уровня токсиканта, например концентрации зераленона, в анализируемой среде (природной воде) предварительно приготовляют поэтапно раствор конъюгата зераленона с липосомами, содержащими гидрофобные люминесцентными квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, следующим образом.

На первом этапе 70 мг (94 µмоль) фосфолипидов (Lipoid S75) и 30 пмоль гидрофобных квантовых точек (λem = 577 nm) в толуоле (52 µл) растворяют в 1 мл хлороформа в круглодонной колбе (V=10 мл) при воздействии ультразвуком при температуре 4°C.

Затем в образовавшийся раствор добавляют 3 мл воды и хлороформ выпаривают с помощью роторного испарителя. После этого добавляют еще 3 мл воды и в течение 60 минут перемешивают раствор с образовавшимися липосомами при температуре 4°C.

Затем раствор обрабатывают ультразвуком в течение 5 минут для достижения приемлемого размера частиц липосом (порядка 100 нм). Полученный раствор, содержащий липосомы с гидрофобными квантовыми точками CdSe/ZnS, хранят при температуре 4°C.

На втором этапе осуществляют синтез конъюгата антивидовых антител с липосомами, содержащими гидрофобные квантовые точки.

Для этого к 0,4 мл раствора, содержащего липосомы с инкорпорированными квантовыми точками - полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS, капельно при постоянном перемешивании добавляют 0,5 мл 2,5% раствора глутарового альдегида в воде, после чего образовавшийся раствор перемешивают в течение 3 часов при комнатной температуре. Избыток глутарового альдегида удаляют с помощью диализа в течение 2 дней при температуре 4°C. Затем капельно при постоянном перемешивании в течение 2 часов при комнатной температуре добавляют 20 µл раствора антивидовых антител в фосфатном буфере (pH 7.4-7.6). Затем добавляют 60 µл 3M глицина в растворе гидроксида натрия (pH 7,2) для блокирования оставшихся свободными альдегидных групп глутарового альдегида на поверхности липосом. Полученную смесь выдерживают при температуре 4°C при постоянном перемешивании. Избыток не прореагировавших компонентов удаляют с помощью диализа в течение 3 часов. Полученные конъюгаты хранят при температуре 4°C.

К 1 мл анализируемой среды добавляют 25 мкл раствора специфичных к токсиканту - зераленону - моноклональных мышиных антител, перемешивают в течение 5 минут и пропускают через подготовленную аналогично примеру 1 колонку 1, после чего промывают колонку 1 фосфатным буфером (pH 7.4÷7.6), содержащим 0,05% Tween 20.

Затем в колонку 1 вводят 100 мкл предварительно приготовленного раствора конъюгата антивидовых антител, химически связанных с липосомами, содержащими гидрофобные люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, (разведение 1/30 в фосфатном буфере (pH 7.4÷7.6), и инкубируют в течение 10 минут. Избыток конъюгата удаляют путем промывания колонки 1 фосфатным буфером (рН7.4÷7.6), после чего осуществляют освещение носителя - слоя 2, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 4 возбуждающего излучения, и регистрируют возникший в результате возбуждающего излучения уровень люминесценция, величина которого пропорциональна концентрации токсиканта - зераленона - в анализируемой среде.

Заявленное изобретение обеспечивает возможность определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы непрямого конкурентного иммуноферментного анализа уровня токсиканта с пределом обнаружения (чувствительностью) 1÷3 нг/мл.

1. Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы твердофазного иммуноферментного анализа, характеризующийся тем, что в колонке тест-системы размещают носитель в виде зафиксированного между двумя пористыми мембранами слоя иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта, производят обработку носителя - слоя геля - блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, производят обработку носителя конъюгатсодержащим раствором, в качестве которого используют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, а уровень токсикантов определяют путем освещении обработанного носителя возбуждающим излучением по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что иммуноаффинный гель приготовляют в емкости с пористым дном путем обработки циан бром активированной сефарозы соляной кислотой и введения после набухания в полученный гель раствора антигена - токсиканта - в карбонатном буфере.

3. Тест-система для способа определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостя по п.1, включающая колонку, в которой установлен носитель в виде слоя иммуноаффинного геля, размещенного между двумя пористыми мембранами, характеризующаяся тем, что колонка снабжена устройством для измерения уровня люминесценции, включающим источник возбуждающего излучения и фотоприемник, причем перед фотоприемником дополнительно установлена фокусирующая оптическая система, а выход фотоприемника электрически подключен через усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь к блоку управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок индикации и через блок стабилизации источник возбуждающего излучения, при этом боковые стенки колонки выполнены из прозрачного для возбуждающего и люминесцентного излучения материала.

