Biolumineszenz

Durch chemische Analysen ist man in der Lage, Konzentrationen eines bestimmten Soffes in Proben nachzuweisen. Handelt es sich bei diesem Stoff um eine toxische Verbindung, muß man, um den gefundenen Gehalt mit einem Grenzwert zu vergleichen, diesen Grenzwert vorher ermittelt haben. Üblicherweise wird dies durch Tests an lebenden Organismen (kurz: Tierversuche) durchgeführt. Wirken jedoch mehrere Substanzen in einer Probe toxisch, so ist die Gesamttoxizität nur über einen sogenannten Toxizitätstest möglich. Hierzu gibt es folgende Möglichkeiten: Toxizitätstests nach §7a Wasserhaushaltsgesetz


Fischtest 
DIN 38 412 L 31 
Leuciscus idus 
Inkubationszeit: 48 h 
Testkriterium: Überleben
Daphnientest 
DIN 38 412 L 30 
Daphnia magna 
Inkubationszeit: 24 h 
Testkriterium: Bewegung
Algentest 
DIN 38 412 L 33 
Scenedesmus subspicatus 
Inkubationszeit: 72 h 
Testkriterium: Fluoreszenz
Leuchtbakterientest 
DIN 38 412 L 34/341 
Vibrio fischeri NRRL-B-11177 
Inkubationszeit: 30 min 
Testkriterium: Biolumineszenz

Wie man unschwer erkennen kann, unterscheiden sich die Test erheblich, was den Aufwand an Zeit und Untersuchungsorganismus anbelangt. Um eine rasche Aussage über die toxischen Eigenschaften einer Substanz zu treffen (z.B. bei einem Unglücksfall), ist eigentlich nur der Leuchtbakterientest sinnvoll.

Biolumineszens Verfahren (Leuchtbakterien-Test) Leuchtbakterientest Dieser Test beruht auf der Fähigkeit von bestimmten marinen Bakterien (v.a.Meeresbakterien) zu leuchten. Dieses Leuchten, das aufgrund enzymatischer, energiestoffwechsel-abhängiger Prozesse (Luciferin-Luciferase-System) abläuft. Kommen diese Lebewesen jedoch in ein toxisches Medium, so wird ihre Leuchtkraft gehemmt. Die Toxizität von Einzelsubstanzen, Stoffgemischen oder Eluaten wird photometrisch als Leuchthemmung ermittelt. Aus dem Grad der Hemmung des Leuchtens kann man Rückschlüsse auf den Vergiftungsgrad ziehen.

Wie werden Ergebnisse von Toxizitätstests angegeben?

1. Nach DIN als GX-Wert, z. B.:



GF = Giftigkeit im Fischtest


GA = Giftigkeit im Algentest


GD = Giftigkeit im Daphnientest


GL = Giftigkeit im Leuchtbakterientest

2. Der GX-Wert ist der Verdünnungsfaktor, mit dem die Probe verdünnt werden muss, bis im jeweiligen Test keine Toxizität mehr meßbar ist.

Je höher der GX-Wert, desto toxischer die Probe! Für die Stoffprüfung als EC X-Wert, z. B.: EC 20 / EC 50 / EC 80

Der EC X-Wert ist die Konzentration einer Probe, die im jeweiligen Test die Wirkung X zeigt (englisch: Effective Concentration = Wirkkonzentration).

Je kleiner der EC X-Wert, desto toxischer die Probe!

3. In der Betriebsanalytik mit dem Leuchtbakterientest einfach als % Hemmung!

Je stärker das Leuchten der Bakterien gehemmt wird, desto toxischer ist die Probe! Schematische Darstellung des Testablaufes. So einfach ist der Leuchtbakterientest:



Konservierte Leuchtbakterien reaktivieren und Ausgangsleuchten messen.


Probe hinzupipettieren und 15 oder 30 Minuten einwirken lassen.


Endleuchten messen; je höher die Toxizität der Probe, desto stärker ist das Leuchten gehemmt!




Dr. Lange LUMIStox-Meßplatz


Hochschule Ulm
89075 Ulm
infohs-ulm.de





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Petra Depfenhart
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