DE60124975T2 - Automatischer apparat zum messen von wassertoxizitäten - Google Patents

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Description

  • Fachbereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Apparat zum automatischen Messen von Wassertoxizität. Genauer gesagt geht es bei der vorliegenden Erfindung um einen Apparat, der Wassertoxizität und -kontamination unter Verwendung lumineszenter Mikroorganismen, die in Süßwasser leben, ununterbrochen und automatisch bestimmt.
  • Hintergrund
  • Die Methode der Verwendung von lumineszenten Mikroorganismen zur Bestimmung von Wassertoxizität ist bereits öffentlich bekannt. Der lumineszente Mechanismus des lumineszenten Mikroorganismus wird beeinträchtigt, wenn die biochemischen Umweltbedingungen der Luciferase, welche die Lichtemission kontrolliert, aktiviert wird, wonach sich die Luminosität des Mikroorganismus ändert. Das Microtox-Assay-System (im nachfolgenden MAS), das vom Unternehmen MICROBICS Co. kommerzialisiert wurde, ist ein Apparat, der Wassertoxizität und Kontamination unter Verwendung lumineszenter Mikroorganismen bestimmt. Die MAS-Methode misst die Luminosität des von den lumineszenten Mikroorganismen in toxischen Bedingungen emittierten Lichts auf der Basis der Luminosität der in nicht toxischen Bedingungen lebenden lumineszenten Mikroorganismen. Der Messwert des MAS beträgt EC50, was die Konzentration der toxischen Chemikalie repräsentiert, welche eine 50% Reduktion der Luminosität verursacht.
  • Da jedoch beim MAS Meerwasserorganismen verwendet werden, muss der Testprobe separat eine dem Meerwasser entsprechende Menge an Salzen hinzugefügt werden, um die physiologische Funktion der lumineszenten Mikroorganismen zu manifestieren und in diesem Fall für die Toxizität der Chemikalien, die mit den betroffenen Metallen und Salzen reagieren, ausgeglichen werden. Aus diesem Grund zeigen die meisten Daten, die durch das MAS bestimmt wurden, Ergebnisse, die denjenigen, die von anderen Bestimmungen von Mikroorganismustoxizität bestimmt wurden, ähnlich sind; im Fall von Ammoniak oder Cyanid und ähnlichen toxischen, chemischen Materialien entsprechen die Ergebnisse vom MAS jedoch nicht denjenigen, die von anderen Bestimmungen der Mikroorganismustoxizität erhalten wurden.
  • Hinzu kommt, dass zur Bestimmung der Toxizität einer Probe durch das MAS der lyophilisierte Mikroorganismus in jeder Ampulle nacheinander rehydriert und dann mit der wässrigen Probe gemischt werden sollte, wonach dann die Lumineszenz dieser Mischung mit einem Luminometer gemessen wird. Zudem handelt sich beim MAS um ein Batch-System, bei dem ein Bediener die Lumineszenz jeder einzelnen Probe nacheinander manuell messen muss. Um daher die Wassertoxizität unter Verwendung des MAS-Methode erfolgreich zu bestimmen und fortlaufend zu beobachten, wird jedem Zeitpunkt der Messung eine Ampulle mit lumineszenten Mikroorganismen benötigt, und es ist daher ein Bediener zur Bedienung des Apparates zur Bestimmung der Toxizität erforderlich. Aufgrund dieser Probleme ist die erfolgreiche Bestimmung der Wassertoxizität mit den bisher entwickelten Geräten sehr arbeitsintensiv. Diese Geräte erfordern immer noch die Durchführung einer Reihe an manuellen Vorgängen und sie werden in EP 0757 096 A2 und EP 0 025 350 A2 erklärt. Aus diesem Grund war es bisher mehr oder weniger unmöglich, die Wassertoxizität fortlaufend mittels der bisher entwickelten Methode zur Bestimmung der Wassertoxizität zu bestimmen. Bis jetzt war noch keine Apparatur zur automatischen Bestimmung und Überwachung der Wassertoxizität entwickelt worden. Obwohl die fortlaufende, automatische Überwachung der Wassertoxizität wichtig ist, sind Messungen auf den Umfang von pH, Gelöstsauerstoff, Wasserpegel, Fließrate usw. beschränkt. Es wurde berichtet, dass automatische Bestimmung und Überwachung von CSV und suspendierten Feststoffen mehrerer, begrenzter Proben teilweise möglich ist.
