DD213950A1

DD213950A1 - METHOD FOR THE GAS ANALYTIC SELECTION OF EFFECTORS BY MEANS OF HETEROTROPHIC CELL SUSPENSIONS

Info

Publication number: DD213950A1
Application number: DD24785383A
Authority: DD
Inventors: Claus-Ruediger Kramer; Horst Arndt; Heinz Boehm
Original assignee: Paedagogische Hochschule Wolfg
Priority date: 1983-02-10
Filing date: 1983-02-10
Publication date: 1984-09-26

Abstract

Die Erfindg. "Verfahren zur gasanalytischen Selektion von Effektoren mittels heterotropher Zellsuspensionen"dient der Suche nach Pflanzenschutzmitteln u.nach Effektoren biologischer Prozesse.Sie verfolgt das Ziel, moegliuchst in einem Arbeitsgang die Ergebnisse von Tests mit heterotrophen Zellsuspensionen auszuwerten u.dabei primaere Atmungseffektoren von primaer nicht die Atmg.tangierenden Effektoren zu trennen.Das Auswertungsverfahren liefert darueber hinaus Informationen ueber Einsetzen,Verlauf u.Bestaendigkeit der Wirkungsauspraegung in Abhaengigkeit von der Dosis u. von der Einwirkungsdauer der Effektoren sowie ueber Art und Weise der Wirkungsausloesung.Die Erfindung basiert auf einem Auswertungsverfahren,das die entwicklungsbedingte Beeinflussung des respiratorischen Gaswechselumsatzes -Kohlendioxidproduktion, Sauerstoffverbrauch -substanzbehandelter heterotropher Zellsuspensionen oder Organismensuspensionen nutzt. Weiterreichende Aussagemoeglichkeiten zur Beeinflussung des respiratorischen Gaswechselumsatzes durch Effektoren sind mittels Simultananalysen beider Gasumsaetze durch Kombinationen der Analysenmethoden und anschliessender vergleichender Betrachtung moeglich. Die Fig.1 zeigt 6 Wirkbilder in Form der dosisabhaengigen,atmungsbedingten Kohlendioxidproduktionsgeschwindigkeit-Zeit-Kurven von 6 Effektoren,die praezise Aussagen hinsichtlich der Wirkspezifik erlauben.The invent. "Process for the gasanalytical selection of effectors by means of heterotrophic cell suspensions" is used to search for pesticides and effectors of biological processes. It pursues the goal of evaluating the results of tests with heterotrophic cell suspensions in a single operation and primary respiratory effectors of primarily non-respiratory The evaluation method also provides information on the onset, course u.Bestaendigkeit the effect expression as a function of the dose u. The invention is based on an evaluation method which makes use of the development-related influencing of the respiratory gas turnover - carbon dioxide production, oxygen consumption - substance-treated heterotrophic cell suspensions or organism suspensions. More extensive statements on influencing the respiratory gas turnover by effectors are possible by means of simultaneous analyzes of both gas sales by combinations of analytical methods and subsequent comparative analysis. FIG. 1 shows 6 active images in the form of the dose-dependent respiration-related carbon dioxide production rate-time curves of 6 effectors, which allow precise statements regarding the specificity of the effect.

Description

Title of the invention

Verfahren zur gasanalytischen Selektion von Effektoren mittels heterotropher ZellsuspensionenMethod for the gas-analytical selection of effectors by means of heterotrophic cell suspensions

Field of application of the invention

Pflanzenschutzmittelforschung, Suche nach Regulatoren biologischer Prozesse, Haturstoffchemie, Umwelt analysePlant protection research, search for regulators of biological processes, Haturstoffchemie, environmental analysis

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß der Einfluß chemischer Substanzen auf biologische Prozesse auf vielfältige Weise geprüft werden " kann« Als Indikatoren lassen sich auch Zellsuspensionen heterotroph kultivierter einzelliger Grünalgen nutzen. Eine hierfür geeignete Methode wird im PatentIt is known that the influence of chemical substances on biological processes can be tested in a variety of ways as well as cell suspensions of heterotrophically cultured unicellular green algae can be used as indicators

