ES2659535T3 - Dispositivo y método para la determinación y monitorización de la toxicidad del agua - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo (1) basado en acceso aleatorio y tecnología discreta con lectura directa para análisis y monitorización de toxicidad en aguas que utilizan bacter ias y/o microalgas bioluminiscentes que comprende: a) un módulo (2) de almacenamiento de muestra acuosa; b) un módulo (3) de almacenamiento de tampón acuoso; c) un módulo (4) dispensador; caracterizado porque comprende: d) una bandeja de reacción (5) apta para acomodar cubetas de reacción (6); e) cubetas lavables y esterilizables alojadas en dicha bandeja de reacción; f) un módulo (7) de lavado y esterilización de dichas cubetas de reacción (6), en el que el módulo de lavado incluye una línea de drenaje y una conexión a recipientes, teniendo los recipientes soluciones de lavado y esterilización; g) uno o más módulos de medición luminométricos (8) dispuestos en posiciones predefinidas de dicha bandeja de reacción (5), en el que dicho módulo (8) de medición luminométrico comprende un fotomultiplicador (18) y un haz (19) de fibra óptica dispuesto en una posición predefinida de dicha bandeja de reacción (5), en el que dicho haz (19) de fibra óptica tiene una sección rectangular y una superficie que corresponde sustancialmente a la superficie de dichas cubetas de reacción (6) en el lado de dicha bandeja de reacción (5) y una sección redonda en el lado de dicho fotomultiplicador (18) y en el que la bandeja de reacción (5) gira automáticamente para colocar alternativamente cada cubeta de reacción para medir automáticamente la luz emitida por la suspensión de reacción, en donde las cubetas de reacción tienen posiciones en la bandeja de reacción, y el módulo dispensador está configurado para combinar bacterias bioluminiscentes con uno o más tampones acuosos y una o más muestras dentro de las cubetas en sus posiciones en la bandeja de reacción.
Description
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analítico, es necesario interponer entre la muestra y el analizador uno o más módulos de muestreo y pretratamiento, que podría permitir la preparación de la muestra para el análisis posterior. La muestra pretratada con uno o más de los modos descritos se hace fluir en tantos pozos pequeños con desbordamiento con volumen constante, que se tomarán del dispositivo en el momento adecuado.
En una realización adicional, el dispositivo 1 comprenderá medios para ajustar la temperatura del módulo 3 de almacenamiento de tampón acuoso y/o de la bandeja de reacción 5. El enfriamiento podría obtenerse mediante el paso continuo de agua refrigerada a la temperatura solicitada, dentro de un canal específico implementado en el cuerpo de la bandeja de reacción; el agua refrigerada será bombeada, por ejemplo, por un enfriador externo. El calentamiento podría obtenerse interrumpiendo la circulación de agua refrigerada y alimentando una banda de calentamiento con potencia térmica adecuada colocada en la base del cuerpo metálico de la bandeja de reacción.
También es objeto de la presente invención el uso del dispositivo en todas las formas de realización posibles descritas anteriormente en un proceso para analizar y controlar la toxicidad de una muestra acuosa usando bacterias y/o microalgas bioluminiscentes y dichos procedimientos.
Preferiblemente, el proceso para analizar la toxicidad aguda de acuerdo con la invención proporciona el uso de bacterias bioluminiscentes que pertenecen a la cepa de referencia Vibrio fischeri NRRL B-11177. Las bacterias se cultivan, estabilizan y liofilizan para garantizar el uso continuado de las mismas después de la rehidratación en un tampón salino adecuado. De esta forma, mantienen durante 25-30 días una señal de bioluminiscencia medible y una sensibilidad inalterada a los diferentes tipos de compuestos tóxicos, que se pueden agrupar en dos grandes macrocategorías: contaminantes orgánicos, pesticidas e hidrocarburos entre ellos, y contaminantes inorgánicos entre los metales pesados y aniones como el cianuro.
Preferiblemente, el proceso para determinar rápidamente la toxicidad de las algas de acuerdo con la invención proporciona el uso de microalgas que, preferiblemente pero no necesariamente, pertenecen a la especie Chlamydomonas reinhardtii. Las microalgas se cultivan, estabilizan e inmovilizan de manera original para garantizar el uso continuo de las mismas una vez resuspendidas en un tampón salino adecuado. De esta forma, conservan durante 30-35 días una fluorescencia relativa variable excitable y cuantificable y una sensibilidad inalterada a los diferentes tipos de compuestos tóxicos, que pueden agruparse en dos macrocategorías de oferta: contaminantes orgánicos, entre los herbicidas y contaminantes inorgánicos, entre los metales pesados.
La medición continua de los blancos y muestras con concentraciones crecientes e intervalos de tiempo predefinidos, básicamente de 30 segundos, da como resultado la generación de cinéticas de inhibición que permiten obtener información preliminar sobre la naturaleza y la concentración del contaminante que influye en la bioluminiscencia bacteriana y/o la señal de fluorescencia relativa variable de las algas.
Al usar el dispositivo de la invención también es posible realizar repeticiones inmediatas, con concentraciones de muestra iguales o mayores, para confirmar una toxicidad identificada o aclarar, en sentido positivo o negativo, una toxicidad dudosa.
Como se mencionó anteriormente, el parámetro comúnmente usado para definir una medición de toxicidad aguda es el porcentaje de inhibición. Representa la variación en la luz emitida por los microorganismos en puntos porcentuales causados por la presencia de la muestra. La emisión de luz del blanco realizada usando agua o matriz con toxicidad nula en lugar de la muestra se usa como valor de referencia.
Para las bacterias bioluminiscentes, el porcentaje de inhibición (ICb(t) (%)) podría determinarse como se muestra a continuación:
ICb(t) (%) = [1 -(RLUS(t) / RLUB(t))] x 100,
donde ICb(t) (%) es la inhibición del porcentaje de bioluminiscencia en el tiempo t inducido por la muestra S, RLUS( t) es la medición de luminiscencia de la muestra S en el tiempo t expresada en unidades relativas de luminiscencia RLU y RLUB(t) es la medición de luminiscencia del blanco B en el tiempo t expresado en unidades relativas de luminiscencia RLU.
Para las microalgas:
ICf(t) (%) = [1 -(RVFS(t) / RVFB(t))] x 100,
donde ICf(t) (%) es el porcentaje de inhibición en el tiempo t, RVFS(t) es la medida adimensional de la fluorescencia relativa variable calculada para la muestra S en el tiempo t y RVFB(t) es la medida adimensional de la fluorescencia relativa variable calculada para el blanco B en el tiempo t.
Las muestras acuosas se mezclan adecuadamente con dichos microorganismos en modo completamente automático por medio de tecnología discreta y dichas estaciones de medición pueden medir los fotones emitidos por
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