4. Тест-система по п.3, характеризующаяся тем, что перед фокусирующей оптической системой размещен светофильтр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к экологии, охране окружающей среды, к способам и средствам мониторинга окружающей среды и может быть использовано для контроля загрязнений водоемов полихлорированными бифенилами.

Изобретение относится к водной токсикологии и может быть использовано для биоиндикации и биотестирования загрязненных вод и отдельных поллютантов и может быть использовано в качестве дополнительного метода к биотестам обязательного применения при определении качества вод, в которых (представительным) доминирующим видом является губка (Spongia).

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к химическим индикаторам на твердофазных носителях, и может быть использовано для экспрессного определения металлов в водных средах и бензинах с помощью реагентных индикаторных трубок на основе хромогенных дисперсных кремнеземов.

(57) Изобретение относится к области экологии и предназначено для оценки токсичности воды и донных отложений Азовского и Черного морей. Способ включает помещение флуоресцирующих тест-объектов в контрольные и анализируемые пробы, облучение возбуждающим светом, определение флуоресцентных характеристик, по изменению которых судят о токсичности контролируемой среды.

Изобретение относится к области экологии. Способ оценки экологического благополучия прибрежных морских донных экосистем заключается в изучении морфофункциональных характеристик массовых двустворчатых моллюсков, при этом в качестве показателя благополучия используют морфофункциональные характеристики хамелей: измеряют содержание АТФ в гемоцитах, концентрацию гемоцитов в гемолимфе, уровень гистопатологий, определяемый как процентное содержание особей с гистопатологией, и об уровне загрязнения судят по изменению этих показателей в сравнении с аналогичными показателями у хамелей, обитающих в оптимальных условиях обитания, при этом, чем меньше концентрация АТФ и гемоцитов и больше уровень гистопатологий, тем менее благополучная ситуация наблюдается в морской донной экосистеме.

Группа изобретений относится к определению токсичности и может найти широкое применение в аналитической практике при определении токсичности разнообразных жидких сред без привлечения дорогостоящих и трудоемких методов анализа.

Изобретение относится к области экологии и гидробиологии и предназначено для оценки трофического статуса экосистем минерализованных озер. При оценке трофического статуса озерной экосистемы с минерализацией воды более 3 г/дм3 по уровню развития водных сообществ учитывают негативное действие уровня минерализации путем расчета величины потерянной биомассы с помощью полученной эмпирической зависимости и ее аппроксимации в виде степенной функции вида: где В' - расчетная биомасса, X - минерализация воды, а к1 и к2 - эмпирические коэффициенты. где Bp - потенциально потерянная биомасса при возрастании минерализации, В'' - расчетная биомасса при минерализации 3 г/дм3.

Изобретение относится к приборостроению и теории измерений и вычислений и предназначено для непрерывного измерения биохимического потребления кислорода (БПКт), биохимической потребности в кислороде (БПК) и скорости биохимического потребления кислорода в водной среде (k1). Предлагается принципиально новый способ и устройство, позволяющее в непрерывном режиме одновременно измерять БПКт, БПК и k1 как в проточной воде (река, коллектор сточных вод и др.), так и в водоеме. Способ непрерывного измерения упомянутых показателей характеризуется тем, что организуют непрерывный поток забираемой на анализ воды из водного объекта в трубопровод, причем скорость течения воды в трубопроводе подбирают так, чтобы за требуемый период времени Т (где Т-длительность биохимического потребления) вода проходила расстояние между двумя соседними створами трубопровода, в которых установлены датчики для непрерывного измерения концентрации растворенного кислорода в проточной воде. Устройство для осуществления данного способа состоит из водозаборного модуля и трубопровода с непрозрачными стенками, на котором в створах установлены датчики непрерывного измерения концентрации растворенного кислорода, позволяющие вести мониторинг одновременно трех упомянутых показателей качества воды.

Группа изобретений относится к системам и средствам контроля безопасности использования объектов промышленного и бытового назначения. Система контроля водоотводов содержит множество объектов, сообщенных отводящим трубопроводом с водоочистителями, каждый из которых расположен на территории объекта и сообщен с магистральным трубопроводом.

Группа изобретений относится к области биотехнологии и может быть использована для определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях.