  • Hinzu kommt, dass das Umweltüberwachungssystem größtenteils auf den Bereich der Luftverschmutzung beschränkt ist. Daher wurden im Wasserbereich bei jedem Wassersystem bisher lediglich monatliche Prüfungen vorgenommen und ein System zur fortlaufenden und automatischen Bestimmung und Überwachung von Wasserverschmutzung ist noch nicht kommerziell erhältlich.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Aus diesem Grund hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, einen Apparat bereitzustellen, die Wassertoxizität automatisch und fortlaufend bestimmen kann.
  • Das genannte Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch Bereitstellung eines Apparates entsprechend Anspruch 1 erreicht.
  • Daher besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Apparates, mit dem Wassertoxizität ohne Eingriff eines Bedieners fortlaufend bestimmt werden kann.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung von Multiwell-Platten, die lumineszente Mikroorganismen enthalten, deren Oberfläche mit einer gasundurchlässigen Schicht bedeckt ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Das obige Ziel und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch eine detaillierte Beschreibung deren bevorzugter Ausführung deutlicher, wobei auf die Zeichnungen im Anhang Bezug genommen wird, bei denen es sich bei
  • 1 um eine Vorderansicht des Apparates zur automatischen Bestimmung der Wassertoxizität der vorliegenden Erfindung handelt.
  • 2 ist ein Grundriß des Apparates zur automatischen Bestimmung der Wassertoxizität der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine rechte Seitenansicht des Apparates zur automatischen Bestimmung der Wassertoxizität der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine linke Seitenansicht des Apparates zur automatischen Bestimmung der Wassertoxizität der vorliegenden Erfindung.
  • Beste Methode zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
  • Im Nachfolgenden wird der Apparat der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben. Der nachfolgend beschriebene Apparatur zur automatischen Bestimmung der Wassertoxizität dient jedoch lediglich als eine Erklärung für die Ausführung der vorliegenden Erfindung und soll nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung gesehen werden.
  • Der Apparat zur automatischen Bestimmung der Wassertoxizität der vorliegenden Erfindung zeichnet sich durch die in Anspruch 1 beschriebenen Merkmale aus.
  • Die besagte Probenzufuhr besteht aus einer Umlaufpumpe, einem Probensammelblock zur Entnahme von Wasserproben aus Wasserläufen, wie Flüssen, Bächen, Seen, Sümpfen usw. und einer Probenzufuhrleitung. Die erwähnte Steuereinheit aktiviert den Betrieb der Umlaufpumpe in vorbestimmten Zeitintervallen. Danach entnimmt die erwähnte Umlaufpumpe die Probe durch die Probenzufuhrleitung aus dem Wasserlauf. Die von der erwähnten Probenzufuhr entnommene Wasserprobe wird dann durch Operation der erwähnten Umlaufpumpe durch die Probenzufuhrleitung in die Injektionsnadel weitergeleitet. Am Ende der Probenzufuhrleitung der Probenzufuhr befindet sich ein Filter, der die Zuführung von Feststoffen verhindert, sowie eine Vorrichtung zur Erstellung eines Rückflusses, um eine Verstopfung des erwähnten Filters durch Feststoffe zu verhindern.
