Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Посмотреть оригинал

Популяционные и экосистемные методы.

Для мониторинга среды обитания в качестве популяционных и экосистемных методов используют анализ состояния таких показателей, как численность и биомасса отдельных видов, возрастной и половой состав популяций, пространственное размещение отдельных компонентов биологических сообществ, видовой состав и видовое разнообразие сообществ, соотношение в сообществах различных видов и их распределение по обилию или биомассе, соотношение численностей и биомасс видов в экосистемах.

Видовое разнообразие — одна из важнейших характеристик сообщества, отражающая сложность его видовой структуры. Видовое разнообразие включает в себя два компонента:

  • 1) видовое богатство (насыщенность сообщества видами);
  • 2) выравненное™ видовой структуры (степень равномерности распределения видов по обилию). Количественными мерами видового разнообразия являются различные (более 30) индексы.

Ранговое распределение — распределение видов (или других групп) по обилию, где виды ранжированы по мере убывания их обилия. В любом сообществе есть виды более обильные и более редкие, причем обильных обычно меньше, чем редких. Вид рангового распределения описывается эмпирическим законом, отвечающим природе данного экологического объекта.

СИ, используемые при биологическом мониторинге, весьма обширны и во многом аналогичны используемым в аналитических методах контроля.

В биохимических тест-методах на матрице иммобилизируют различные ферменты, антигены или антитела. Биотесты позволяют контролировать содержание болезнетворных микроорганизмов в природных, питьевых водах и др.

Одним из таких биотестов является система быстрой индикации патогенов, которая предназначена для выявления подвижных бактерий рода Salmonella в образцах пищевых продуктов и пробах из производственных помещений.

Система состоит из прозрачной полимерной емкости и помещенных в нее двух пробирок, каждая из которых содержит свой набор из двух сред: селективной (в нижней части) и индикаторной (в верхней части), разделенных пористой перегородкой. Жидкая избирательная среда в полимерной емкости инокулируегся (от лат. inoculation — «прививка») культурой обогащения. В результате этого подвижные сальмонеллы мигрируют через селективную среду в индикаторную, которая при этом изменяет свой цвет. Результат индикации появляется после 43 ч вместо 3—5 сут. при стандартном бактериологическом анализе.

Наибольшее развитие получили ферментные и клеточные биосенсоры.

Развитие методов включения живых клеток в полимеры и твердые носители привело к созданию соответствующих биосеисоров с использованием живых иммобилизированных клеток, обладающих уникальными свойствами.

Применение биосенсоров весьма разнообразно, например, известны биосенсоры для определения фенолов, пролина, тирозина и других аминокислот, глюкозы, молочной и аскорбиновой кислот и т.д. Определение БПК воды и сточных вод с помощью биосснсора с иммобилизированными клетками занимает несколько минут, а традиционный метод — несколько дней.

Применение биосенсоров в качестве биологического компоненте ДНК может радикально изменить диагностику заболеваний, особенно на ранней стадии, в частности, в настоящее время интенсивно ведут работы но ранней диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, предрасположенности к раку и т.п.

Биочип (от греч. рюс — «жизнь» и англ, chip — «обломок», «осколок», «кусочек») — это устройство для проведения автоматического многофункционального биологического анализа. Он представляет собой пластину с нанесенным на нее гелем (рис. 9.5), на 99% состоящим из воды, в котором в результате облучения через специальное сито УФ-светом и последующей полимеризации получают ячейки размером 100x100x20 мкм. На биочипе их может быть от 600 до нескольких тысяч. Размер самого биочипа в зависимости от его назначения может меняться от размера марки до размера открытки.

Внешний вид биочипа

Рис. 9.5. Внешний вид биочипа

Автомат под контролем компьютера заполняет ячейки различными растворами, каждый из которых содержит молекулы-зонды биологических объектов — фрагментов ДНК, бактерий, вирусов и т.д., причем к каждой из молекул присоединено флуоресцирующее вещество.

При нанесении на биочин капли крови, плазмы и т.п. молекулы-зонды соединяются с «родственными» структурами, при этом вещество элементарной ячейки начинает флуоресцировать. Так можно опознавать бактерии, вирусы, дефектные гены — любое молекулярное вещество. Поскольку ячеек много, то анализ проводят сразу по множеству параметров, и по внешнему виду биочипа, совокупности его темных и светящихся областей можно судить о его результатах. Портрет биочипа можно рассмотреть в микроскоп, сфотографировать, сразу ввести в компьютер, запомнить и проанализировать, переслать по сети Интернет для консультации в любую точку планеты и т.д.

Использование биочипов позволяет уменьшить время анализов в несколько сотен и тысяч раз, повысить их достоверность, автоматизировать процесс обработки результатов и многократно уменьшить их стоимость, проводить раннюю диагностику и т.п.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы