DD247024A1

DD247024A1 - PROCESS FOR SELECTION OF EFFECTORS

Info

Publication number: DD247024A1
Application number: DD28726886A
Authority: DD
Inventors: Claus-Ruediger Kramer; Sabine Witter
Original assignee: Bitterfeld Chemie
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1987-06-24

Abstract

Die Erfindung kann in der Pflanzenschutzforschung zur Selektion von Effektoren mittels Wachstums- und Ionenumsatzanalysen heterotropher Zellsuspensionen angewendet werden. Erfindungsgemaess werden die optischen Eigenschaften und der Ionenumsatz des Stickstoffhaushaltes substanzbehandelter heterotroph angezogener Mikroalgensuspensionen genutzt, um mittels substanzinitiierter Variation der optischen Eigenschaften und der Ionenumsaetze solcher Suspensionen die Effektoren in einem Arbeitsgang nach ihrer Wirkspezifik in primaere und sekundaere, die Atmung tangierende Effektoren bzw. Proteinsyntheseeffektoren sowie in atmungs- bzw. proteinsyntheseneutrale Effektoren differenzieren zu koennen.The invention can be applied in crop protection research for the selection of effectors by means of growth and ion turnover analyzes of heterotrophic cell suspensions. According to the invention, the optical properties and the ion turnover of the nitrogen balance of substance-treated heterotrophically grown microalgae suspensions are exploited in order to provide effectors with substance-initiated variation of the optical properties and ionic states of such suspensions in one operation according to their specific effect in primary and secondary respiratory effecting effectors and protein synthesis effectors respiratory and protein synthesis-independent effectors can differentiate.

Description

Hierzu 6 Seiten ZeichnungenFor this 6 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selektion von Effektoren mittels Wachstums- und lonenumsatzanalysen heterotropher Zellsuspensionen, das beispielsweise in der Pflanzenschutzmittelforschung angewendet werden kann.The invention relates to a method for the selection of effectors by means of growth and lonenumsatzanalysen heterotrophic cell suspensions, which can be used for example in pesticide research.

Characteristic of the known technical solutions

Der Einfluß chemischer Substanzen auf biologische Prozesse kann auf vielfältige Weise geprüft werden. Gemäß DD-PS 94234 lassen sich aus einer Stichprobe von Chemikalien diejenigen selektieren, die den fundamentalen Prozeß des autotrophen Zellwachstums, die Photosynthese, unmittelbar oder mittelbar beeinträchtigen oder fördern.The influence of chemical substances on biological processes can be tested in many ways. According to DD-PS 94234 can be selected from a sample of chemicals those that directly or indirectly affect or promote the fundamental process of autotrophic cell growth, photosynthesis.

Als Indikatoren lassen sich auch Zellsuspensionen heterotroph kultivierter einzelliger Grünalgen nutzen. So lassen sich nach der DD-PS 211126 auf der Grundlage heterotropher Suspensionskulturen in einem Arbeitsgang primäre Atmungseffektoren von nicht primär die Atmung tangierenden Effektoren, die aber biologisch wirksam sind, selektieren.Cell suspensions of heterotrophically cultivated unicellular green algae can also be used as indicators. Thus, according to DD-PS 211126, based on heterotrophic suspension cultures, primary respiratory effectors of effectors not primarily affecting the respiration but which are biologically active can be selected in one operation.

Weitere Varianten (DD-PS 200472, DD-PS 212985, DD-PS 213949, DD-PS 213950, DD-PS 214146, DD-PS 216253 und DD-PS 216254) die auf Auswertungsmodi basieren, die die entwicklungsbedingten Beeinflussungen der optischen Eigenschaften und/oder der photosynthetischen bzw. respiratorischen Gaswechselumsätze substanzbehandelter autotropher bzw. heterotropher Zellsuspensionen nutzen, ermöglichen Selektionen von vorrangigen Photosynthese- oder Atmungshemmern, von nicht primären Photosynthese-oder Atmungshemmern, die Aufdeckung von Permeationseffekten sowie die Selektion von Hemmern der Licht und der Dunkelreaktion. Diese Selektionsverfahren sind darüber hinaus in der Lage, über die Analyse dosisabhängiger Wirkzeitkurven die Effektoren nach ihrer Wirkspezifik näher zu charakterisieren. Eine ähnliche Differenzierung und Selektion der Wirkstoffe hinsichtlich ihrer spezifischen Beeinflussung des Stickstoffhaushalts bzw. der Proteinsynthese solcher Zeil- oder Organismensuspensionen, insbesondere unter heterotrophen Anzuchtbedingungen, bereitet bisher große Schwierigkeiten. So werden neben verschiedenen Verfahren zur Einweißbestimmung wie teilautomatisierte chromatographische Verfahren vor allem variierte Methoden der Stickstoffbestimmung nach der Kjeldahltechnik genutzt. Die Nachteile dieser Verfahren bestehen hauptsächlich im erheblichen Arbeitsaufwand. So erfordert das Kjeldahlverfahren die drei Arbeitsabschnitte Veraschung, Destillation und Titration. Die durch solche Verfahren determjnierten objektiven und subjektiven Fehlerquellen erschweren insgesamt eine Interpretation der Analysedaten, die nur in kleinen Bereichen variieren. Da für die Wirkstoffcharakterisierung auf der Grundlage komplexer Analysen der Lebensprozesse vergleichende Betrachtungen der Auswertungsergebnisse zunehmend an Bedeutung gewinnen, ergibt sich der Wunsch nach einem Verfahren, das auf heterotroph kultivierten Mikroalgensuspensionen beruht und dessen Meßtechnik und Auswertungsmodus neben der Charakterisierung der Effektoren hinsichtlich der Beeinflussung der optischen Eigenschaften von Zellsuspensionen auch eine Charakterisierung der Beeinflussung des Stickstoffhaushaltes gestattet und damit eine Differenzierung in primäre und sekundäre Effektoren der Atmung bzw. des Stickstoffhaushaltes in einem Arbeitsgang erlaubt.Further variants (DD-PS 200472, DD-PS 212985, DD-PS 213949, DD-PS 213950, DD-PS 214146, DD-PS 216253 and DD-PS 216254) which are based on evaluation modes, the developmental influences on the optical properties and / or use the photosynthetic or respiratory gas turnover of substance-treated autotrophic or heterotrophic cell suspensions, allow selections of preferential photosynthesis or respiratory inhibitors, non-primary photosynthesis or respiratory inhibitors, the detection of permeation effects and the selection of inhibitors of light and dark reaction. In addition, these selection methods are able to characterize the effectors according to their specificity by analyzing dose-dependent activity-time curves. A similar differentiation and selection of the active ingredients with regard to their specific influence on the nitrogen balance or the protein synthesis of such cell or organism suspensions, in particular under heterotrophic cultivation conditions, has been causing great difficulties. Thus, in addition to various methods for determining the presence of proteins, such as semi-automated chromatographic methods, especially varied methods of nitrogen determination are used according to the Kjeldahl technique. The disadvantages of these methods consist mainly in considerable workload. Thus, the Kjeldahl process requires the three stages of incineration, distillation and titration. Overall, the objective and subjective sources of error determined by such methods complicate an interpretation of the analysis data that varies only in small areas. Since comparative analyzes of the evaluation results are becoming increasingly important for drug characterization based on complex analyzes of the life processes, there is a desire for a method based on heterotrophically cultured microalgae suspensions and its measurement technique and evaluation mode in addition to the characterization of the effectors with regard to influencing the optical properties cell suspensions also allow a characterization of the influence of the nitrogen balance and thus allows a differentiation into primary and secondary effectors of respiration or the nitrogen balance in a single operation.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung verfolgt das Ziel, für Tests mit heterotrophen Suspensionskuituren einzelliger Grünalgen ein Verfahren vorzuschlagen, das in einem Arbeitsgang eine Selektion in primäre Atmungseffektoren, Effektoren, die primär den Stickstoffhaushalt tangieren bzw. Proteinsyntheseeffektoren und sekundäre Atmungs- bzw. Stickstoffhaushaltseffektoren ermöglicht und die Wirkspezifik solcher Effektoren hinsichtlich der Beeinflussung der optischen Eigenschaften und der lonenumsätze des Stickstoffhaushaltes der Suspensionskulturen genauer charakterisiert.The aim of the invention is to propose a method for tests with heterotrophic suspension cultures of unicellular green algae, which permits selection in one operation in primary respiratory effectors, effectors primarily affecting the nitrogen balance, protein synthesis effectors and secondary respiratory and nitrogen balance effectors, and the effect specific of such effectors in terms of influencing the optical properties and the ion conversions of the nitrogen balance of the suspension cultures.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels eines speziellen Meß-und Auswertungsverfahrens Effektoren in einem geschlossenen Arbeitsgang als primäre Atmungseffektoren oder als primäre Effektoren des Stickstoffhaushaltes wie Proteinsynthese-, und andere Effektoren oder sekundäre Effektoren der Atmung oder des Stickstoffhaushaltes zu charakterisieren und zu differenzieren.The invention has for its object to characterize and differentiate by means of a special measurement and evaluation effector in a single operation as primary respiratory effectors or as primary effectors of the nitrogen balance such as protein synthesis, and other effectors or secondary effectors of respiration or nitrogen balance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die optischen Eigenschaften und der lonenumsätz des Stickstoffhaushaltes substarizbehandelter heterotroph angezogener Mikroalgensuspensionen genutzt werden, um mittels substanzinitiierter Variation der optischen Eigenschaften und der lonenumsätze solcher Suspensionen die Effektoren in einem Arbeitsgang nach ihrer Wirkspezifik in primäre und sekundäre, die Atmung tangierende Effektoren bzw. Proteinsyntheseeffektoren sowie in atmungs- bzw. proteinsyntheseneutrale Effektoren differenzieren zu können. Als heterotrophe Zellsuspensionen können alle suspendierbaren heterotroph anziehbaren einzelligen Algen verwendet werden. Die optischen eigenschaften der Algensuspensionen werden mittels Spektralkolorimetrie, Spektralphotometrie oder Nephelometrie bei einem oder verschiedenen Wellenlängenbereichen oder ganzen Spektralbereichen im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich analysiert.This object is achieved in that the optical properties and the lonenumsätz the nitrogen balance of substarizbehandelter heterotrophically attracted microalgae suspensions are used to substance-induced variation of the optical properties and the ionic conversions of such suspensions the effectors in one operation according to their specifics in primary and secondary, breathing tangent effectors or protein synthesis effectors as well as respiratory and protein synthesis-neutral effectors can be differentiated. As heterotrophic cell suspensions, all suspendable heterotrophic attractable unicellular algae can be used. The optical properties of the algal suspensions are analyzed by means of spectral colorimetry, spectrophotometry or nephelometry at one or different wavelength ranges or entire spectral ranges in the infrared, visible or ultraviolet spectral range.

Der lonenumsätz der Algensuspensionen wird mittels pH-Elektroden, nitratsensitiver Elektroden oder anderer ionensensitiver Elektroden, polarographischer Methoden oder anderer elektrochemischer Verfahren, spektralanalytischer Methoden oder durch Kombination mehrerer dieser Methoden analysiert.The ion etching of the algal suspensions is analyzed by means of pH electrodes, nitrate-sensitive electrodes or other ion-sensitive electrodes, polarographic methods or other electrochemical methods, spectral analytical methods or a combination of several of these methods.

Die optischen Eigenschaften und die lonenumsätze der heterotrophen Algensuspensionen werden kontinuierlich in einem Arbeitsgang oder in definierter Zeitfolge parallel oder simultan anlysiert.The optical properties and the ion conversions of the heterotrophic algal suspensions are continuously or simultaneously analyzed in one operation or in a defined time sequence.

Ausführungsbeispielembodiment

Frisch geschlüpfte Aplanosporen snychroner Kulturen einzelliger Grünalgen der Species Chlorella vulgaris var. vulgaris, Stamm BÖHM und BORNS 1972/1, werden in eine anorganische Nährlösung mit Fe-EDTA-Komplex und Spurenstoffen so überführt, daß jeder Kubikzentimeter der Suspension etwa sechs Millionen Algenzellen enthält. 1 Liter der Kultur-Nährlösung N setzt sich dabei aus den drei Teilnährlösungen N₁, N₂ und N₃ zusammen:Freshly hatched aplanospores of synchronous cultures of unicellular green algae of the species Chlorella vulgaris var. Vulgaris, strain BÖHM and BORNS 1972/1, are transferred to an inorganic nutrient solution containing Fe-EDTA complex and trace substances such that every cubic centimeter of the suspension contains approximately six million algae cells. 1 liter of the culture nutrient solution N is composed of the three partial nutrient solutions N ₁ , N ₂ and N ₃ :

1 000cm³ N = 998cm³ Ν·, + 1 cm³ N₂ + 1 cm³ N₃ 1 000cm ³ N = 998cm ³ · Ν, + 1 cm ³ N ₂ + 1 ³ N ₃ cm

Die Nährlösungen N₁, N₂ und N₃ enthalten folgende Substanzen:The nutrient solutions N ₁ , N ₂ and N ₃ contain the following substances:

Nährlösung N₁ Nutrient solution N ₁

Für die Nährlösung N₁ werden zunächst die Stammlösungen 1 bis 4 durch Auffüllen der genannten Substanzmengen mit Aqua dest. hergestellt:For the nutrient solution N ₁ , the stock solutions 1 to 4 are first by filling the said amounts of substance with distilled water. manufactured:

Stammlösung 1: 10OgKNO₃ZIOOOCm³ .Stock solution 1: 10OgKNO ₃ ZIOOOCm ³ .

Stammlösung 2: 25g CaCI₂ · 6H₂O/1 000cm³ Stock solution 2: 25 g CaCl ₂ .6H ₂ O / 1 000 cm ³

Stammlösung 3: 250g MgSO₄ · 7H₂O/1 000cm³ Stock solution 3: 250 g of MgSO ₄ .7H ₂ O / 1 000 cm ³

Stammlösung 4: 160g KH₂PO₄/1 000cm³.Stock solution 4: 160g KH ₂ PO _4/1 000cm. ³

Diese Stammlösungen sind zu sterilisieren (Feuchtsterilisation) und kühl zu lagern.These stock solutions must be sterilized (wet sterilization) and stored in a cool place.

Aus je 5cm³ der Stammlösung 1,0,5cm³ der Stammlösung 2,1cm³ der Stammlösung 3 und 5cm³ der Stammlösung 4 werden durch Auffüllen mit destilliertem Wasser entweder 1 000cm³ bzw. bei Beachtung der Verhältnisse eine beliebige Menge der Nährlösung N₁ hergestellt.From per 5cm ³ of the stock solution 1,0,5cm ³ of the stock solution 2,1cm ³ of the stock solution 3 and 5 cm ³ of stock solution 4 are by filling with distilled water either 1 000cm ³ and in consideration of the circumstances, any amount of the nutrient solution N ₁ manufactured.

,Nährlösung N₂ · -, Nutrient solution N ₂ · -

Die Nährlösung N₂ enthält in 1000cm³ Lösung 61 mg H₃BO₃.169mg MnSO₄ · H₂O, 287mg ZnSO₄ · 7H₂O, 2,5mg CuSO₄ · 5H₂O und 12,4mg (NH₄I₂MoO₄.The nutrient solution N ₂ contains, in 1000 cm ^{3 of} solution, 61 mg of H ₃ BO ₃ .169 mg of MnSO ₄ .H ₂ O, 287 mg of ZnSO ₄ .7H ₂ O, 2.5 mg of CuSO ₄ .5H ₂ O and 12.4 mg (NH ₄ I ₂ MoO ₄ .

Nährlösung N₃ Nutrient solution N ₃

Zur Herstellung der Nährlösung N₃ werden 6,9g FeSO₄ · 7H₂O und 9,3 g Na-EDTA in destilliertem Wasser gelöst und auf 1 000cm³ mit Aqua dest. aufgefüllt.To prepare the nutrient solution N ₃ , 6.9 g of FeSO ₄ .7H ₂ O and 9.3 g of Na-EDTA are dissolved in distilled water and distilled to 1 000 cm ³ with distilled water. refilled.

Zu derfrisch hergestellten Algensuspension werden dann 0,1 Ma.-% Glukose als organische Kohlenstoffquelle und 20mg/l Chloramphenicol zugegeben.To the freshly prepared algal suspension are then added 0.1% by weight of glucose as the organic carbon source and 20 mg / liter of chloramphenicol.

Je 80cm³ der so hergestellten Suspension werden in je eine Kulturhöhe eingebracht, mit je 1 cm³ verschieden konzentrierter Lösung der zu prüfenden Substanzen A, B und C beimpft oder als nur mit dem Lösungsmittel behandelte Kontrollen bei 37°C im Dunkeln mit gereinigter Luft begast, so daß alle erforderlichen Voraussetzungen für das heterotrophe Wachstum gegeben sind. ·Per 80cm ^{3 of} the suspension thus prepared are introduced into a respective culture height, each inoculated with 1 cm ³ different concentrated solution of the substances to be tested A, B and C or gassed as purified only with the solvent controls at 37 ° C in the dark with purified air , so that all the necessary conditions for heterotrophic growth are given. ·

