Vybavení laboratoří a metody výzkumu v CCT

Metody výzkumu v centru pro cyanobakterie a jejich toxiny (CCT)

• výzkum a vývoj technologických metod pro omezování rozvoje vodních květů sinic
• detekce sinic a jejich toxinů (cyanotoxinů)
• studium ekologické role cyanotoxinů
• výzkum autekologie a ekotoxikologie sinic
• výzkum možností využití nanomateriálů a nanotechnologií pro technologie čištění a úpravy vod

Ekotoxikologické biotesty

Na našem pracovišti provádíme celou řadu ekotoxikologických biotestů na organismech různých trofických úrovní. Principem biotestu je kontakt testované látky či přírodního vzorku s experimentálními organismy za definovaných podmínek. Z reakce organismů lze pak stanovit toxické účinky všech látek i bez znalosti jejich složení či chemické struktury.

Měření fluorescence chlorofylu a dalších fotosyntetických pigmentů

Laboratoře CCT jsou vybaveny několika přístroji pracujícími na principu detekce fluorescence:

1. Spektro(fluoro)metrické měření

• FluoroProbe, BenthoFluor, BenthoTorch (bbe Moldaenke GmBH, Kiel, Německo) - přístroje umožňují rozlišení různých skupin fytoplanktonu na základě vlastností jejich excitačních spekter. Relativní zastoupení jednotlivých skupin fytoplanktonu lze měřit in situ (ve vodním sloupci nebo na povrchu sedimentu a kamenů) a on-line.
• Spektro(fluoro)metrické readery Genios a Sunrise (Tecan, Maennedorf, Švýcarsko) - jsou používány především pro testování ekotoxicity. Tyto přístroje běžně používáme v některých ISO metodách testování látek potenciálně využitelných pro omezování rozvoje vodních květů sinic.
  • ČSN EN ISO 20079 (2001) Jakost vod - Stanovení toxických účinků složek vody a odpadní vody na okřehek (Lemna minor) - Zkouška inhibice růstu okřehku
  • ČSN EN ISO 8692 (1989) Jakost vod - Zkouška inhibice růstu sladkovodních zelených řas

2. Metoda měření indukované fluorescence chlorofylu

• FluorCam 690, AquaPen AP100-C, fluorometr FL3500 FAST ( vše Photon Systems Instruments, Brno, Česká republika) - přístroje jsou používány pro měření kinetiky indukované fluorescence chlorofylu, která nepřímo odpovídá průběhu fotosyntézy. Informaci o fotosyntetické aktivitě populací fytoplanktonu tak můžeme zjistit rychle, neinvazivně a opakovaně jak v laboratoři, tak přímo v terénu.

Průtoková cytometrie

V červnu 2008 bylo vybavení našich laboratoří rozšířeno o průtokový cytometr CyFlow ML (Partec GmbH, Muenster, Německo). V uplynulém čase byly optimalizovány postupy a metodiky pro cytometrickou analýzu mikroorganismů (sinic, řas či bakterií) ve vzorcích z vodního prostředí.

Mikroskopické techniky

Jedním z nosných bodů CCT je ekologie bakterií ve sladkovodních sedimentech. Populace bakterií značené specifickými fluorescenčními substráty jsou sledovány pomocí epifluorescenční mikroskopie. Tímto postupem jsme pak např. schopni stanovit celkové počty bakterií v sedimentu (vzorek značený DAPI nebo SYBR Gold) nebo zjistit jejich fyziologický stav (respirační aktivita u bakterií značených pomocí CCT). Vzorky sledujeme pod světelným mikroskopem Olympus BX-60 (Olympus Corp.).

Analýzy cyanotoxinů a mikropolutantů

Významnou aktivitou CCT je výzkum toxinů sinic, jejich hladin v prostředí (včetně pitných vod) a souvisejících zdravotních a ekologických rizik. K dispozici je celá škála separačních a analytických metodik, které zahrnují mimo jiné zařízení pro lyofilizaci, extrakci na pevné fázi (SPE), vysoceúčinnou kapalinovou chromatografii HPLC Agilent 1100 (Agilent Technologies, Santa Clara, USA) s detektory UV-VIS a PDA. Rozvíjeny jsou také ELISA techniky analýz microcystinů a cylindrospermopsinu. Před nedávnem byl navíc pořízen kapalinový chromatograf s tandemovou hmotnostní detekcí (Agilent 1260 Infinity+Agilent Triple Quad 6460 LC-MS/MS), který umožňuje analýzu stopových koncentrací vybraných mikropolutantů. V současné době se zaměřujeme zejména na detekci environmentálních estrogenů ve vzorcích z vodního prostředí, v blízké budoucnosti plánujeme také analýzy farmak, pesticidů a dalších látek.

Metody biochemické, buněčná a molekulární biologie

Laboratoře CCT jsou kompletně vybaveny pro výzkum biologie a ekotoxikologie sinic a jejich toxinů. K dispozici je box pro sterilní práci, CO₂ inkubátory i inverzní mikroskop Olympus IX-51 (Olympus Corp.) pro práci s buněčnými kulturami. Výzkum cytotoxicity, biomarkerů a signálních molekul umožňuje série mikrodestičkových analyzátorů, vybavení pro elektroforetickou separaci proteinů, Western-blotting a imunocytochemické metody.