"Verfahren zur Selektion biochemisch wirksamer Substanzen", wp B ij. 2 $ ϊ "Method for selecting biochemically active substances", wp B ij. 2 $ ϊ

beschrieben· Verfährt man danach, so lassen sich aus einer Stichprobe von Chemikalien diejenigen selektieren, die den fundamentalen Prozeß des heterotrophen Zellwachstums, die Atmung, unmittelbar oder mittelbar beeinträchtigen oder fördern· Substanzen, die die Atmung nicht beeinflussen, aber dennoch biochemisch wirksam sind, werden nach diesem Verfahren als biochemisch unwirksam eingestuft· Solche Substanzen müssen dann in einer Kette nachfolgender· If you proceed according to this, then you can select from a sample of chemicals those that impair or promote the fundamental process of heterotrophic cell growth, respiration, directly or indirectly. · Substances that do not affect respiration but are nevertheless biochemically active classified as biochemically ineffective according to this method · Such substances must then in a chain subsequent

η η .. Γ·. i*y O '1 L η η .. Γ ·. i * y O '1 L

Tests spezifischer Zielstellung auf entsprechenden spezifischen Effekt geprüft werden, so z. B· potentielle Photosynthesehemmer in einem Autotrophtest, Effektoren des Hukleinsäurehaushaltes in einem Bfukleinsäure-Test· Danach ist es also unumgänglich, alle im "Verfahren zur Selektion biochemisch wirksamer Substanzen" geprüften und für unwirksam befundenen Chemikalien einem erneuten Prüfungsgang zu unterwerfen. Auch die als "biochemisch wirksam" eingestuften Substanzen bilden hinsichtlich ihrer Wirkungsweise keine einheitliche Gruppe. Sie können die Atmung unmittelbar beeinflussen, also als primäre Atmungseffektoren wirken* Aber es besteht auch die Möglichkeit, daß sie nur mittelbar bzw. im Ergebnis ihrer Metabolisierung den Atmungsprozeß tangieren, während sie. ihre Hauptwirkung in anderen StoffWechselbereichen manifestieren»Tests specific objective to be tested for specific effect, such. It is therefore essential to subject all chemicals tested in the "Method for the Selection of Biochemically Active Substances" and found to be ineffective to a renewed test procedure. Even the substances classified as "biochemically active" do not form a uniform group with regard to their mode of action. They can have a direct influence on respiration, ie act as primary respiratory effectors. But there is also the possibility that they affect the respiratory process only indirectly or as a result of their metabolization, while they are. manifest their main effect in other metabolic processes »

, möglichst in einem Arbeitsgang die Sr-' gebnisse von Tests mit heterotrophen Zellsuspensionen auszuwerten und dabei primäre Atmungseffektoren von primär nicht die Atmung tangierenden Effektoren zu trennen. Die Erfindung basiert auf einem Auswertungsverfahren, das die optischen Eigenschaften substanzbehandelnder heterotro» pher" Zellsuspensionen oder Organismensuspensionen nutzt und deren substanzinitiierte Variation mit Hilfe der Spektralkolorimetrie, der Spektralphotometrie oder der Nephelometrie bei 2 bis η verschiedenen Wellenlängenbereichen im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich erfaßt und vergleichend betrachtet. Während mit diesem Verfahren eine Selektion der Effektoren in verschiedenen Gruben mit ähnlicher Wirksuezifik und ver- to evaluate the results of tests with heterotrophic cell suspensions as far as possible in one operation and thereby to separate primary respiratory effectors from effectors not primarily affecting the respiration. The invention is based on an evaluation method which utilizes the optical properties of substance-treating heterotrophic cell suspensions or organism suspensions and detects and compares their substance-initiated variation by means of spectral colorimetry, spectrophotometry or nephelometry at 2 to η different wavelength ranges in the infrared, visible or ultraviolet spectral range While with this method a selection of the effectors in different pits with similar efficiency and

'.-, j ,mi j λ r> ο ,. η ι"? Π i*,' Λ Ck '.-, j , mij λ r> ο,. η ι? * i *, 'Λ Ck

gleichbaren Wirkmechanismen möglich, ist, können Selektionen von Effektoren, die vorrangig den respiratorischen Gaswechselums ata, sei es die Kohlendiosidproduktion oder den Sauerstoffverbrauch, direkt oder indirekt beeinflus- ' sen, nicht vorgenommen werden«similar selectivity mechanisms, selections of effectors that primarily or directly affect respiratory gas exchange, whether carbon dioxide production or oxygen consumption, can not be made. "

Auch die Aufdeckung von Permeations- und Transρortproblernen von Wirkstoffen sowie Informationen über die Art und Weise der Wirkungsauslösung wie z· B· zur Sofortwirkung der Effektoren werden mit diesem Verfahren nicht ausreichend erfaßt· Daraus ergibt sich der Wunsch nach einem Verfahren, das zwar ebenfalls auf Suspensionskulturen einzelliger Grünalgen beruht, dessen Auswertungsmodus jedoch neben der Selektion primärer Atmungsheiomer auch die genauere Charakterisierung primär nicht atmungsheminender Effektoren hinsichtlich ihrer Wirkspezifik in einem Arbeitsgang erlaubt·The detection of permeation and translocation disorders of active substances as well as information on the mode of action triggering, such as the immediate effect of the effectors are not adequately covered by this method. This leads to the desire for a process which, although also based on suspension cultures unicellular green algae, the evaluation mode of which, in addition to the selection of primary respiration homers, also permits the more precise characterization of primarily non-respiratory effectors with regard to their specificity in one operation.