Während die in die Nährlösung suspendierten Zellen in den unbehandelten Vergleichskulturen normal wachsen und sich entwickeln, werden Wachstum und lonenumsätz in den mit Chemikalien versetzten Proben mehr oder weniger beeinflußt, wennWhile the cells suspended in the nutrient solution grow and develop normally in the untreated control cultures, growth and ion etching are more or less affected in the chemical samples when

verschiedene Substanzkonzentrationen den Atmungsprozeß bzw. den Stickstoffhaushalt mehr oder weniger stören. In definierter Zeitfolge werden von den Vergleichskulturen und den mit den Substanzen A, B und C behandelten Proben die optischen Eigenschaften bei 680 und 750 nm als Wachstumsparameter sowie der pH-Wert als Maß für den Stickstoffhaushalt gemessen. Die Ergebnisse der Analysen sind den Fig. 1 bis 6 zu entnehmen. Fig. 1, Α_Ί enthält die dekadischen Logrithmen der Extinktionsmessungen bei 680 nm für die unbehandelte Kontrolle Kund die mit abgestuft zunehmenden Konzentrationen der Substanz A versetzten Proben 1 bis 6, die von der nullten Stunde bis etwa zur fünfzehnten Stunde rund al Ie 45 Minuten gemessen wurden, die Fig. 1,A₅. die entsprechenden Ergebnisse solcher Extinktionsmessungen bei 750 nm. Ein Vergleich der auf diese Weise parallel, also in einem Arbeitsgang gewonnen Wirkbilder zeigt trotz unterschiedlicher Spektralbereiche weitgehende und prinzipielle Übereinstimmung der dosisabhängigen Wirkungsverläufe.Different substance concentrations more or less disturb the respiratory process or the nitrogen balance. In a defined time series of the comparison cultures and the treated with the substances A, B and C samples, the optical properties at 680 and 750 nm are measured as growth parameters and the pH as a measure of the nitrogen balance. The results of the analyzes are shown in FIGS. 1 to 6. Fig. 1, Α _Ί contains the decay log of the extinction measurements at 680 nm for the untreated control Kund, the samples 1 to 6 staggered with incrementally increasing concentrations of the substance A, measured from the zeroth hour to about the fifteenth hour, approximately every 45 minutes were, Fig. 1, A ₅ . the corresponding results of such extinction measurements at 750 nm. A comparison of the active images obtained in this way in parallel, ie in one operation, shows, despite different spectral ranges, extensive and principled agreement of the dose-dependent effects.

Ein Vergleich der substanz! η itiierten Beeinflussungen der optischen Eigenschaften bei 680 und 750 η m in Form einer Auftrag u ng der Logarithmen dei^Extinktionen bei 680 und 750 nm zueinander, Fig. 2, A₄ macht aber deutlich, daß substanzspezifisch und dosierabhängig die optischen Eigenschaften bei 750nm stärker tangiert werden als bei 680nm. Daraus kann geschlußfolgert werden, daß dieser Effektor erst sekundär die Photosynthese beeinflußt.A comparison of the substance! η itiierten influencing the optical properties at 680 and 750 η m in the form of an order of the logarithms of the extinctions at 680 and 750 nm to each other, Fig. 2, A ₄ makes it clear that substance-specific and dose-dependent, the optical properties at 750nm stronger be affected as at 680nm. It can be concluded that this effector only secondarily affects photosynthesis.

Die Analysenergebnisse für die pH-Messungen sind der Fig. 1,A₃ zu entnehmen. Einen Vergleich der Beeinflussungen des lonenumsatzesund der optischen Eigenschaften durch Substanz A zeigen die entsprechenden Wirkbilder Fig.2, A₅ und A₆. Aus beiden Figuren wird deutlich; daß nur geringe Effekte auftreten.The analysis results for the pH measurements are shown in FIG. 1, A ₃ . A comparison of the effects of the ion conversion and the optical properties by substance A is shown by the corresponding active images in FIG. 2, A ₅ and A ₆ . From both figures becomes clear; that only minor effects occur.