  • Die erwähnte Aufbewahrungseinheit für die Multiwell-Platten, welche die Multiwell-Platten, die lyophilisierte, lumineszente Mikroorganismen enthalten, lagert und zuführt, besteht aus einem Gestell, auf dem die Platten mit Vertiefungen gestapelt werden, einer Betriebsvorrichtung, durch die das erwähnte Gestell nach oben/unten versetzt wird, sowie einer Transportvorrichtung, durch welche die Multiwell-Platten nach vorne/hinten verschoben werden, damit die Multiwell-Platten entnommen werden können.
  • Die lumineszenten Mikroorganismen der vorliegenden Erfindung können Süßwasserorganismen sein, die vorzugsweise Süßwasserläufen entnommen wurden oder durch Genmanipulation vorbereitet wurden. Die lumineszenten Mikroorganismen werden in jede Vertiefung der Multiwell-Platte gegeben und dann lyophilisiert. Die erwähnte Vertiefung wird mit Stickstoff gespült, wonach die Oberfläche der Platte mit einer gasundurchdringlichen Schicht versiegelt wird, wodurch eine langfristige Konservierung der Mikroorganismen gewährleistet wird. Das Gestell der vorliegenden Erfindung hat Platz für viele Multiwell-Platten. Das Gestell wird durch einen Schrittschaltmotor und ein Kugelgewindegetriebe operiert. Das Gestell wird durch den Schrittschaltmotor angetrieben und transportiert die Multiwell-Platten nach oben/unten, wodurch die gewünschte Platte gewählt werden kann. Die Transportvorrichtung für die Multiwell-Platte bewirkt, dass die Platte aus dem Gestell geholt wird und die Multiwell-Platte dann auf der horizontalen Fläche positioniert wird, indem die Platte nach vorn/oder hinten in die gewünschte Position gebracht wird. Dies bedeutet also, dass die erwähnte Transporteinrichtung die Position der Multiwell-Platte so abstimmt, dass das Reagens und die Testprobe durch die Injektionsnadel präzise in die gewünschte Vertiefung eingespritzt werden können, wodurch dann der Sensor die Luminosität des Lichts, das von den in der gewünschten Vertiefung enthaltenen Mikroorganismen emittiert wird, präzise messen kann. Die erwähnte Transporteinrichtung besteht aus einer Riemenscheibe und dazugehörigem Riemen, einem mit der Riemenscheibe über den Riemen verbundenen Schrittschaltmotor und durch die Operation des Riemens, der vom Schrittschaltmotor angetrieben wird, entnimmt die Transporteinrichtung die Platte mit Vertiefungen aus dem Gestell.
  • Die erwähnte Injektionsnadel besteht aus einer Spritze, welche die Wasserprobe und das Reagens aus der Probenzufuhr und der Reagenslagereinheit aufnimmt, wobei durch Kolbenoperationseinrichtung die Menge von abgegebener Testprobe und Reagens kontrolliert wird. Die erwähnte Kolbenoperationseinrichtung besteht aus einem Schrittschaltmotor und Kugelgewindegetriebe, Riemenscheibe und Riemen zur Kontrolle der Kolbenbewegung durch die Operation des Schrittschaltmotors. Daher kann die durch die Spritze injizierte Menge bei der vorliegenden Erfindung quantitativ durch die Kontrolle des Schrittschaltmotors auf Mengen unter μl kontrolliert werden. Die Position der erwähnten Spritze kann mit Hilfe einer Riemenscheibe und dazugehörigem Riemen, Kugelgewindegetriebe und Schrittschaltmotor nach oben/unten verstellt werden, was heißt, dass die Bewegung der Spritze durch Operation des Schrittschaltmotors bestimmt wird. Die Transporteinrichtung zum Verstellen von Spritze und Sensor nach links/rechts besteht aus Riemenscheibe, Schrittschaltmotor und Schiebedurchführung und Spritze und Sensor laufen durch Operation des Schrittschaltmotors mit der Schiebedurchführung. Die Spritze und der Sensor der vorliegenden Erfindungen sind ein einteiliger Satz, Daher bewegen sich Spritze und Sensor gleichzeitig nach links/rechts.
