DE3922358C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schadstofferkennung in wäßrigen Flüssigkeiten und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren und Vorrichtungen zur Schadstofferkennung in wäßrigen Flüssigkeiten, die auf der Basis der Zellenvermehrung arbeiten, sind bekannt. Diese Methoden erfordern verständlicherweise einen hohen Zeitaufwand.

Ein anderes bekanntes Verfahren (GIT Fachz. Lab. 22. Jahrg. 5/78, S. 379-385), das auf der Basis von lediglich mikroskopischer Beobachtung der Beweglichkeit von Bakterien bei der Trinkwasserkontrolle arbeitet, vermag keinen für die Praxis anwendbaren und ausreichend sicheren Vitalitätsnachweis der eingebrachten Bakterien liefern.

Ferner sind (JP 63-142259-A Patents Abstracts of Japan P-776 October 25, 1988 Vol. 12/No. 401) Methoden zur Schadstofferkennung bekannt, die auf der Beobachtung von Tieren hinsichtlich ihrer Beweglichkeit im Wasser beruhen. Bekanntlich wird die Bewegungsintensität bzw. die Schwimmgeschwindigkeit von Fischen vom Schadstoffgehalt des Wassers beeinflußt. Gemäß diesem wird in einem relativ großen Behältervolumen das Schwimmverhalten von Fischen durch eine Monitor-Anlage mit einem elektronischen Bildverarbeitungssystem erfaßt und sofort rechnerisch ausgewertet. Abgesehen davon, daß hierfür aufwendige Apparaturen erforderlich sind, ist diese Methode nur dann anwendbar, wenn für die Testprobe größere Wassermengen zur Füllung mindestens eines Behälters zur Verfügung stehen.

Für die Schadstofferkennung in kleineren Probenvolumina (Tropfengröße), wie sie etwa bei der Lebensmittelüberwachung anfallen, ist dieses Nachweisverfahren ungeeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der das Verfahren durchführbar ist, anzugeben, das mit geringem Aufwand auch für kleinere Probenvolumina in kurzer Zeit ein Testergebnis liefert.

Gelöst wird diese Aufgabe nach dem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 mittels der Vorrichtung nach den Patentansprüchen 2 und 3. Bekanntlich haben einige Mikroorganismen - wie etwa die tierischen Einzeller der Gattung Tetrahymena, die für das oben beschriebene Verfahren besonders gut geeignet sind - sehr ähnliche Schadstoffempfindlichkeiten wie menschliche Zellen. In Flüssigkeiten schwimmen diese Testzellen normalerweise mit ihrer typischen Bewegungsgeschwindigkeit. Enthalten diese Flüssigkeiten Schadstoffe, so werden die Schwimmcharakteristiken der Zellen insofern verändert, als sich die Schwimmgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Schadstoffgehalt der Flüssigkeiten verringert. Durch das mikrofotografische Aufzeichnungsverfahren bei gleichzeitiger pulsierender Dunkelfeldbeleuchtung werden die Schwimmspuren der Testzellen auf der fotografischen Aufnahme als gestrichelte Spuren sichtbar, die sich dann meßtechnisch nach dem zurückgelegten Weg in einer bestimmten Zeit auswerten lassen.

Das oben angegebene Verfahren hat den Vorteil, daß sich die Vorrichtung auf einfache Weise und mit geringen Mitteln unter Ausnutzung vielfach vorhandener Laborausrüstung erstellen läßt. Es wird lediglich ein Zusatzgerät benötigt, das in ein gebräuchliches Labor-Fotomikroskop eingesetzt werden kann. Die Schadstofferkennung läßt sich zudem rasch durchführen.

Es braucht lediglich ein Lebendpräparat für die Mikroskopie angefertigt werden. Dieses Präparat wird mikrofotografisch aufgenommen und entwickelt. Bei Benutzung von Sofortbild-Filmmaterial läßt sich die Zeit für die Filmentwicklung zudem extrem verkürzen. Nach Entwicklung der Aufnahme wird schließlich für jede Zelle auf der Aufnahme der zurückgelegte Weg pro Zeiteinheit ermittelt.