Während die geringen Dosen 1 bis 3 zu einer etwas stärkeren Hemmung des lonenumsatzes im Vergleich zur Beeinflussung der optischen Eigenschaften führen, verursacht die Dosis 4 eine stärkere Beeinflussung der optischen Eigenschaften im Vergleich zum lonenumsatz. Die Dosen 5 und 6 determinieren eine Zerstörung der Zellen. Auf diesen Wirkbildern ist zu schlußfolgern, daß Substanz A ein relativ unspezifisch toxisch wirkender Atmungseffektor ist. Die in Fig. 2, A₄ gezeigte Wirkspezifik sollte aber Anlaß sein, Substanz A auch in einem Autotrophtest zu untersuchen, um weitere Informationen zur Wirkspezifik von Substanz A zu erhalten.While the low doses 1 to 3 lead to a somewhat stronger inhibition of the ion turnover in comparison to the influence of the optical properties, the dose 4 causes a stronger influence on the optical properties in comparison to the ion conversion. Doses 5 and 6 determine the destruction of the cells. On these pictures it can be concluded that Substance A is a relatively nonspecifically toxic respiratory effector. The effect specificity shown in Fig. 2, A ₄ should, however, be reason to examine substance A in an autotroph test in order to obtain further information on the active substance of substance A.

Von der Substanz B, über deren Analysenergebnisse und Auswertungen Fig.3 und 4 informieren, wurde der Einfluß von 7 abgestuft zunehmenden Konzentrationen 1 bis 7 auf Wachstum und Stickstoffhaushalt von Chlorella-Suspensionen untersucht. ' .From the substance B, on whose analysis results and evaluations Fig. 3 and 4 inform, the influence of 7 graded increasing concentrations 1 to 7 on growth and nitrogen balance of Chlorella suspensions was examined. '.

Fig. 3, B₁ enthält eine Auftragung der Logarithmen der Extinktionen bei 630 run in Abhängigkeit von der Wachstums- bzw. Einwirkzeit und Flg. 3, B2 eine entsprechende Korrelation der Extinktionen bei 750 nm. Ein Vergleich beider Wirkbilder zeigt weitgehende Übereinstim.mung. Dies wird besonders deutlich bei einer Zusammenfassung beider Wirkbilder in Form einer Auftragung der Logarithmen der Extinktionen bei 680 rim und 750 nm gegeneinander in Fig. 4, B₅. Aus diesem Vergleich läßt sich zunächst nur der Schluß ziehen, daß Substanz B auf jeden Fall biochemisch aktiv ist, wobei sich ihre Aktivität als eine unspezifische, die Atmungsprozesse tangierende toxische Wirkung darstellt.Fig. 3, B _1, contains a plot of the logarithms of absorbances at 630 run versus growth time and Flg. 3, B2 shows a corresponding correlation of the extinctions at 750 nm. A comparison of the two effects shows extensive agreement. This becomes particularly clear when the two impact images are combined in the form of a plot of the logarithms of the extinctions at 680 rim and 750 nm against each other in FIG. 4, B ₅ . From this comparison, the only conclusion that can be drawn at first is that substance B is in any case biochemically active, with its activity representing a nonspecific toxic effect affecting the respiratory processes.

Die Analysenergebnisse für die pH-Messungen zeigen die Fig. 3, B₃ und B₄. Während die unbehandelte Kontrolle Keinen Anfangs-pH-Wert von 5,67 hat, der nach siebeneinhalb Stunden den Wert 6,13 erreicht, variieren die Anfangs-pH-Werte der mit der Substanz B behandelten Suspensionen konzentrationsabhängig von 5,2 für Probe 1 bis 5,63 für Probe 7. Zur Vereinfachung der Auswertung wurde deshalb dieses Wirkbild in Form von Fig.3, B₄ normiert, indem die pH-Zeit-Kurven für die Dosen 1 bis 7 parallel zur Zeitachse so verschoben wurden, daß die Anfangs-pH-Werte für alle Dosen mit dem Kontrollwert 5,67 übereinstimmten. Das so erhaltene, normierte Wirkbild Fig. 3, B₄ ist qualitativ von den Wirkbildern Fig. 3, B₁ und Fig. 3, B₂ verschieden.The analysis results for the pH measurements are shown in FIGS. 3, B ₃ and B ₄ . While the untreated control has no initial pH of 5.67, reaching 6.13 after seven and a half hours, the initial pH values of the substance B-treated suspensions vary in a concentration-dependent manner from 5.2 for samples 1 to 5.63 for sample 7. To simplify the evaluation, therefore, this active image was normalized in the form of FIG. 3, B ₄ by shifting the pH-time curves for doses 1 to 7 parallel to the time axis so that the initial pH values for all doses matched the control value 5.67. The thus obtained, normalized active image Fig. 3, B ₄ is qualitatively different from the active images Fig. 3, B ₁ and Fig. 3, B ₂ .