  • Die erwähnte Reagenslagereinheit besteht aus einige Flaschen, die verschiedene Reagenzien und Verdünnungspuffer enthalten, die für Lumineszenz von Mikroorganismen benötigt werden.
  • Die erwähnte Sensoreinheit besteht aus einem Sensor und einer Operationseinrichtung, die zum Messen des Grads der Lichtreduktion und Luminosität der lumineszenten Mikroorganismen erforderlich sind. Als Sensor der Apparatur der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Photomultiplier verwendet. Falls die Tür der Apparatur offen ist, schaltet die Steuereinheit des Photomultipliers die Stromzufuhr zu diesem aus Sicherheitsgründen ab.
  • Die Apparatur der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich auch eine Temperaturkontrolleinheit haben. Bei der Temperaturkontrolleinheit der vorliegenden Erfindung kommen vorzugsweise ein Peltier-Element und Wärmestrahlplatte als Temperaturkontrolle zum Einsatz. Die Innentemperatur der Apparatur der vorliegenden Erfindung sollte auf einer bestimmten Höhe gehalten werden, um eine lumineszente Reaktion sowie geeignete Lagerung der Mikroorganismen und Reagenzien zu gewährleisten. Da die Innentemperatur der Apparatur der vorliegenden Erfindung durch die vier (4) Jahreszeiten hindurch ununterbrochen konstant bleiben sollte, ist während des Sommers Kühlung und während des Winters Heizung erforderlich. Aus diesem Grund kommt bei dem Apparat der vorliegenden Erfindung ein Peltier-Element innen im Apparat zum Einsatz, das kühlen und/oder erwärmen kann, und zusätzlich werden Luftumlaufeinrichtungen zur Kontrolle der Innentemperatur des Apparates eingesetzt.
  • Das Thermostatsystem des Apparates, welches eine einheitliche Innentemperatur des Apparates gewährleistet, kann Meßfehler, die durch Temperaturwechsel verursacht werden, auf einem Minimum halten und die langzeitige Lagerung der Mikroorganismen gewährleisten.
  • Die Steuereinheit des Apparates der vorliegenden Erfindung kontrolliert die Operation der Schrittschaltmotoren, welche die präzisen Positionen der einzelnen Einheiten kontrollieren, den Analog-Digital-Wandler, welcher die Ausgabedaten des Sensors in digitale Daten konvertiert, die vom Computer bestätigt werden können, verschiedene Solenoidventile, welche elektrische Signale in mechanische Signale konvertieren, die Stromzufuhr, welche den GS-Strom liefert, den Temperatursensor, der die Innentemperatur der Apparatur misst, und/oder die Stromsteuereinheit, welche die vom Peltier-Element erzeugte Wärme kontrolliert.
  • Die Steuereinheit der vorliegenden Erfindung besteht aus μ-COM, SRAM, EEPROM, RS232C-Serienanschluss, externem Sensor und aus SRAM und EEPROM bestehender Speichereinheit.
  • Der Analog-Digital-Wandler der vorliegenden Erfindung konvertiert die Analogausgabedaten des Sensors (Photomultipliers) in digitale Daten, die vom Computer bestätigt werden können. Eine automatische Verstärkungseinstellung befindet sich zwischen dem Photomultipliersensor und dem Analog-Digital-Wandler, um die Anwendbarkeit des Apparates zu erhöhen. Das heißt, dass, wenn die Ausgabe des Photomultipliers schwach ist, die Verstärkung automatisch erhöht wird, und, wenn im Gegensatz hierzu die Ausgabe des Photomultipliers stark ist, die Verstärkung automatisch reduziert wird, um eine entsprechende Verstärkung zu erhalten. Bei der vorliegenden Erfindung werden Solenoidventile, die durch elektronische Signale, die von der erwähnten Steuereinheit erzeugt werden, kontrolliert werden, für selektiven Betrieb von Umlaufpumpe, Photomultiplier und der Einrichtung zur Erzeugung eines Rücklaufstroms zur Verhinderung der Verstopfung des Filters am Ende der erwähnten Probenzufuhrleitung verwendet.