Object of the invention

Die Erfindung verfolgt das Ziel, für -Tests mit heterotrophen Suspensionskulturen einzelliger Grünalgen einen Auswertungsmodus vorzuschlagen, der neben einer Selektion primärer Atmungseffektoren und von Effektoren, die nicht primär die Atmung tangieren, aber biologisch wirksam sind, in einem Arbeitsgang auch die Wirkspezifik besonders hinsichtlich der respiratorischen Gaswechselumsatzbeeinflussung zu charakterisieren ermöglicht,The aim of the invention is to propose an evaluation mode for tests with heterotrophic suspension cultures of unicellular green algae which, in addition to a selection of primary respiratory effectors and of effectors which do not primarily affect the respiration but are biologically active, also have the specific effect in one operation, especially with respect to the respiratory Allows to characterize gas exchange rate influence

Explanation of the essence of the invention;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels eines speziellen Auswert Imgsverfahrens die in Anwendung des "Verfahrens zur Selektion biochemisch wirksamen Substanzen" selektierten Effektoren in einem geschlossenen Ar-The invention is based on the object by means of a special evaluation Imgsverfahrens in the application of the "method for selecting biochemically active substances" selected effectors in a closed Ar-

beitsgang als primäre Atmungseffektoren bzw, nicht primär die Atmung-tangierende, aber biologisch wirksame Effektoren zu charakterisieren, sie also zu differenzieren und gleichzeitig den Nachweis zu führen, ob sich unter den als biochemisch unwirksam eingestuften Substanzen Effektoren anderer Stoffwechselbereiche befinden· Insbesondere erlaubt die Erfindung"die sichere Identifizierung von Atmungshemmern und die Aufdeckung von Permeations- und Transportproblemen des Effektors· Das Auswertungsverfahren liefert darüber hinaus Informationen über Einsetzen, Verlauf und Beständigkeit der Wirkungsausprägung in Abhängigkeit von der Dosis und von der Einwirkungsdauer der Effektoren sowie über Art und Weise der Wirkungsauslösung wie durch die Soforthemmung der Atmung und liefert Informationen über den Wirkungsmechanismus der Effektoren· Beim "Verfahren zur gasanalytischen Selektion von Effektoren mittels heterotropher Zellsuspensionen¹¹ verfährt man zunächst grundsätzlich so, wie es das "Verfahren zur Selektion biochemisch wirksamer Substanzen" empfiehlt, also definierte Mengen chemischer Verbindungen mit heterotroph kultivierten Zellsuspensionen einzelliger Grünalgen in unmittelbaren Kontakt bringt und diese Proben parallel mit unbehandelten Vergleichskulturen bei einheitlicher Temperatur zwischen 20 ⁰C und 38 ⁰C im Dunkeln belüftet, so daß sie auf der Grundlage des sich vollziehenden Atmungsprozesses wachsen und sich entwickeln· Kontinuierlich oder zu festgelegten Zeitpunkten werden dann Proben und Vergleichskultüren oder Anteile von beiden parallel oder in definierter Polge durch Analyse des respiratorischen SauerstoffUmsatzes mittels Paramagnet-Gasanalysatoren, sauerstoffsensitiver Elektroden, polarographischer und anderer elektrochemischer Meßketten, manometrischer Verfahren oder der Winklermethode und/oder des respiratorischen Kohlendiosidumsatzes mittels Infrarot-Gasanaly-to characterize them as primary respiratory effectors or not primarily the respiratory tangent but biologically effective effectors, ie to differentiate them and at the same time to prove whether substances classified as biochemically inactive are effectors of other metabolic areas. the safe identification of respiratory inhibitors and the detection of permeation and transport problems of the effector · The evaluation method also provides information on the onset, course and persistence of the effect depending on the dose and the duration of action of the effectors as well as on the mode of triggering as well as the immediate inhibition of respiration and provides information on the mechanism of action of the effectors. In the "method for the gas-analytical selection of effectors by means of heterotrophic cell suspensions ¹¹ , the procedure is basically as follows, w It recommends the "method for the selection of biochemically active substances", ie brings defined amounts of chemical compounds with heterotrophically cultured cell suspensions of unicellular green algae in direct contact and aerated these samples in parallel with untreated comparison cultures at a uniform temperature between 20 ⁰ C and 38 ⁰ C in the dark, so that they grow and develop on the basis of the ongoing respiratory process. Samples and comparison cultures or portions of both then become parallel or in defined poles by analysis of respiratory oxygen turnover by paramagnet gas analyzers, oxygen sensitive electrodes, polarographic and others electrochemical measuring chains, manometric methods or the Winkler method and / or the respiratory carbon dioxide turnover by means of infrared gas analysis