Eine Auftragung der Logarithmen der Extinktionen bei 750nm zu den entsprechenden normierten pH-Werten zeigt das Wirkbild Fig.4, B₆. Auffällig in diesem Wirkbild im Vergleich zu Fig.2, A₅ bzw. A₆ ist, daß Substanz B dosisabhängig den lonenumsatz zunehmend in einem primären Wirkmechanismus hemmt. Die starken Dosen 5, 6 und 7 führen zu einer Protonenemission, deshalb verkleinert sich der pH-Wert dieser Suspensionen. In einem sekundären Metabolismus kommt es danach teilweise zu Reparatureffekten. Die IgE/pH-Graphen der Dosen 1 bis 4 erreichen ähnliche Anstiege wie der entsprechende Graph der Kontrolle. Allerdings ist eine dosisabhängige parallele Verschiebung zu höheren lgE₇₅₀-Werten zu beobachten. Aus dem Wirkbild Fig. 4, B₆ ist im Zusammenhang mit dem Wirkbild Fig.4, B₅ zu schlußfolgern, daß Substanz B primär den Stickstoff haushalt und damitdie Proteinsynthese beeinflußt. Die in Fig. 4, B₅ angezeigten unspezifischen toxischen Wirkungen sind sekundäre Effekte. Über die Analysenergebnisse der Beeinflussung des Wachstums und des Stickstoffhaushaltes der Chlorella-Suspensionen durch Substanz C informieren die Fig. 5, C, bis C₄ und Fig. 6, C₅ und C₆. Auch hier zeigen die Fig. 5, C₁, C₂ und C₃ die zeitabhängigen Beeinflussungen der optischen Eigenschaften bei 680 nm, Fig. 5, Ci, und bei 750 nm, Fig. 5, C₂, sowie des pH-Wertes, Fig. 5, C₃, von der nullten bis zur fünfzehnten Stunde. Eine Auftragung der Lagarithmen der Extinktionen bei 680 nm und 750 nm gegeneinander, Fig. 6, C₅, zeigt ähnlicher Weise wie Fig. 4, B₅ für die Substanz B, daß Substanz C die optischen Eigenschaften heterotropher Algensuspensionen unspezifisch beeinflußt. Die spezifische Beeinflussung des Stickstoffhaushaltes der Algen durch Substanz C zeigen die Fig. 5, C₃ bzw. in normierter Form C₄.A plot of the logarithms of the extinctions at 750 nm to the corresponding normalized pH values is shown by the active pattern in FIG. 4, B ₆ . Striking in this effect compared to Figure 2, A ₅ and A ₆ is that substance B dose-dependently inhibits the ion conversion increasingly in a primary mechanism of action. The strong doses 5, 6 and 7 lead to a proton emission, therefore the pH of these suspensions decreases. In a secondary metabolism, this sometimes leads to repair effects. The IgE / pH graphs of doses 1 to 4 reach similar increases as the corresponding graph of the control. However, a dose-dependent parallel shift to higher IgE ₇₅₀ values is observed. From the knitting image Fig. 4, B ₆ is in connection with the Wirkbild Fig.4, B ₅ to conclude that substance B primarily the nitrogen budget and thus affects the protein synthesis. The nonspecific toxic effects indicated in Fig. 4, B ₅ are secondary effects. 5, C, to C ₄ and FIG. 6, C ₅ and C ₆ inform about the analysis results of the influence of the substance C on the growth and the nitrogen balance of the chlorella suspensions. 5, C ₁ , C ₂ and C _{3 again show} the time-dependent influencing of the optical properties at 680 nm, FIG. 5, C ₁ , and at 750 nm, FIG. 5, C ₂ , as well as the pH, Fig. 5, C ₃ , from the zeroth to the fifteenth hour. A plot of the Lagarithms of the extinctions at 680 nm and 750 nm against each other, Fig. 6, C ₅ , shows similar to Fig. 4, B ₅ for the substance B, that substance C nonspecifically affects the optical properties of heterotrophic algal suspensions. The specific influence on the nitrogen balance of the algae by substance C is shown in FIGS. 5, C ₃ or in standardized form C ₄ .