Anhand der Zeichnungen werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung, dargestellt durch das Mikroskop mit mikrofotografischer Einrichtung in Seitenansicht,

Fig. 2 bis 4 mögliche Strahlengänge der Vorrichtung,

Fig. 5 das mikrofotografische Bild, zeichnerisch dargestellt.

In der Fig. 1 ist mit 1 die Mikroskop-Lichtquelle gezeigt, die bei allen gebräuchlichen Geräten fest eingebaut ist. Mit 2 ist der Kondensor bezeichnet, der den Dunkelfeldkontrast erzeugt. Auf der Objektbühne 3 ist das Lebend­ präparat 4 aufgelegt. Das Mikroskop-Objektiv 5, der Kameratubus mit Optik 6 und die Kamera 7 vervollständigen die Einrichtung.

Der in Fig. 2 dargestellte Strahlengang enthält teilweise die entsprechenden Komponenten der Fig. 1. Außerdem ist dort mit 8 der Lichtstrahlzerhacker dargestellt, der beispielsweise als ein einfacher Flügelradzerhacker ausgeführt sein kann und direkt unterhalb der Kamera 7 montiert ist.

Der Strahlengang in Fig. 3 zeigt eine Variante der Fig. 2. In Fig. 3 ist der Zerhacker 9 zwischen Lichtquelle 1 und Kondensor 2 angeordnet.

Der Strahlengang gemäß Fig. 4 enthält keinen Zerhacker. Stattdessen ist ersatzweise und anstelle der Lichtquelle 1 ein pulsierender Elektronenblitz 10 vorgesehen.

Die zeichnerische Darstellung einer fotografischen Aufnahme zeigt Fig. 5. Wie ersichtlich sind die gestrichelten Bewegungsspuren die Summe der durch das pulsierende Licht auf dem Film festgehaltenen Einzelpositionen der vorüber­ schwimmenden Zellen. Da die Pulsfrequenz des Lichtes bekannt ist, läßt sich durch Ausmessen des Abstandes zweier benachbarter Zellpositionen innerhalb einer Bewegungsspur die Schwimmgeschwindigkeit ermitteln, nachdem zuvor die Maßstabsübertragung vom Lebendpräparat auf die fotografische Aufnahme ermittelt wurde. Mit 11 ist eine der Einzelpositionen einer vorüberschwimmen­ den Zelle bezeichnet. Eine stark geschädigte, kaum bewegungsfähige Zelle ist mit der Bezugszahl 12 bezeichnet. Letztere Zelle kann nicht für die Auswer­ tung herangezogen werden. Selbstverständlich enthält eine einzige Aufnahme eine ganze Anzahl geeigneter Bewegungsspuren, die - wie aus der Fig. 5 ersichtlich - alle auswertbar sind, so daß eine Mittelwertbildung über das gesamte Präparat möglich wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Schadstofferkennung in wäßrigen Flüssigkeiten, bei dem ein Mikroskop mit mikrofotografischer Einrichtung und mit einer pulsierenden Beleuchtung mit festgelegter Pulsationsfrequenz dazu benutzt wird, ein mikroskopisches Lebendpräparat im mikroskopischen Dunkelfeldkontrast zu fotografieren, wobei das Lebendpräparat eine Suspension von Zellen des tierischen Einzellerorganismus Tetrahymena als Schadstoffindikator enthält, um die in dem Lebendpräparat umherschwimmenden Zellen in bezug auf ihre Bewegungsgeschwindigkeit fotografisch derart festzuhalten, daß die pulsierende Beleuchtung auf dem Film gestrichelte Zellbewegungsspuren hervorruft, die nach Filmentwicklung und Auswertung für jede fotografierte Zelle den Weg/Zeit-Parameter für den bei den Zellen eingetretenen Schädigungsgrad liefern.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Mikroskop mit mikrofotografischer Ausrüstung, bei der im Strahlengang zwischen der Kamera und der Mikroskop-Lichtquelle ein Lichtstrahlzerhacker vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Mikroskop-Lichtquelle und der Lichtstrahlzerhacker zur Erzeugung einer pulsierenden Beleuchtung durch ein Elektronenblitzgerät ersetzt sind.