14·14 ·

satoren, ^C-Methode, photometrischer Methode und pH-Messungen untersucht und die dabei gewonnenen Ergebnisse vergleichenden Betrachtungen unterzogen·investigated, the ^ C method, the photometric method and pH measurements, and subjected the results obtained to comparative

Atisfiihrungsbeispiele

1· Aasführungsbeispiel1 · Implementation example

Heterotroph kultivierte Zellsuspensionen einzelliger Grünalgen der Species Chlorella vulgaris var. vulgaris, Stamm BÖHM und BORNS 1972/1 in einer Suspensionsdichte von 12 χ 10 Zellen/cnr werden mit verschiedenen konzentrierten wäßrigen oder Dimethylsulfoxid-Lösungen der zu prüfenden Substanzen A bis F beimpft und zusammen mit unbehandelten Kontrollen bei 37,5 ⁰C im Dunkeln belüftet, wobei Glukose als organische C-Quelle eingesetzt wird, so daß alle erforderlichen Voraussetzungen für die Atmung gegeben sind· Die Analyse des respiratorischen Sauerstoff- und Kohlendioxid-Umsatzes erfolgt in diesen lallen nach einer spezifisch entwickelten Meßanordnung, die durch Kopplung von kommerziell erhältlichen Infrarot- und Paramagnet-Gasanalysatoren eine gleichzeitige Bestimmung der Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen des entwicklungsbedingten respiratorischen Gaswechsels an 6 Meßplätzen im offenen Gasstrom mit hoher Genauigkeit ermöglicht» Während der respiratorische Gaswechselums atz der in Nährlösung suspendierten Zellen in den unbehandelten Vergleichskulturen einer normalen Wachstumsentwicklung entspricht, werden die Kohlendioxidproduktion und der Säuerstoffverbrauch in den mit Chemikalien versetzten Chlorellasuspensionen während des Wachstums und der Entwicklung mehr oder weniger beeinflußt, wenn verschiedene Substanzkonzentrationen den AtmungsprozeS mehr oder weniger stören.Heterotrophically cultured cell suspensions of unicellular green algae of the species Chlorella vulgaris var. Vulgaris, strain BÖHM and BORNS 1972/1 in a suspension density of 12 × 10 cells / cnr are inoculated with various concentrated aqueous or dimethyl sulfoxide solutions of the substances A to F to be tested and together with untreated controls at 37.5 ⁰ C ventilated in the dark, with glucose is used as the organic C source, so that all the necessary conditions for breathing are given · The analysis of respiratory oxygen and carbon dioxide conversion takes place in these lalle after a specific developed measuring device that allows simultaneous determination of the oxygen and carbon dioxide concentrations of the developmental respiratory gas exchange at 6 measuring points in the open gas flow with high accuracy by coupling commercially available infrared and Paramagnet gas analyzers »During the respiratory gas When the cells suspended in broth in the untreated control cultures are equal in normal growth development, carbon dioxide production and acid consumption in the chemical chlorella suspensions are more or less affected during growth and development when different concentrations of substance more or less disturb the respiratory process.

Die Ergebnisse der Analysen für die Substanzen A bis F sind in der Figur 1 zu entnehmen» Die Wirkbilder in Fi-The results of the analyzes for the substances A to F are shown in FIG. 1.