  • Die Schrittschaltmotoren des Apparates rotieren entsprechend der Zahl der Impulse, die zum Zweck der präzisen Positionskontrolle jeder Einheit eingegeben werden, und werden ebenfalls von der Steuereinheit kontrolliert.
  • Beim Apparat der vorliegenden Erfindung wird eine graphische Userschnittstelle (GUI), die kommerziell für Personalcomputer erhältlich ist, verwendet. Somit kann alle Information über Betriebsstatus auf dem Bildschirm des Computers bearbeitet werden. Zusätzlich werden über die Steuereinheit Selbstdiagnostik und Feststellung von externen Umweltveränderungen und Reaktionen hierauf automatisch bearbeitet, um die Sicherheit der Apparatur zu gewährleisten.
  • Der Apparat der vorliegenden Erfindung kann ferngesteuert werden und/oder operiert automatisch für einen bestimmten Zeitraum, um die Toxizität von Wasserproben zu bestimmen, und bearbeitet die hierdurch erhaltenen Daten, ohne Eingriff eines Bediener durch Verwendung der Reagenzien und lumineszenten Mikroorganismen, die in diesem Apparat gelagert werden.
  • Im Nachfolgenden wird eine Ausführung des Apparates der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben, wobei auf die nachfolgenden Abbildungen Bezug genommen wird. Die Abbildungen dienen lediglich zur Illustration der Erfindung und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Apparatur der vorliegenden Erfindung besteht die Testprobenzufuhr aus einer Umlaufpumpe (10), Probensammelblock (11) zur Entnahme von Wasserproben aus Wasserläufen, wie Flüssen, Bächen, Seen, Sümpfen usw. und einer Probenzufuhrleitung (12). Die erwähnte Steuereinheit aktiviert den Betrieb der Umlaufpumpe in vorbestimmten Zeitintervallen. Danach entnimmt die erwähnte Umlaufpumpe (10) die Testprobe aus dem Wasserlauf. Die von der erwähnten Probenzufuhr entnommene Wasserprobe wird dann durch Operation der erwähnten Umlaufpumpe (10) durch die Probenzufuhrleitung (12) in die Injektionsnadel weitergeleitet. Am Ende der Probenzufuhrleitung der erwähnten Probenzufuhr befindet sich ein Filter, der die Zuführung von Feststoffen verhindert, sowie eine Vorrichtung zur Erstellung eines Rückflusses, um eine Verstopfung des erwähnten Filters durch Feststoffe zu verhindern.
  • Die erwähnte Aufbewahrungseinheit für die Multiwell-Platten (17), welche die Multiwell-Platten, die lyophilisierte, lumineszenten Mikroorganismen enthalten, lagert und zuführt, besteht aus einem Gestell (18), auf dem die Multiwell-Platten (17) gestapelt werden, einer Betriebsvorrichtung (19), durch die das erwähnte Gestell nach oben/unten versetzt wird, sowie einer Transportvorrichtung (20), durch welche die Multiwell-Platten nach vorne/hinten verschoben werden, damit die Multiwell-Platten (17) entnommen werden können.
