Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bereitstellung standardisierter automatisierter Testmethoden zur Bestimmung der \u00d6kotoxizit\u00e4t, der Mutagenit\u00e4t und Genotoxizit\u00e4t sowie der Humantoxizit\u00e4t von Schadstoffen in Umweltproben. Bestehende Testverfahren sollen durch neue Verfahren erg\u00e4nzt und erweitert sowie in miniaturisierte Form, d.h. in einen Mikrotiterplattenma\u00dfstab, \u00fcberf\u00fchrt werden. Dies soll zuk\u00fcnftig eine kosteng\u00fcnstige Testung gro\u00dfer Probenzahlen erm\u00f6glichen. Die Testsysteme sollen von Endpunktmessungen auf kinetische Datenaufnahme durch kontinuierliche Messung umgestellt werden. Dies erm\u00f6glicht eine wesentliche Steigerung von Aussagef\u00e4higkeit, Testempfindlichkeit und -sicherheit.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Bestimmung der methodischen Grenzen und M\u00f6glichkeiten zur Miniaturisierung und Automatisierung ausgew\u00e4hlter Biotestverfahren erfolgt durch direkten Vergleich mit bereits etablierten Makrotests. Ausgew\u00e4hlte Biotestsysteme sind z.B. Leuchtbakterientest mit Vibrio fischeri zur Bestimmung der akuten Toxizit\u00e4t (DIN 38 412 Teil 34 bzw. 341), der Vibrio fischeri-Wachstumstest zur Bestimmung der chronischen Toxizit\u00e4t (Zellvermehrungstest) (DIN-Enwurf, Stand M\u00e4rz 1995), der Pseudomonas putida-Wachstumstest (Zellvermehrungstest) (DIN 38 412 Teil 8), Algentest (Scenedesmus-Zellvermehrungs-Hemmtest) (DIN 38412, Teil 33), SOS-Chromotest mit Escherichia coli (DIN-Entwurf) und der umu-Test mit Salmonella typhimurium (DIN 38 415 Teil 3). Die Etablierung eines Nitrifikations-Hemmtests ist geplant sowie der Einsatz anderer lumineszenter Bakterien (wie z.B. Photorhabdus luminescens oder Luxtransgener Bacillus sp. oder E. coli-St\u00e4mme) als Ersatz f\u00fcr den marinen V. fischeri.
\nDie Messung der Dosis\/Wirkungsbeziehungen erfolgt in Mikrotitrationsplatten mittels Automaten (Photometrie, Fluorometrie und Luminometrie). Neue lasernephelometrische Verfahren werden erprobt. Die Testung der Automaten erfolgt mit Prototypen der Firmen MERLIN Diagnostika GmbH und OPAL JENA GmbH gem\u00e4\u00df dem jeweiligen Entwicklungsstand. Durch st\u00e4ndigen Kontakt mit den Kooperationspartnern soll eine Optimierung der Ger\u00e4tetechnik erzielt werden. Die Validierung erfolgt anhand von Referenztoxen und nativ belasteten Bodenproben.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Teilprojekt A: Miniaturisierung und Automatisierung von \u00d6kotoxizit\u00e4ts- und Mutagenit\u00e4tstests – Definition der methodischen und technischen Anforderungen
\nIm vergangenen Bearbeitungsabschnitt wurden grundlegende Arbeiten zur Etablierung und Miniaturisierung der einzelnen Testverfahren durchgef\u00fchrt. Die Testanforderungen, -designs, -layouts und -probleme wurden definiert. Die Zellvermehrungs- hemmtests mit Vibrio fischeri, Pseudomonas putida und Photorhabdus luminescens sowie die Lumineszenzhemmtests mit V. fischeri und Ph. luminescens liegen in miniaturisierten Verfahren vor. Die Validierung der miniaturisierten Tests wurde begonnen und anhand vorrangiger Fragestellungen wie Probenvor- und -aufarbeitung, Eignung der Systeme f\u00fcr bestimmte Probengruppen, Reproduzierbarkeit und Optimierung der Aussagef\u00e4higkeit der Testsysteme, gewichtet. Schwerpunkte bildete vor allem eine Modifikation der Auswertungsm\u00f6glichkeiten, um einer kinetischen Datenaufnahme gerecht werden zu k\u00f6nnen. Die Testung mit komplexen Umweltproben wurde systematisch neben der Testung von Referenz- und Einzelproben vorgenommen. Die Validierung mit unterschiedlichen Probenmaterialien und eine Zusammenstellung von Kenndaten (G und EC-Werten) dauert an.