gur 1 werden durch Auftragungen der Respirationsgeschwindigkeit de/dt in Pikoliter pro-Stunde und Zelle - pl h Zelle" - entweder für die Kohlendiosidproduktion oder für den Sauerstoffverbrauch als Punktionen der Zeit erhalten, wobei für solche Auftragungen statt der Respirationsgeschwindigkeit auch die Konzentrationen oder die Logarithmen der Konzentrationen der respiratorischen Kohlendiosidproduktion bzw. des atmungsbedingten Säuerstoffverbrauchs in Yol-% oder in anderen Konzentrationsmaßen geeignet sind. Die mit K bezeichneten Graphen sind jeweils die Kohlendiosidproduktionsgeschwindigkeits-Zeit-Kurven der unbehandelten Kontrollen für die heterotrophe Entwicklung von der nullten bis zur achten Stunde und die mit den Ziffern 1 bis 4 bezeichneten Graphen die entsprechenden Kohlendioxidproduktionsgeschwindigkeits-Zeit-Kurven für die mit abgestuften, zunehmenden Konzentrationen der Substanzen A bis F versetzten Proben 1 bis 4· Die senkrechten Pfeile kennzeichnen die- Applikationszeitpunkte, die ineist in der Fähe der vierten Zyklusstunde liegen.gur 1 are obtained by plots of the respiratory rate de / dt in picoliters per hour and cell-pl h cell "either for carbon dioxide production or for oxygen consumption as punctations of time, for such plots instead of the respiration rate also the concentrations or the logarithms The graphs labeled K are respectively the carbon dioxide production rate-time curves of the untreated controls for heterotrophic development from the 0th to the eighth hour, and the concentrations of respiratory carbon dioxide production or respiratory acid consumption, respectively, in Yol% or other concentration measures Figures 1 to 4 are graphs showing the corresponding carbon dioxide production rate-time curves for samples 1 to 4 staggered with graded increasing concentrations of substances A to F. The vertical arrows indicate the application times, which are usually in the fanny of the fourth cycle hour.

Pur die Substanz A wurde das Wirkbild Fig. 1, A gefunden, S^-ach Wirkstoffzugabe fällt die Kohlendiosidproduktionsgeschwindigkeit relativ langsam, aber konzentrat!onsabhängig ab* Diese Verbindung besitzt eine unspezifische Wirkung» d« h. sie tangiert die verschiedensten Wirkorte· Langzeitig kommt es zur Überlagerung direkter Wirkungen auf die Atmung und zu indirekten Effekten - Rückwirkungen der unmittelbaren Beeinflussung anderer Metabolismen - im Wirkbild. Die Atmung wird durch Eingriff in verschiedenste Enzymaktivitäten beeinflußt.Purely the substance A, the active image Fig. 1, A found, S ^- oh addition of active ingredient drops the carbon dioxide production rate relatively slowly, but concentrate onsabhängig from * this compound has a nonspecific effect "d" h. It affects the most diverse sites of action · Long-term superposition of direct effects on the respiration and indirect effects - repercussions of the direct influence of other metabolisms - in the active picture. Respiration is influenced by intervention in various enzyme activities.

Ahnlich, aber von anderer Qualität ist das Wirkbild der Substanz B in Fig. 1, 3. Auch hier fällt die.Kohlendiozidproduktion relativ langsam, aber konzentrationsproportional ab* lach, ein bis zwei Stunden wird bei den kleinen Do-Similar, but of a different quality is the effect of the substance B in Fig. 1, 3. Again, the kohlenendiocidproduktion falls relatively slowly, but in proportion to the concentration * laugh, one to two hours is at the small Do-

sen 1 und 2 ein Reparatureffekt wirksam, so daß für die Dosis i die Kohlendioxidproduktion der Kontrolle fast wieder erreicht wird« Die starke Dosis 3 führt au einer totalen Hemmung der GOp-Produktion,sen 1 and 2 effective repair effect, so that for the dose i the carbon dioxide production of the control is almost reached again "The strong dose 3 leads to a total inhibition of GOp production,

Das Wirkbild der Substanz C in Pig· 1 C zeigt, daß sofort nach der Wirkstoffapplikation die Kohlendioxidproduktionsgeschwindigkeit stark und dosisproportional abfällt, um anschließend wieder relativ stark anzusteigen. Danach stellt sich eine dosisproportionale Inhibition des entwicklungsbedingten Atinungszuwachses ein.The effect of the substance C in Pig · 1 C shows that immediately after the drug application, the carbon dioxide production rate drops sharply and in proportion to the dose, and then increases again relatively sharply. Thereafter, a dose-proportional inhibition of the developmental increase in respiration occurs.

