Kombinationswirkungen im segmentierten Fluss anhand ausgewählter Protista
Standardisierte Ökotoxikologie Tests sollen helfen eine reelle Risikobewertung für Umwelt und Mensch zu ermöglichen. So bilden die Richtlinien dieser Tests häufig die wichtigste Grundlage zur Erforschung der Toxizität von Noxen in der aquatischen Ökotoxikologie. Bei dieser oftmals nur eindimensionalen Endpunktbestimmung werden als einzige Parameter die Zellzahl oder die Autofluoreszenz bzw. die optische Dichte erfasst. Überdies wird die Toxizität auf den Indikatororganismus häufig in nur einem Kultivierungsmedium getestet. Jedoch sind die Wechselwirkungen in natürlichen Ökosystemen so hochkomplex, dass eine Stressinduktion oder eine veränderte metabolische Aktivität der Organismen aufgrund der Applikation eines Wirkstoffes eine Beeinträchtigung der Vitalität von Populationen bedeuten können. Dieses Problem wird noch einmal verschärft, wenn man bedenkt, dass aquatische Ökosysteme häufig mit den Eintrag eines Gemisches verschiedenster Chemikalien und überdies die Auswirkungen auf die Arten signifikant vom Gewässertyp abhängig sind. Diese Problematik rückt immer mehr in den Fokus wissenschaftlichen Interesses. So beschäftigen sich Wissenschaftler immer mehr mit 2D Toxizitätsuntersuchung [1] oder mit den Auswirkungen eines zunehmenden Phosphatgehaltes im Medium auf die Toxizität [2 4]. Jedoch sind hierzu systematische Untersuchungen aufgrund der hohen Materialkosten und des Arbeitsaufwandes unmöglich. Die halbautomatisierte Arbeitsweise und der geringe Materialverbrauch durch die Miniaturisierung in mikrofluidischen Tropfen (=segmentierter Fluss) kann diese Probleme lösen, wodurch Toxizitätsuntersuchungen im Batch ergänzt werden können. Der segmentierte Fluss entsteht, wenn zwei nicht mischbare Phasen in einen Mikrodurchflusskanal dosiert werden, wobei wässrige Phase und Trägermedium kontinuierlich durch ein computergesteuertes Spritzenpumpen Sytem in den Mikrokanal injiziert werden. Ein weiterer besonderer Vorteil der mikrofluidischen Tropfen ist die minimale Verdunstung im Vergleich zu konventionelle Toxizität Tests und der idealen Durchmischung aufgrund der hohen internen Konvektion in den Tropfen, welches den natürlichen Stofftransporten in aquatischen Systemen gleicht. Das Ziel dieses Projektes ist die Kultivierung von prävalenten Bioindikatoren in jeweils 2 3 standardisierten Medien im segmentierten Fluss und die Erstellung von praxisnahe 1D sowie 2D Dosis-Wirkungskurven. Außerdem sollen moderne modernen fluoreszenzbasierten Vitalitäts-Assays und die mikrofluidischen RT-PCR im segmentierten Fluss etabliert werden, wodurch es ermöglicht wird, dass die Zunahme an Stressreaktionen Veränderung der metabolische Aktivität bzw. eine detektiert werden kann. Damit wird die Realisierung von schnellen und sensitiven On line-Screeningprozessen mit einer multiparameter Endpunktbestimmung möglich. Dies könnte helfen ein besseres Verständnis zur Wirkung von Umweltnoxen auch in subletalen Konzentrationsbereich in Abhängigkeit vom Kultivierungsmedium zu gewinnen.