\nTeilprojekt B: Humantoxikologische Testmethoden – Biological Effect Monitoring
\nDie Gewinnung und Charakterisierung von monoklonalen Antik\u00f6rpern gegen CYP1A-Isoenzyme konnten weitgehend abgeschlossen werden. Von den verschiedenen zur Verf\u00fcgung stehenden Antik\u00f6rpern sind einige selektiv f\u00fcr CYP1A1 und erkennen auch das orthologe humane Isoenzym. Andere Antik\u00f6rper erscheinen f\u00fcr eine Kollektivbestimmung von CYP1A1 + CYP1A2 geeignet. Die laufenden Arbeiten befassen sich mit dem Einsatz dieser Antik\u00f6rper in einem optimierten ELISA-Test. Hinsichtlich der Anwendung und Validierung des Testsystems wurden im Tiermodell Induktionsversuche mit real kontaminierten und k\u00fcnstlich beaufschlagten B\u00f6den (Referenztoxen) durchgef\u00fchrt. W\u00e4hrend die Verf\u00fctterung von real kontaminierten B\u00f6den eine Induktion des CYP1A1-Spiegels bewirkte, fanden sich nach oraler Aufnahme von Kontrollb\u00f6den, die mit reinen 4- bis 7-Ring-PAK beaufschlagt wurden, keine Effekte auf den lebermikrosomalen CYP1A1-Spiegel. Zur Kl\u00e4rung dieses Ph\u00e4nomens wurden verschiedene Arbeitshypothesen aufgestellt und entsprechende Versuche begonnen.
\nTeilprojekt C: Automatenentwicklung f\u00fcr die Bodenprobentestung
\nDas in Zusammenarbeit mit der Firma STRATEC entworfene Konzept f\u00fcr einen Vollautomaten mit integrierter Sch\u00fcttel-, Dispensier-, Washer- und Inkubationseinrichtung, photometrischer und luminometrischer Me\u00dfeinheit sowie externer Liquidhandlingstation basiert auf dem PlateRunner Entwicklungsprojekt, einem modularen Multitasking-System f\u00fcr die vollautomatische Bearbeitung von Mikrotitrationsplatten-Assays. Das Konzept f\u00fcr Mikroplattenbewegungen auf dem Automaten arbeitet nach dem Prinzip eines vollautomatischen Hochregallagers.
\nTeilprojekt D: Konstruktion, Herstellung und Erprobung eines Laser-Nephelometers f\u00fcr das Mikrotitrationsplattenformat
\nEs wurde ein Konstruktionsentwurf der optomechanischen Nephelometerbaugruppe des Lasernephelometers erstellt, eine Schaltung f\u00fcr die Regelung der Laserleistung sowie f\u00fcr die Detektorelektronik entwickelt und die Anpassung an einen A\/D-Wandler vorgenommen. Eine erste Nephelometerbaugruppe wurde aufgebaut und eine Konstruktion der Aufr\u00fcstung zu einem Mikrotitrationsplattennephelometer vorgenommen. Parallel dazu erfolgten Entw\u00fcrfe f\u00fcr eine neue, f\u00fcr die Lasernephelometrie besonders geeignete Mikrotitrationsplatte.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
EHRLICHMANN, H.; EISENTR\u00c4GER, A.; K\u00dcPPERS, D.; DOTT, W. Genotoxikologische Bewertung von B\u00f6den mit bakteriellen Testsystemen: Vergleich von Bodenextrakten, w\u00e4\u00dfrigen Eluaten und aufkonzentrierten w\u00e4\u00dfrigen Eluaten. 5. Kongre\u00df der Gesellschaft f\u00fcr Hygiene und Umweltmedizin in Aachen; 6. – 8. M\u00e4rz 1997
\nSCHMITZ, R.P.H., EISENTR\u00c4GER, A., DOTT, W. M\u00f6glichkeiten und Problemfelder miniaturisierter und automatisierter Zellvermehrungshemmtests mit Prokaryonten. 5. Kongre\u00df der Gesellschaft f\u00fcr Hygiene und Umweltmedizin in Aachen; 6. – 8. M\u00e4rz 1997
\nSCHMITZ, R.P.H., EISENTR\u00c4GER, A., DOTT, W. Wachstumskinetiken unter Schwermetalleinflu\u00df – stoffspezifische und coergistische Effekte in miniaturisierten aquatischen Biotestsystemen mit Prokaryonten. Fr\u00fchjahrstagung der Vereinigung f\u00fcr Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie e.V. (VAAM) in Hamburg, 16. – 19. M\u00e4rz 1997
\nSCHMITZ, R.P.H.; LINDVOGT, T.; EISENTR\u00c4GER, A.; JACOBI, N., M\u00d6LLER, M.; DOTT, W. Nutzungsbedingte Ver\u00e4nderung des toxischen Potentials von Schmierfluiden auf der Basis von synthetischen Estern. 5. Kongre\u00df der Gesellschaft f\u00fcr Hygiene und Umweltmedizin in Aachen; 6. – 8. M\u00e4rz 1997<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Arbeiten wurden gem\u00e4\u00df der zeitlichen Vorgaben in allen Teilprojekten durchgef\u00fchrt, bzw. sind im einzelnen dem Zeitplan voraus.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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