  • Die lumineszenten Mikroorganismen der vorliegenden Erfindung können Süßwasserorganismen sein, die vorzugsweise Süßwasserläufen entnommen wurden oder durch Genmanipulation vorbereitet wurden. Die lumineszenten Mikroorganismen werden in jede Vertiefung der Multiwell-Platten gegeben und dann lyophilisiert. Die erwähnte Vertiefung wird mit Stickstoff gespült, wonach die Oberfläche der Platte mit einer gasundurchdringlichen Schicht versiegelt wird, wodurch eine langfristige Konservierung der Mikroorganismen gewährleistet wird. Das Gestell der vorliegenden Erfindung hat Platz für viele Multiwell-Platten. Das Gestell wird durch einen Schrittschaltmotor und ein Kugelgewindegetriebe operiert. Das Gestell wird durch den Schrittschaltmotor angetrieben und transportiert die Multiwell-Platten nach oben/unten, wodurch die gewünschte Platte gewählt werden kann. Die Transportvorrichtung für die Multiwell-Platte bewirkt, dass die Platte aus dem Gestell geholt wird und die Multiwell-Platte dann auf der horizontalen Fläche positioniert wird, indem die Platte nach vorn/oder hinten in die gewünschte Position gebracht wird. Dies bedeutet also, dass die erwähnte Transporteinrichtung die Position der Multiwell-Platte so abstimmt, dass das Reagens und die Testprobe durch die Injektionsnadel präzise in die gewünschte Vertiefung eingespritzt werden können, wodurch dann der Sensor die Luminosität des Lichts, das von den in der gewünschten Vertiefung enthaltenen Mikroorganismen emittiert wird, präzise messen kann. Die erwähnte Transporteinrichtung besteht aus einer Riemenscheibe und dazugehörigem Riemen, einem mit der Riemenscheibe über den Riemen verbundenen Schrittschaltmotor und durch die Operation des Riemens, der vom Schrittschaltmotor angetrieben wird, entnimmt die Transporteinrichtung die Multiwell-Platte aus dem Gestell.
  • Die erwähnte Injektionsnadel besteht aus einer Spritze (13), welche die Wasserprobe und das Reagens aus der Probenzufuhr und der Reagenslagereinheit aufnimmt, der Kolbenoperationseinrichtung (14), welche die Menge von abgegebener Testprobe und Reagens kontrolliert, und der Spritzentransporteinheit (15, 16). Die erwähnte Kolbenoperationseinrichtung (14) besteht aus einem Schrittschaltmotor und Kugelgewindegetriebe, Riemenscheibe und Riemen zur Kontrolle der Kolbenbewegung durch die Operation des Schrittschaltmotors. Daher kann die durch die Spritze injizierte Menge bei der vorliegenden Erfindung quantitativ durch die Kontrolle des Schrittschaltmotors auf Mengen unter μl kontrolliert werden. Die Position der erwähnten Spritze kann mit Hilfe einer Riemenscheibe und dazugehörigem Riemen, Kugelgewindegetriebe und Schrittschaltmotor nach oben/unten verstellt werden, was heißt, dass die Bewegung der Spritze durch Operation des Schrittschaltmotors bestimmt wird. Die Transporteinrichtung (16) zum Verstellen von Spritze und Sensor nach links/rechts besteht aus Riemenscheibe, Schrittschaltmotor und Schiebedurchführung und Spritze und Sensor laufen durch Operation des Schrittschaltmotors mit der Schiebedurchführung. Die Spritze und der Sensor der vorliegenden Erfindungen sind ein einteiliger Satz. Daher bewegen sich Spritze und Sensor gleichzeitig nach links/rechts.
  • Bei den in der vorliegenden Erfindung verwendeten lumineszenten Mikroorganismen kann es sich um lumineszierende Süßwassermikroorganismen handeln, die vorzugsweise vom Süßwasser getrennt wurden (Kim, E. -C, T.-S. Byun, K.-J. Park und K.-H. Lee, 1998, Toxicity Test Using a Luminescently Transformed Bacterium with an highly Increased Sensitity, The 38th Korea Microorganism Scholarly Symposium and Spring Plenary Session; Park, K.-J., S.-J. Chun and K.-H. Lee (1997), Development of toxicity test System using luminescently transformed freshwater bacterium, 52nd Korean As. Biol. Sci., Chunbuk Univ.).