Способ биологической оценки токсичности морской среды относится к биологическим способам оценки экологического риска и анализа загрязнения водной среды и может быть использован в марикультуре, водной токсикологии, рыбоводстве. В способе в качестве биологических тест-объектов используются личинки черноморских рыб атерины (Atherina hepsetus, Atherina mochon pontica), которые помещаются в тестируемую среду и в стерилизованную морскую воду. Контролем служит тестируемая среда и стерилизованная морская вода без токсиканта. Проводят микрокалориметрические измерения теплопродукции личинок и на основании расчета удельной теплопродукции, а также ее снижения у тест-объектов, подвергнувшихся действию токсикантов по отношению к показателям интактных личинок, делают вывод об уровне токсичности морской среды. Способ отличается высокой чувствительностью и позволяет произвести достоверную оценку состояния морской среды при низких уровнях концентрации токсикантов. Это дает возможность проводить раннюю диагностику уровня токсичности водной среды.

Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды относится к водной токсикологии и предназначен для оценки токсичности морской среды, содержащей сточные воды. Способ состоит из определения показателей роста культуры морской одноклеточной водоросли в тестируемой воде и включает культивирование культуры морской одноклеточной водоросли, процедуру биотестирования, состоящую из отбора проб воды, внесения в контроль и в тестируемую среду инокулята культивируемой водоросли, подсчета численности клеток водоросли. В качестве тест объектов используют культуры одноклеточных морских микроводорослей Platymonas viridis Rouch и Dunaliella salina Teod, на которых проводят долгосрочный (15-суточный) эксперимент. Микроводоросль Platymonas viridis Rouch используют для оценки влияния токсичности стоков на морскую среду.

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для повышения эффективности и достоверности определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проведения твердофазного иммуноферментного анализа. Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы твердофазного иммуноферментного анализа заключается в том, что в колонке тест-системы размещают носитель, в качестве которого используют активированную твердую фазу физической сорбции - активированную пористую подложку с привитыми ковалентно связанными молекулами токсиканта, производят обработку носителя блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, при этом производят обработку носителя конъюгатсодержащим раствором, в качестве которого используют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, а уровень токсикантов определяют путем освещении обработанного носителя возбуждающим излучением по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках. Тест-система для данного способа включает колонку, в которой установлен носитель в виде активированной твердой фазы физической сорбции - активированной пористой подложки с привитыми ковалентно связанными молекулами токсиканта, при этом колонка снабжена устройством для измерения уровня люминесценции, включающим источник возбуждающего излучения и фотоприемник, причем перед фотоприемником дополнительно установлена фокусирующая оптическая система, а выход фотоприемника электрически подключен через усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь к блоку управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок индикации и через блок стабилизации источник возбуждающего излучения, при этом боковые стенки колонки выполнены из прозрачного для возбуждающего и люминесцентного излучения материала. Изобретение повышает эффективность и достоверность определения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии применительно к анализу природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических вод. Способ включает разделение с последующей идентификацией ацетона и метанола на капиллярной хроматографической колонке в потоке газа-носителя, представляющем собой азот; образование и регистрацию пламенно-ионизационным детектором исследуемых ионов, образующихся в пламени, при этом готовят основной раствор, хорошо сохраняющийся 2 месяца, при температуре от -2°C до -5°C, готовят промежуточный раствор с концентрацией 6,32 мг/дм3 разведением основного раствора очищенной водой, готовят градуировочные растворы для диапазона концентраций: ацетон 0,025-6,32 мг/дм3, метанол 0,025-6,32 мг/дм3 разведением водой промежуточного раствора, градуируют хроматограф, вводя в него предварительно отобранную паровую фазу градуировочных растворов, строят градуировочный график, после термостатирования исследуемого раствора отбирают паровую фазу парофазным шприцем и вводят в испаритель хроматографа, данные обрабатывают компьютерной программой ChemStation, которой комплектуется хроматографический комплекс МАЭСТРО 7820А. Достигается повышение точности и надежности, а также ускорение анализа. 2 ил., 6 табл., 1 пр.

