Биологический метод анализа

БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА, метод качественного обнаружения и количественного определения неорганических и органических веществ с использованием в качестве аналитических индикаторов живых организмов. Метод основан на том, что для жизнедеятельности живых организмов необходима среда строго определённого химического состава и при изменении этого состава - исключении какого-либо компонента или введении дополнительного соединения - организм через некоторое время, иногда практически мгновенно, подаёт соответствующий ответный сигнал. Установление зависимости характера и интенсивности этого сигнала от состава и количества введённого в среду или исключённого из неё компонента служит для его обнаружения и определения.

Качественную оценку параметров среды обитания проводят по состоянию биоты в природных условиях (смотри в статье Биоиндикация). В лабораторных условиях для выявления и оценки действия химических факторов окружающей среды (в том числе токсичных реагентов) производится биотестирование с использованием так называемых тест-объектов - чувствительных биологических элементов, способных реагировать на изменение параметров среды обитания. Тест-объекты могут быть представлены ферментными системами, рецепторами, изолированными органеллами, клетками, тканями и отдельными органами многоклеточных организмов, микроорганизмами. В роли индикаторного организма - тест-организма - могут выступать микроорганизмы, беспозвоночные, позвоночные животные, а также растения. Выбор индикаторного организма зависит от природы определяемого вещества и поставленной задачи. Ответным сигналом тест-организма на изменение химического состава среды обитания может быть изменение скорости роста или метаморфоза, состава биологических сред, биоэлектрической активности органов и тканей, а также различные поведенческие реакции, нарушение функций органов пищеварения, дыхания, размножения, патологоанатомические изменения и др. Общий показатель эффективности действия определяемого вещества - выживаемость тест-организма или летальный исход.

Диапазон определяемых содержаний и предел обнаружения веществ биологического метода анализа зависят от ряда факторов: характера и продолжительности действия определяемого вещества на тест-организм, температуры и pH среды, родовой и видовой принадлежности тест-организма, его возрастных, половых и индивидуальных особенностей и др. Малые концентрации определяемого вещества, как правило, стимулируют процессы жизнедеятельности тест-организма, высокие - угнетают. Продолжительность наблюдения за ответной реакцией тест-организма выбирается с учётом цели анализа. Биологический метод анализа характеризуется высокой избирательностью, зависящей от биологической активности определяемого вещества. Избирательность метода можно повысить, используя различные аналитические способы: маскирование, демаскирование, комплексообразование, осаждение и др.

Биологический метод анализа применяют для определения различных ядов и токсинов (в том числе средств защиты растений), витаминов, аминокислот, многих продуктов органического и неорганического синтеза, для мониторинга окружающей среды, оценки эффективности работы очистных сооружений, определения токсичности зерна, зернопродуктов, комбикормов и их компонентов, технологических отходов химического, нефтехимического, металлургического производства, физиологической активности фармацевтических препаратов, продуктов питания.

Лит.: Омелянский В.Л. Микроорганизмы как химические реактивы. К., 1924; Туманов А. А., Крестьянинов П. А. Обзор «Биологический метод анализа: состояние, перспектива» // Журнал аналитической химии. 2002. Т. 57.