Die Analyse der Beeinflussung der atmungsbedingten Kohlendioxidproduktion der Substanz D zeigt das Wirkbild Pig. 1 In diesem Pail wird das entwicklungsbedingte Anwachsen der Kohlendioxidproduktionsgeschwindigkeit, abgesehen von sehr hohen Dosen, wo sich verschiedenste Wirkstoffeffekte überlagern, gegenüber der Kontrolle partiell vermindert oder völlig gehemmt.. Diese Wirksamkeitsphase dauert dosisabhängig eine oder mehrere Stunden. Danach ergibt sich eine Wirkssmkeitssteigerung infolge der Überlagerung verschiedenster direkter und indirekter Effekte· Im Wirkbild der Substanz S in Pig. 1 Ξ wird der Einfluß der Dosis auf den Verlauf der Kohlendioxidproduktions-Geschwindigkeits-Zeit-Kurven besonders deutlich· Während die geringe Dosis 1 nur eine geringe, relativ lang same Abnahme der Kohlendioxidproduktionsgeschwindigkeit verursacht, kommt es bei der vergleichsweise stärkeren Dosis 2 zunächst zu einer Blockierung des Atmungsprozesses. Der weitere Verlauf dieser Kohlendioxidproduktions-Geschwindigkeits-Zeit-Kurve dürfte Resultat der Überlagerung direkter und indirekter Effekte im Atmungsbereich widerspiegeln·The analysis of the influence of the breath-induced carbon dioxide production of substance D shows the effect of Pig. 1 In this Pail, the evolutionary increase in carbon dioxide production rate, apart from very high doses, where a variety of drug effects are superimposed, compared to the control partially reduced or completely inhibited. This phase of effectiveness takes dose-dependent one or more hours. This results in an increase in effectiveness as a result of the superimposition of various direct and indirect effects. · In the effect of the substance S in Pig. 1 Ξ the influence of the dose on the course of the carbon dioxide production speed-time curves is particularly clear · While the low dose 1 causes only a small, relatively slow decrease in the carbon dioxide production rate, it comes at the relatively higher dose 2 initially blocking the respiratory process. The further course of this carbon dioxide production-speed-time curve is likely to reflect the result of the superposition of direct and indirect effects in the respiratory area.

Auch die qualitativ unterschiedlichen Respirationsgeschwin digkeits-Zeit-Kurven der Substanz P in Pig» 1, P weisenAlso, the qualitatively different Respirationsgeschwin speed-time curves of the substance P in Pig »1, P point

auf eine dosis abhängige Überlagerung mehrerer direkt er- und indirekter Effekte des Atmungsprozesses und indirekter Wirkungen, die aus der Konfrontation verschiedener Metabolismen resultieren. Neben den in der Pig. 1 vorgestellten Wirkbildern gibt es noch eine größere Anzahl qualitativ und quantitativ unterscheidbare Wirkungsverläufe· Durch Vergleich solcher Wirkbilder sowohl für die Beeinflussung der respiratorischen Kohlendioxidproduktion als auch des atmungsbedingten SäuerstoffVerbrauchs von neu untersuchten Substanzen, über deren herbizide Wirksamkeit bisher nichte oder weniger bekannt ist, mit einer Wirkbildkartea oder mit Hilfe der elektronischen Datenverarbeitung der Wirkdaten von gut untersuchten, auch kommerziell vertriebenen Herbiziden oder Standardherbiziden erhält man konkrete Hinweise über ähnliche Wirkorte, Wirkmechanismen, Selektivität und Anwendungsmöglichkeiten solcher Effektoren»a dose-dependent superposition of multiple direct and indirect effects of the respiratory process and indirect effects resulting from the confrontation of different metabolisms. In addition to the pig. By comparing such effects both for influencing the respiratory carbon dioxide production as well as the respiratory acid consumption of newly investigated substances whose herbicidal activity is not yet known or less known, with a Wirkbildkartea or by means of the electronic data processing of the active data of well-studied, even commercially distributed herbicides or standard herbicides, one obtains specific information about similar sites of action, mechanisms of action, selectivity and possible applications of such effectors »

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

Mit der Substanz G, von deren Einfluß auf Atmungsprozesse von Pflanzen bisher nichts bekannt ist, wird wie im 1· Ausführungsbeispiel verfahren« Allerdings werden weiterreichende Auswertungen der Wirkdaten für die Beeinflussung des respiratorischen Gaswechselumsatzes durch die Substanz vorgenommen. Von der Substanz G wurde der Einfluß von 3 unterschiedlichen Konzentrationen 1-3 auf den respiratorischen Gaswechselumsatz getestet und mit den Kontrollen K verglichen. Die Auswertung des Tests erfolgte durch Analyse der Kohlendioxidproduktion und des SauerstoffVerbrauchs, beide in pl h"¹ Zelle"¹.The substance G, of whose influence on respiratory processes of plants so far nothing is known, is proceeded as in the exemplary embodiment. However, far-reaching evaluations of the active data are made for influencing the respiratory gas turnover through the substance. From substance G, the influence of 3 different concentrations 1-3 on the respiratory gas turnover was tested and compared with the controls K. The evaluation of the test was carried out by analyzing the carbon dioxide production and the oxygen consumption, both in pl h " ¹ cell" ¹ .

