Введение
1 Анализ подходов к разработке микробиотеста на основе еальванотаксической реакции инфузорий 10
1.1 Особенности биологического контроля в экотоксикологии 10
1.1.1 Этапы развития экотоксикологии 10
1.1.2 Методы экотоксикологии 11
1.1.3 Биоиндикация 12
1.1.4 Биотестирование 13
1.2 Биотехнологические микробиотесты 15
1.2.1 Преимущества 15
1.2.2 Аппаратурные методы 16
1.2.3 Микробиотест как биотехническая система 19
1.3 Аспекты применения тест-реакции гальванотаксиса инфузорий Paramecium Caudatum для разработки аппаратурного микробиотеста 20
1.3.1 Гальванотаксическая реакция инфузорий P.Caudatum 20
1.3.2 Математические модели тест-реакции 22
1.3.3 Биотехническая система для исследования гальванотаксиса 23
1.3.4 Измерительные преобразователи устройства контроля тест-реакции гальванотаксиса 24
1.4 Принципы оценки результатов биотестирования 29
1.4.1 Принципы построения зависимости в токсикологии 29
1.4.2 Явление стресса 31
1.4.3 Индексы токсичности 32
1.5 Выводы по главе 34
2 Математическая модель гальв анотаксической реакции 36
2.1 Моделирование этапов реакции 36
2.1.1 Моделирование первого этапа 37
2.1.2 Второй этап реакции 38
2.2 Моделирования оптических характеристик сигнала 39
2.3 Алгоритм программы моделирования динамики гальванотаксиса 40
2.4 Исследование модели динамики гальванотаксиса 42
2.4.1 Исследование математической модели одиночных гальванотаксических импульсов 43
2.4.2 Исследование параметров модели, влияющих на форму импульса 45
2.4.3 Исследование модели импульсной гальванотаксической последовательности 50
2.5 Выводы по главе 53
3. Спектрофотометрическое исследование гальванотаксиса при однократном переключении полярности 54
3.1 Спектрофотометрическое исследование взвеси клеток 54
3.2 Спектрофотометрические исследования гальванотаксической реакции P.Caudatum 57
3.2.1 Исследования процесса гальванотаксиса в разных зонах кюветы 57
3.3 Исследование статистической значимости математической модели.. 61
3.3.1 Исследование адекватности математической модели с однократным переключением полярности в разных зонах кюветы в чистой среде 61
3.3.2 Исследование адекватности математической модели с однократным переключением полярности в приэлектродных зонах кюветы в токсичной среде 65
3.4 Исследование влияния биологических и технических факторов на гальванотаксический сигнал тест-реакции 68
3.5 Исследование реакции гальванотаксиса при добавлении модельного токсиканта при однократном переключении полярности 74
3.6 Гальванотаксическии сигнал с многократным переключением полярности в протяженной кювете 78
3.7 Исследование случайной составляющей сигнала 82
3.8 Выводы по главе 85
4 Биотехническая система для реализации метода контроля токсичности водных сред по реакции динамики гальванотаксиса 86
4.1 Концепция биотехнической системы 86
4.1.1 Концепция тест-реакции 87
4.1.2 Концепция средств контроля тест-реакции 87
4.1.3 Структура биотехнической системы 88
4.2 Организация подготовительных этапов эксперимента 89
4.2.1 Методология проведения эксперимента 89
4.2.2 Линия подготовки тест-организма 90
4.2.3 Линия подготовки пробы 90
4.2.4 Линия подготовки принадлежностей и материалов 91
4.3 Гальвальванотаксическая ячейка 91
4.3.1 Электроды 91
4.3.2 Кюветный модуль для тест-реакции 92
4.4 Источник электрических стимулов 94
4.4.1 Функции источника электрических стимулов 94
4.4.2 Генератор сигналов специальной формы 94
4.4.3 Специализированный генератор импульсов 96
4.5 Устройство контроля реакции 98
4.5.1 Метрологические характеристики 98
4.5.2 Обоснование условий оптического контроля 99
4.6 Метрологические аспекты измерения тест-реакции 100
4.6.1 Виды погрешностей измерений, их учет и минимизация 100
4.6.2 Идентификация зоны оптического контроля 101
4.6.3 Изменение проходящего потока 102
4.6.4 Влияние размера апертуры 103
4.6.5 Определение величины сигнал-фон 105
4.7 Выводы по главе 108
5 Исследование тест-реакции динамики гальванотаксиса в поле переменной полярности 109
5.1 Исследование адаптации инфузории P.Caudatum к химическим веществам при культивировании 109
5.2 Особенности динамики гальванотаксического сигнала 111
5.2.1 Динамика гальванотаксического сигнала в безвредной среде... 111
5.2.2 Исследование установившейся фазы сигнала 112
5.3 Исследование сигналов при разной концентрации клеток в кювете 114
5.3.1 Сравнение данных эксперимента и результатов математического моделирования 114
5.3.2 Обоснование диапазона рабочей концентрации 115
5.4 Исследование переходной фазы сигнала 117
5.5 Разработка метода контроля токсичности водных сред на основе динамики гальванотаксиса в поле переменной полярности 122
5.6 Выводы по главе 128
Заключение 129
Список литературы 130