Obwohl Substanz C dosisabhängig aufgrund ihrer Basizität die Anfangs-pH-Werte der Suspensionen erhöht, zeigt sie eine vergleichbare Wirkspezifik wie Substanz B, die saure Eigenschaften aufwies. Ein Vergleich der Fig. 6, C₆ mit Fig. 4, B₆ bestätigt, daß Substanz C auch als ein primärer Hemmer des Stickstoffhaushaltes einzustufen ist.Although substance C dose-dependently increases the initial pH values of the suspensions due to its basicity, it shows a similar effect specific to substance B, which had acidic properties. A comparison of Fig. 6, C ₆ with Fig. 4, B ₆ confirmed that substance C is also classified as a primary inhibitor of nitrogen balance.

Vergleicht man die Aussagen der Figuren 1 bis 6für die Substanzen A, B und C miteinander, so wird deutlich, daß die Auswertung solcher Tests bei verschiedenen Wellenlängen, für die die Extinktionsmessungen bei 680 bis 750 nm lediglich eine mögliche Kombination von vielen darstellen, und gleichzeitiger pH-Messungen, wiederum nur eine von mehreren lonenumsatzmessungen darstellen, in einem Arbeitsgang auch für heterotrophe Kulturen zu sehr differenzierten Aussagen hinsichtlich der Wirkung der drei Substanzen führen kann. Besonders deutlich zeigen sich diesbezüglich Unterschiede bei Korrelationen der dekadischen Logarithmen der Extinktionen verschiedener Wellenlängen wie 680 und 750 nm zueinander sowie Auftragungen der dekadischen Logarithmen der Extinktionen in Abhängigkeit von den entsprechenden pH-Werten. Durch Vergleich entsprechender Wirkbilder von neu untersuchten Substanzen, über deren herbizide Wirksamkeit bisher nicht oder wenig bekannt ist, mit einer Wirkbildkartei oder mit Hilfe der elektronischen Datenverarbeitung der Wirkdaten von gut untersuchten, auch kommerziell vertrie'benen Herbiziden oder Standardherbiziden erhält man konkrete Hinweise über ähnliche Wirkspezifika, Wirkmechanismus, Selektivität und Anwendungsmöglichkeiten solcher Effektoren.Comparing the statements of Figures 1 to 6 for the substances A, B and C, it is clear that the evaluation of such tests at different wavelengths for which the extinction measurements at 680 to 750 nm represent only one possible combination of many, and simultaneously pH measurements, again represent only one of several ion conversion measurements, can lead in a single step even for heterotrophic cultures to very differentiated statements regarding the effect of the three substances. Differences in correlations of the decadic logarithms of the extinctions of different wavelengths such as 680 and 750 nm to each other as well as plots of the decadic logarithms of the extinctions depending on the corresponding pH values are particularly clear. By comparison of corresponding active images of newly investigated substances whose herbicidal activity is not or only little known, with a Wirkbildkartei or with the help of electronic data processing of the active data of well-studied, even commercially vertrie'benen herbicides or standard herbicides to obtain specific evidence of similar efficacy specifics , Mechanism of action, selectivity and applications of such effectors.

Claims

Invention claim:

1. A method for the selection of effectors by means of growth and lonenumsatzanalysen heterotrophic cell suspensions, characterized in that the optical properties and the ion conversion of the nitrogen balance of substance-treated heterotrophically attracted microalgae suspensions are used to substance-induced variation of the optical properties and the ion conversions of such suspensions the effectors in one Operation according to their specific effect in primary and secondary, affecting the respiratory effect effectors or protein synthesis effectors as well as in respiratory or protein synthesis-neutral effectors to be able to differentiate.

2. The method according to item 1, characterized in that all suspendable 'heterotrophic attractable unicellular algae can be used as heterotrophic cell suspensions.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the optical properties of the algal suspensions are analyzed by spectral colorimetry, spectrophotometry or nephelometry at one or two to η different wavelength ranges or entire spectral ranges in the infrared or ultraviolet spectral range.

4. The method according to item 1 to 3, characterized in that the ion conversion of Al'gensuspensionen by means of pH electrodes, nitrate-sensitive electrodes or other ion-sensitive electrodes, polarographic methods or other electrochemical methods, spectral analysis methods or by combining several of these methods is analyzed.

5. The method according to item 1 to 4, characterized in that the optical properties and the ion conversions of the heterotrophic algal suspensions are analyzed in a single operation continuously or in a defined time sequence in parallel or simultaneously.