Устройство для биотестирования водных сред

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для биотестирования токсичности природных, сточных вод, водных растворов и водных вытяжек из почвы, грунтов и отходов на мелких водных животных, растениях и микроводорослях.
Серьезной проблемой при проведении биотестирования является обеспечение достаточного уровня аэрации тестируемой воды. При использовании в качестве тест-объектов гетеротрофных организмов (дафнии, цериодафнии и др.) в пробах должно содержаться необходимое количество растворенного кислорода, а при работе с автотрофами (водоросли) - углекислого газа. С этой целью, при выполнении биотестирования, емкости с пробами для сохранения чистоты тест-культур прикрываются пробками, способными сохранять газообмен [1, 2]. Для обеспечения требуемых световых и температурных условий биотестирования емкости с пробами устанавливаются в климатическую камеру.
Однако за счет пассивного воздухообмена трудно обеспечить постоянство и одинаковое содержание кислорода и углекислого газа в тестируемых пробах во время проведения токсикологического эксперимента, длительность которого может составлять несколько суток. Разная концентрация этих газов в пробах затрудняет получения воспроизводимых результатов при биотестировании токсичности воды.
Данный недостаток можно устранить с помощью технического устройства, которое при биотестировании обеспечивает одинаковую и достаточную аэрацию всех проб и при этом не оказывает на тест-организмы повреждающего воздействия.
Наиболее близким техническим решением является устройство для культивирования и исследования суспензионных культур клеток, содержащее герметичный корпус, источник света, снабженный светопрозрачной обечайкой и вентилятором для охлаждения, кассету с размещенными в ней по окружности емкостями с суспензиями клеток. При этом кассета имеет привод на валках, обеспечивающий возможность вращения, а само устройство установлено в наклонном положении [3].
Недостатком такого устройства является его конструкция. Так, наличие герметичного корпуса не позволяет использовать более простой способ поддержания требуемых световых и температурных условий при проведении биотестирования, размещая эти устройства в климатическом шкафу. Кроме того, закрытая конструкция устройства ограничивает свободный газообмен тест-культур с внешней средой. И, наконец, наличие корпуса, обечайки и привода вращения на валках создаст трудности при смене кассет, различающихся по числу и объему емкостей с пробами, что необходимо для выполнения биотестирования на различных тест-организмах.
Решить эти проблемы можно с помощью устройства открытого типа, у которого отсутствует внешний корпус. Такое устройство, более простое по конструкции и помещенное в климатическую камеру, позволит проводить биотестирование в разных световых и температурных режимах на нескольких тест-организмах. Использование климатической камеры особенно необходимо при выполнении биотестирования при температурах ниже окружающей.
Техническим результатом изобретения является создание необходимых условий для выполнения биотестирования водных сред на различных тест-организмах в климатической камере за счет изменения конструкции известного устройства.
Указанный результат достигается тем, что в устройстве для биотестирования водных сред, содержащем кассету с равномерно распределенными по окружности светопрозрачными емкостями, которая приводится во вращение вокруг своей центральной оси электродвигателем и установленная под углом к горизонтальной плоскости, новым является то, что устройство не имеет внешнего корпуса, кассету устанавливают на оси двигателя и вращают с разной скоростью, которую контролируют датчиком вращения.
Заявляемое устройство для биотестирования водных сред поясняется чертежом. На фиг. показано устройство в разрезе, виды А и Б.
Устройство состоит из основания 1, на котором установлен в наклонном положении двигатель. На валу двигателя 2 закреплена кассета 3 с размещенными по окружности в гнездах цилиндрическими прозрачными емкостями 4 с пробами, содержащими тест-организмы. В основании 1 смонтированы блок управления 5 и выключатель сети 6. Для контроля вращения кассеты в конструкции устройства присутствует расположенный за кассетой магнитный датчик 7. Магнит, установленный на сменной кассете 3, воздействуя на датчик 7, создает сигнал для блока управления устройством 5.
2
2
Устройство работает следующим образом. Включение двигателя 2 приводит во вращение кассету 3. Благодаря ее наклонному положению и вращению обеспечивается активный и равный обмен СО и O с окружающей средой всех экспонируемых проб. Угол наклона кассеты выбирается таким образом, чтобы содержимое емкостей не вытекало наружу. Скорость вращения кассеты устанавливается с помощью блока управления двигателем исходя из требований проводимого эксперимента и вида используемого тест-организма. Контроль скорости в устройстве позволяет также обеспечить плавный запуск вращения кассеты с пробами.
Пример. В пробирки необходимого размера вносится чистая проба воды требуемого объема и один из тест-организмов. При работе с растительными тест-объектами в пробу добавляют компоненты питательной среды. Пробирки устанавливают в кассету устройства, а само устройство размещается в климатической камере с заданными температурными и световыми условиями. После определенного времени экспонирования в условиях непрерывного вращения с требуемой скоростью оценивается выживаемость или прирост культуры тест-организма. Проведенные эксперименты с несколькими тест-организмами в заявляемом устройстве показали результаты, представленные в таблице.
2
2
Таким образом, экспериментальная проверка показала, что заявляемое устройство, установленное в климатическую камеру, позволяет создать требуемые условия для проведения биотестирования на различных тест-организмах. При этом благодаря вращению кассеты для проб создаются равные условия по интенсивности светового облучения, температуре и аэрации. С помощью системы регулировки и поддержания скорости вращения двигателя можно установить такую, при которой не травмируются тест-организмы и обеспечивается необходимое содержание СО или О в тестируемых пробах. Количество емкостей с пробами, устанавливаемых в кассету, и их объем, определяется видом используемого тест-организма. При этом устройство отличается простой конструкцией и компактностью.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний ФР.1.39.2007.03222, Москва «АКВАРОС» 2007.
2. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей, ФР.1.39.2007.03223, Москва «АКВАРОС» 2007.
3. Устройство для культивирования и исследования суспензионных культур клеток. Авторское свидетельство SU 1650693 A1, С12М 3/00, опубл. 23.05.91. Бюл. №19.