Die Pig· 2 informiert über die Ergebnisse beider Analysen, wobei der Einfluß auf den Säuerstoffverbrauch durch gestrichelte Linien'wiedergegeben und die Applikationszeitpunkte durch Pfeile gekennzeichnet sind.The Pig · 2 informs about the results of both analyzes, whereby the influence on the acid substance consumption is indicated by dashed lines and the application times are indicated by arrows.

Ähnlich wie in den Wirkbildern der Substanzen A und B in der Pig. 1, A und B wird nach der Wirkstoffzugabe eine relativ langsame, aber konzentrat!onsabhängige Abnahme der . respiratorischen Gaswechselgeschwindigkeiten beobachtet«, Das weist auf eine unspezifische Wirkung auf die Atmungsprozesse durch diese Substanz hin· Obwohl der Einfluß der Substanz G auf die KohlendioxLdproduktion und den Säuerst off verbrauch in Pig. 2 vergleichbar und sehr unspezifisch sind, zeigt eine Auftragung der Respirationsquotienten RQ - RQ = Quotient aus den Konzentrationen der Kohlendioxidproduktion und des Sauerstoffverbrauchs - in Abhängigkeit von der Sinwirkzeit in Pig· 3» daß die RQ-Werte, die durch die Dosen 1 und 2 determiniert sind, zwar von den Kontrollwerten geringfügig abweichen, aber im Gegensatz zur Kontrolle kontinuierlich mit zunehmender Sinwirkzeit kleiner werden. Der Graph 3 in Pig· 3 zeigt, daß eine höhere Dosis der Substanz G zu einer Umkehrung des Verhältnisses Kohlendiosidproduktion/Sauerstoffverbrauch führt, d, tu die Kohlendiosidproduktion ist vergleichsweise stärker gehemmt als der Sauerstoffverbrauch· Weitere Hinweise zur Wirkspezifik von Substanz G erhält man bei einem Vergleich des respiratorischen Gaswechselumsatzes in Pona von Pig« 4· Sie zeigt eine Korrelation der dekadischen Logarithmen der Konzentrationen der KohlendioxidproduktionSimilar to the effects of the substances A and B in the Pig. 1, A and B, after the addition of active ingredient, a relatively slow, but concentrate - dependent decrease in. This indicates a non-specific effect on the respiratory processes by this substance. Although the influence of the substance G on the carbon dioxide production and the acid consumption in Pig. 2 is comparable and very unspecific, a plot of the respiratory quotient RQ - RQ = quotient of the concentrations of carbon dioxide production and oxygen consumption - as a function of the sinusoidal time in Pig · 3 »shows that the RQ values determined by doses 1 and 2 are slightly different from the control values, but, in contrast to the control, continuously decrease with increasing sinusoidal time. The graph 3 in Pig * 3 shows that a higher dose of the substance G leads to a reversal of the ratio carbon dioxide production / oxygen consumption, d, tu carbon dioxide production is relatively more inhibited than the oxygen consumption · More information on the specifics of substance G is obtained in a Comparison of the respiratory gas turnover in Pona of Pig «4 · It shows a correlation of the decadic logarithms of the concentrations of carbon dioxide production

—1 — 1-1 - 1

und des SäuerstoffVerbrauchs, beide in pl h Zelle zueinander. Während in diesem Pail für die Kontrolle K eine lineare Punktion mit einem Anstieg von Sins gefunden wird, zeigen die Graphen für. die Dosen 1 und 2 zunächst eine dosisabhängige absolute Verringerung des Gaswechsel Umsatzes, ohne daß dabei das Verhältnis Ig a_nn /Ig C_n wesentlich verändert wird· ITach der dosisabhängigen Hemmung stagnieren zunächst der HemmungsZuwachs der Kohlendioxidproduktion und danach der HemmungsZuwachs des SäuerstoffVerbrauchs*, Dadurch kommt es zu einer Umkehrung und absoluten Zu-and the acid substance consumption, both in pl h cell to each other. While in this Pail for the control K a linear puncture with an increase of sins is found, the graphs for. the cans 1 and 2 of a dose-dependent absolute reduction of the gas exchange turnover, without causing the ratio Ig a _nn / Ig C _n being significantly altered · iTach the dose-dependent inhibition initially stagnate in inhibiting growth of carbon dioxide production and thereafter inhibiting growth of SäuerstoffVerbrauchs *, this does it leads to a reversal and absolute