  • Zusätzlich zu den im Apparat der vorliegenden Erfindung verwendeten lumineszenten Mikroorganismen können alle lumineszenten Mikroorganismen verwendet werden, die bei Kontakt mit chemischen Substanzen lumineszieren. Bei diesen lumineszenten Mikroorganismen handelt es sich entweder um natürliche Organismen oder solche, die durch Genmanipulation vorbereitet wurden. Im Apparat der vorliegenden Erfindung können verschiedene lumineszenten Mikroorganismen verwendet werden, die von Mikroorganimuslagern weltweit erhältlich sind. Die YH9-RC-Einheit, deren Zugangsnummer KCTC 0730BP ist, wird besonders bevorzugt. Die geeigneten lumineszenten Mikroorganismen, die im Apparat der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sowie deren Vermehrungsmethode werden in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2000-010763 detailliert beschrieben. Zudem wird die Methode für die Lyophilisierung der in der Apparatur der vorliegenden Erfindung verwendeten lumineszenten Mikroorganismen in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2000-37709 beschrieben.
  • Für den Betrieb des Apparates der vorliegenden Erfindung als langzeitig automatisiertes System kann das Gestell zahlreiche Multiwell-Platten mit Vertiefungen, wie etwa 384-Well-Platten aufnehmen.
  • Für eine effiziente Anordnung der zahlreichen Platten und um die Größe des Apparates auf einem Minimum zu halten, sollte bei der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Gestellkonstruktion verwendet werden, bei der sechs (6) oder mehr der 384-Well-Platten in zwei (2) Reihen gestapelt werden können.
  • Wenn die wässrige Probe alle 10 Minuten getestet wird, dann sind 4.320 [6 × 24 (Stunden) × 30 (Tage)] Vertiefungen, die lumineszenten Mikroorganismen enthalten, erforderlich, um die Wassertoxizität über einen (1) Monat zu bestimmen und zu überwachen. Das die Apparatur der vorliegenden Erfindung zwölf (12) oder mehr 384-Well-Platten aufnehmen kann, können 4.608 [384 × 12] oder mehr wässrige Proben untersucht werden. Die übrigen Vertiefungen [4.608 – 4, 320 = 288] können als Kontrolle verwendet werden.
  • Somit können pro 384-Well-Platte jeweils 24 Vertiefungen als Kontrolle verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung befinden sich zwölf (12) oder mehr 384-Well-Platten im Apparat. Daher ist bei einer Messung der wässrigen Lösung alle 10 Minuten der automatische Betrieb des Apparates für den Zeitraum eines (1) Monats möglich. Durch Bereitstellung von Multiwell-Platten mit Vertiefungen einmal (1) pro Monat kann eine automatische Überwachung der Wassertoxizität erzielt werden.
  • Die Lösungslagereinheit der Apparatur der vorliegenden Erfindung lagert Flaschen (21), die Reagenzien und erforderliche Verdünnungslösung für die Aktivierung der lumineszenten Mikroorganismen enthalten.
  • Zur Sensoreinheit gehört ein Sensor (22) und dessen Betriebseinrichtung und der Grad der Lichtreduktion und die Luminosität des von den lumineszenten Mikroorganismen emittierten Lichts wird gemessen. Als Sensoreinrichtung wird entsprechend ein Photomultiplier verwendet. Die Temperaturkontrolle der vorliegenden Erfindung verwendet zwei (2) Peltier-Elemente (23) und eine Wärmestrahlplatte (24).
  • Durch Verwendung der Apparatur der vorliegenden Erfindung können Toxizität und Kontamination von Wassersystemen fortlaufend ohne Bedienereingriff bestimmt werden, bis die in der Apparatur gelagerten Reagenzien und lumineszenten Mikroorganismen aufgebraucht sind.
  • Zusätzlich kann durch regelmäßige Bereitstellung von Platten mit Vertiefungen eine fortlaufende, automatische Überwachung der Wassertoxizität erzielt werden.
  • Abschließend wird erwähnt, dass der Apparat der vorliegenden Erfindung zur automatischen Bestimmung der Wassertoxizität als Terminal für Fernüberwachung der Wassertoxizität eingesetzt werden kann.

