🌿 Akuttoxizitätstest — Daphnia magna
Biologischer Akuttoxizitätstest mit Daphnia magna (Wasserfloh) — Bestimmung der EC50 (Konzentration, die 50% Immobilisierung verursacht) nach 24 und 48 h Exposition.
Übersicht
Der Daphnia magna-Test ist einer der am häufigsten verwendeten ökotoxikologischen Biotests weltweit. Daphnia magna (großer Wasserfloh) ist ein kleiner (2–5 mm) Süßwasser-Krebstier, der aufgrund seiner Empfindlichkeit gegenüber Schadstoffen, kurzen Lebenszyklus und einfachen Laborkultivierung ein Modellorganismus in der aquatischen Toxikologie ist.
Der Test umfasst die Exposition junger Daphnia magna-Individuen (<24 h) gegenüber einer Reihe von Verdünnungen der getesteten Substanz/Probe und Beobachtung der Immobilisierung nach 24 und 48 Stunden. Das Ergebnis ist EC50 — Konzentration, die 50% Immobilisierung verursacht. Der Test ist erforderlich bei der Chemikalienklassifizierung (REACH), Abwasser- und Wasserqualitätsbewertung und Abfallklassifizierung.
ISO 6341 ist mit den OECD 202-Richtlinien harmonisiert und ist Teil der ökotoxikologischen Testbatterie, die in der aquatischen Umweltverträglichkeitsprüfung verwendet wird.
Prinzip der Methode
Junge Daphnia magna-Individuen (Neonaten <24 h, 5 Stk. pro Replikat, 4 Replikate) werden 5–7 Konzentrationen der getesteten Substanz (geometrische Reihe) und Kontrolle (reines Kulturmedium) ausgesetzt. Nach 24 und 48 h wird die Anzahl immobilisierter Individuen (unfähig zu schwimmen innerhalb von 15 s nach sanftem Schütteln) beobachtet. EC50 wird durch Probit- oder logistische Methode mit 95% Konfidenzintervall berechnet.
Anwendungen
- Chemikalienklassifizierung für aquatische Toxizität (REACH, CLP)
- Bewertung der Toxizität von Industrie- und Kommunalabwässern
- Oberflächenwasserqualitäts-Überwachung
- Abfallklassifizierung (aquatische Umwelttoxizität)
- Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP)
- Studien zur Effizienz von Abwasserbehandlungsanlagen
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Testorganismus | Daphnia magna Straus, Neonaten <24 h |
| Expositionszeit | 24 und 48 h |
| Endpunkt | EC50 (Immobilisierung) |
| Temperatur | 20 ± 2°C |
| Photoperiode | 16 h Licht / 8 h Dunkel |
| Validierungskriterium | Immobilisierung in Kontrolle ≤10% |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 6341:2013
- Titel (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie hamowania ruchliwości Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) — Test ostrej toksyczności
- Title (EN)
- Water quality — Determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) — Acute toxicity test
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Daphnia magna-Kultur
Kultur in ISO-Medium, 20°C, 16/8 h Photoperiode halten. Täglich mit Algen füttern. Neonaten <24 h für Test sammeln.
2. Verdünnungsvorbereitung
5–7 Probenkonzentrationen in geometrischer Reihe vorbereiten (z.B. 100, 50, 25, 12,5, 6,25%). Kontrolle = reines Medium.
3. Exposition
In jedes Gefäß (50 mL Lösung) 5 Neonaten mit Pasteurpipette überführen. 4 Replikate pro Konzentration = 20 Individuen. Während Test nicht füttern.
4. Ablesung nach 24 h
Unter Stereomikroskop beobachten. Immobilisierte Individuen zählen (unfähig zu schwimmen innerhalb von 15 s nach sanftem Schütteln).
5. Ablesung nach 48 h
Beobachtung wiederholen. Anzahl immobilisierter pro Konzentration aufzeichnen. pH und O₂ in Kontrollproben messen.
6. EC50-Berechnung
EC50 durch Probit- oder logistische Methode mit 95% Konfidenzintervall berechnen. Validierung prüfen: Kontrolle ≤10% Immobilisierung.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Klimakammer/Inkubator | Binder KBF 240, Memmert ICH260L (20°C, Photoperiode) | 15.000–40.000 PLN |
| Stereomikroskop | Olympus SZX7, Leica S9i, Zeiss Stemi 305 | 5.000–25.000 PLN |
| Sauerstoffmessgerät | WTW Oxi 3310, Hach HQ40d | 3.000–12.000 PLN |
| pH-Meter | Mettler Toledo SevenCompact | 3.000–8.000 PLN |
| Testgefäße (Bechergläser 50–100 mL) | Borosilikatglas-Bechergläser, Glasdeckel | 10–30 PLN/Stk. |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Kulturmedium (ISO-Wasser) | — | CaCl₂ (294 mg/L) + MgSO₄ (123 mg/L) + NaHCO₃ (65 mg/L) + KCl (5,75 mg/L) in entionisiertem Wasser |
| Kaliumdichromat K₂Cr₂O₇ | 7778-50-9 | Referenzsubstanz für Validierungstest. EC50 24h: 0,6–2,1 mg/L |
| Daphnia-Futter | — | Chlorella vulgaris-Kultur (Grünalgen), 0,1–0,2 mg C/Daphnia/Tag |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Kaliumdichromat — krebserregend Kat. 1B, mutagen. Abzug und Handschuhe verwenden.
- Proben können toxische Substanzen enthalten — Nitrilhandschuhe obligatorisch
- Testabfälle — in chemischen Abfallbehältern sammeln
- Biologische Kultur — Sterilität wahren, Kontamination vermeiden