λ um λ η ο η ... η <Ί ü ^Λ< L α λ around λ η o η ... η <Ί ü ^{Λ <} L α

nähme des entwicklungsbedingten Gaswechselumsatzes, der sich im Vergleich zur Kontrolle auch auf ein ähnliches Verhältnis Ig o_nn /Ig C_n einstellt,take into account the developmental gas exchange turnover, which also approaches a similar ratio Ig _nn / Ig C _n in comparison to the control,

CO₂ O₂ CO ₂ O ₂

Im Gegensatz dazu zeigt der Graph 3s daß eine stärkere Dosis der Substanz G zu einer starken Verringerung des respiratorischen GaswechselUmsatzes führt, wobei die Kohlendioxidproduktion einen stark verringerten, sich konstant einstellenden Wert erreicht und der Sauerstoffverbrauch nach anfänglichem Rückgang wieder zunimmt· Sin Vergleich der möglichen Aussagen der Figuren 2 bis 4 für die Atmungsbeeinflussung durch Substanz G verdeutlicht als Beispiel, daß die Auswertung solcher Tests durch gleichzeitige Analyse der respiratorischen Kohlendiosidproduktion und des respiratorischen SäuerstoffVerbrauchs in einem Arbeitsgang zu sehr differenzierten Aussagen hinsichtlich der Wirkspezifik von Substanzen führen kann· Besonders deutlich zeigen sich diesbezüglich unterschiede bei Korrelation der dekadischen Logarithmen der Konzentrationen des respiratorischen GaswechselUmsatzes zueinander in Pig· 4 und bei Auftragungen der RQ-Werte in Abhängigkeit von der Wirkdauer· Da der RQ-Wert für d.en atmungsbedingten Gaswechselumsatz unbehandelter Chlorella-Kulturen bei rund 2 liegt, ergibt sich die Möglichkeit, die an behandelten Proben gemessenen RQ-Werte mit standartisierten ?/erten zu vergleichen, also ohne unbehandelte Kontrolle arbeiten und an ihrer Stelle sogar Eichtabellen nutzen zu können·In contrast, the graph 3s shows that a larger dose of the substance G leads to a strong reduction of the respiratory gas turnover rate, the carbon dioxide production reaches a strongly reduced, constantly adjusting value and the oxygen consumption increases after an initial decrease again Figures 2 to 4 for the influence of respiratory effect by substance G illustrates as an example that the evaluation of such tests by simultaneous analysis of respiratory carbon dioxide production and respiratory acid consumption in one operation can lead to very differentiated statements regarding the specifics of substances · Differences are particularly clear in this regard Correlation of the decadal logarithms of respiratory gas exchange concentrations to each other in Pig · 4 and plots of RQ values as a function of duration of action · Since the RQ value for the breath- induced gas exchange turnover of untreated Chlorella cultures is around 2, it is possible to compare the RQ values measured on treated samples with standardized values, ie to work without untreated control and even to use calibration tables in their place ·

Claims

claims

1. A method for the selection of effectors by means of heterotrophic cell suspensions, characterized in that the respiratory oxygen and carbon dioxide conversion of substance-treated heterotrophic cell suspensions or organisms susceptibility is used to substance-induced variation of the respiratory oxygen and'Kohlendioxid sales of such suspensions, the effectors in primary and to be able to differentiate secondary respiratory effects as well as respiratory neutral effectors,

2) Method according to point .1, characterized in that all suspendible heterotrophic bacteria, blue-green algae and green algae as well as submerged lower and higher multicellular plants can be used as heterotrophic cell suspensions or organism suspensions. «

Method according to points 1 and 2, characterized in that the respiratory oxygen conversion is analyzed by means of paramagnet gas analyzers, oxygen-sensitive electrodes, polarography and other electrochemical measurement chains, manometric methods and the Winkler method or by a combination of several of these methods

4 · Method according to items 1, 2 and 3, characterized in that the respiratory Kohlendiosidumsata by means of infrared gas analyzers, C-method, photometric methods or by combining these methods is analyzed ·

η α um-iGO n Π Q ^] Ί L Π

5 * Method according to item 1, 2, 3 and 4 », characterized in that the respiratory oxygen consumption and the respiratory carbon dioxide production are analyzed simultaneously by combining the analytical methods.

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