Claims (13)

  1. Apparat zum automatischen und kontinuierlichen Messen von Wassertoxizität, welcher umfasst: eine Probenzuführvorrichtung zum Sammeln von Proben aus dem Wassersystem in regelmäßigen Intervallen und kontinuierlich und zum Zuführen von Testproben zu lumineszenten Mikroorganismen; Multiwell-Platten, die lumineszente Mikroorganismen enthalten, wobei die Oberseite jeder Vertiefung mit einem gasundurchlässigen Film versiegelt ist; eine Aufbewahrungseinheit für besagte Multiwell-Platten, die nacheinander besagte Multiwell-Platten zuführt, wobei jede Vertiefung lyophilisierte lumineszente Mikroorganismen enthält, in die die Wasserprobe in serieller Reihenfolge in bestimmten Zeitintervallen injiziert wird, um die Toxizität des Wassers fortlaufend zu überwachen; ein Transportmittel für besagte Multiwell-Platten; eine Injektionsnadel für die Zuführung von Testproben und Reagenz in einer richtigen Menge in lumineszente Mikroorganismen hinein, die in besagter Multiwell-Platte enthalten sind; ein Sensor zum Nachweisen von Luminosität nach Ablauf bestimmter Zeiträume von der Injektion der Proben und Reagenzien in lumineszente Mikroorganismen hinein; eine Steuereinheit für die elektrische oder mechanische Steuerung oder Regelung eines automatischen Betriebes besagten Apparates; und ein Temperatursteuermittel zur Aufrechterhaltung konstanter Temperatur innerhalb des Apparates.
  2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Probenzuführvorrichtung eine Umwälzpumpe, einen Probensammelblock zum Sammeln wässriger Proben und ein Probenzuführrohr umfasst.
  3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagter lumineszenter Mikroorganismus ein lumineszenter Süßwassermikroorganismus ist, der in Süßwasser gewonnen ist.
  4. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagter lumineszenter Mikroorganismus ein lumineszenter Süßwassermikroorganismus ist, der durch Genmanipulation erzeugt ist.
  5. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Aufbewahrungseinheit für Multiwell-Platten ein Gestell, das zahlreiche Multiwell-Platten in Schichtung aufbewahrt, das Mittel zum Betreiben des Gestells, das die besagte Multiwell-Platte hoch und runter bewegt, und das Transportmittel umfasst, das die besagte Multiwell-Platte aus dem Gestell vor und zurück transportiert.
  6. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Injektionsnadel eine Spritze, die eine wässrige Testprobe und Reagenz aus der Probenzuführvorrichtung und Reagenzspeichereinheit aufnimmt, Mittel zum Betreiben des Kolbens, die die Mengen kontrollieren, die von der besagten Spritze abgegeben werden, und die Transportmittel zum Bewegen der Spritze umfasst.
  7. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Ende des Probenzuführrohres der Probenzuführvorrichtung einen Filter, der den Eintritt von nicht-flüssigen Substanzen verhindert, und eine Vorrichtung umfasst, die einen Umkehrstrom erzeugt, um Verstopfung zu verhindern.
  8. Multiwell-Platte, die lumineszenten Mikroorganismus enthält, wobei die Oberseite jeder Vertiefung mit einem gasundurchlässigen Film versiegelt ist.
  9. Multiwell-Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß besagter lumineszenter Mikroorganismus ein lumineszenter Süßwassermikroorganismus ist.
  10. Multiwell-Platte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß besagter lumineszenter Mikroorganismus aus Süßwasser abgetrennt worden ist.
  11. Multiwell-Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß besagter lumineszenter Mikroorganismus durch Genmanipulation erzeugt ist.
  12. Multiwell-Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß besagter lumineszenter Mikroorganismus lyophilisiert ist.
  13. Multiwell-Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Vertiefung mit Stickstoff gespült ist.
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