Изобретение относится к устройству и способу детектирования качества жидкости, используемых в устройствах очистки воды. Устройство детектирования «визуализирует» качество воды в виде видимого излучения вместо преобразования интенсивности ультрафиолетового излучения в цифровую форму и содержит первое окно детектирования, покрытое первым материалом для преобразования принятого первого ультрафиолетового излучения, которое испускается источником ультрафиолетового излучения и проходит через жидкость, в первое видимое излучение. Устройство дополнительно смешивает первое видимое излучение со вторым видимым излучением для генерации третьего видимого излучения. Различный цвет третьего видимого излучения отражает разное качество воды. Изобретение позволяет упростить устройство и способ за счет отсутствия в воде датчиков ультрафиолетового излучения, детектирующих интенсивность ультрафиолетового излучения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к исследованию и анализу материалов и может быть использовано для определения структурного состояния талой воды в разное время после таяния. Представлен способ индикации структурного состояния воды, в котором определяют потенциал стеклоуглеродного электрода, погруженного в исходную воду, затем определяют потенциал электрода, погруженного в талую воду, за время релаксации талой воды до состояния исходной воды по полученным тестовым релаксационным зависимостям потенциала от времени, температуры и значению потенциала φ в данный момент времени τ судят о структурном состоянии воды и времени возврата t в исходное структурное состояние. Достигается повышение точности, достоверности, экспрессности и информативности индикации. 5 табл., 2 ил.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения концентрации гидрохлорида полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) в водах различных типов. Способ основан на взаимодействии катионов ПГМГ с реагентом, представляющим собой предварительно полученный коллоидный раствор отрицательно заряженных наночастиц серебра в цитратном буфере. В ходе определения образуются агрегаты наночастиц, рэлеевское рассеяние которых измеряют путем синхронного сканирования спектра флуоресценции с нулевой разностью длин волн эмиссии и регистрации, сигнал измеряют при 485 нм. В водопроводной воде линейность градуировочной зависимости наблюдается в диапазоне 0,07-2,2 мг/л, в сточной воде ливневой канализации - в диапазонах 0,007-0,7 и 0,7-2,2 мг/л, относительное стандартное отклонение составляет 0,02-0,03. Использование способа позволяет расширить диапазон определяемых концентраций ПГМГ в воде, в частности определять концентрации ПГМГ в сточной воде на уровне ПДК для воды водоемов рыбохозяйственного назначения (0,01 мг/мл) и ниже. При этом определению ПГМГ (4·10-7 М ПГМГ в чистой воде) не мешает наличие примесей в количестве не более: 0,05 М NaCl, 200 мг/л ионов кальция, 120 мг/л ионов магния, 0,5 мг/л ионов меди (II), 0,14 мг/л н-додецилсульфата натрия, 0,1 мг/л гуминовых кислот, 0,25 мг/л неионных поверхностно-активных веществ, 0,025 мг/л катионных поверхностно-активных веществ, 0,1 мг/л бычьего сывороточного альбумина, 2,5 мкг/л полиэтиленимина. 4 табл., 3 пр., 2 ил.

Изобретение относится к анализам количественного определения содержания изотопа дейтерия в жидкостях различной природы с использованием методов ядерного магнитного резонанса. Воздействие на исследуемую пробу производят электромагнитным излучением радиочастотного диапазона в постоянном магнитном поле спектрометра ядерного магнитного резонанса для чего исследуемое вещество помещают в ампулу, затем в эту ампулу вставляют эталонный образец, представляющий собой запаянную ампулу меньшего диаметра, содержащую водный раствор лантаноидного сдвигающего реагента и воды с известным содержанием дейтерия, после чего эту систему ампул опускают в спектрометр ядерного магнитного резонанса и регистрируют спектр на ядрах дейтерия, в котором наблюдают разнесенные по частоте резонанса пики исследуемого и эталонного образцов, затем измеряют интегральную интенсивность каждого пика, сопоставляют их значения и методом пропорции определяют концентрацию дейтерия в исследуемом образце. В качестве лантаноидного сдвигающего реагента используют трифторметансульфонат европия(III) ((Eu(CF3SO3)3), который способен индуцировать парамагнитный химический сдвиг сигнала ядерного магнитного резонанса. Достигается повышение точности и чувствительности, а также упрощение и ускорение анализа. 1 пр., 1 ил.

Изобретение относится к области исследований экологического состояния водоемов. Способ включает определение среднемесячной температуры воды, уровня выпавших осадков и уровня влажности воздуха. Показатель риска размножения сине-зеленых водорослей в водоеме вычисляют по математической зависимости: -0,896+0,709×A-1,195×В+0,175×С. При этом А - средняя температура воды водоема (в градусах по шкале Цельсия), В - уровень выпавших осадков (мм), С - влажность воздуха (%). При значении K от 0 до 3 риск размножения сине-зеленых водорослей в водоеме оценивают как «низкий», при значении K от 3 до 7 риск размножения сине-зеленых водорослей в водоеме оценивают как «средний», при значении K выше 7 риск размножения сине-зеленых водорослей в водоеме оценивают как «высокий». Изобретение обеспечивает оперативную оценку риска размножения сине-зеленых водорослей в водоеме. 2 пр.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения биологической активности питьевой воды. Для этого проводят определение содержания связанной воды и дополнительно определяют общую минерализацию воды по массе сухого остатка и рассчитывают показатель структурированности ПС как отношение содержания связанной воды к общей минерализации в условных единицах. При этом чем выше ПС, тем выше будет биологическая активность воды. Изобретение обеспечивает возможность определения качества питьевой воды. 2 табл.
Наверх