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Found 13 results.

Ringversuch Acetylcholinesterase-Hemmung in Wasser der Arbeitsgruppe 'Pestizide im Wasser' der Senatskommission fuer Pflanzenschutz-, Pflanzenbehandlungs- und Vorratsschutzmittel der DFG

Ringversuch; Methode nach Prof. Ohnesorge/Dr. Menzel (Universitaet Duesseldorf) bzw. Dr. Weil (TU Muenchen).

Effects of the antidepressant Amitriptyline on juvenile brown trout and their modulation by microplastics

Pharmaceuticals such as antidepressants are designed to be bioactive at low concentrations. According to their mode of action, they can also influence non-target organisms due to the phylogenetic conservation of molecular targets. In addition to the pollution by environmental chemicals, the topic of microplastics (MP) in the aquatic environment came into the focus of scientific and public interest. The aim of the present study was to investigate the influence of the antidepressant amitriptyline in the presence and absence of irregularly shaped polystyrene MP as well as the effects of MP alone on juvenile brown trout (Salmo trutta f. fario). Fish were exposed to different concentrations of amitriptyline (nominal concentrations between 1 and 1000 (micro)g/L) and two concentrations of MP (104 and 105 particles/L; <50 (micro)m) for three weeks. Tissue cortisol concentration, oxidative stress, and the activity of two carboxylesterases and of acetylcholinesterase were assessed. Furthermore, the swimming behavior was analyzed in situations with different stress levels. Exposure to amitriptyline altered the behavior and increased the activity of acetylcholinesterase. Moreover, nominal amitriptyline concentrations above 300 (micro)g/L caused severe acute adverse effects in fish. MP alone did not affect any of the investigated endpoints. Co-exposure caused largely similar effects such as the exposure to solely amitriptyline. However, the effect of amitriptyline on the swimming behavior during the experiment was alleviated by the higher MP concentration. © 2022 by the authors

Polystyrene microplastics do not affect juvenile brown trout (Salmo trutta f. fario) or modulate effects of the pesticide methiocarb

Background There has been a rising interest within the scientific community and the public about the environmental risk related to the abundance of microplastics in aquatic environments. Up to now, however, scientific knowledge in this context has been scarce and insufficient for a reliable risk assessment. To remedy this scarcity of data, we investigated possible adverse effects of polystyrene particles (104 particles/L) and the pesticide methiocarb (1 mg/L) in juvenile brown trout (Salmo trutta f. fario) both by themselves as well as in combination after a 96 h laboratory exposure. PS beads (density 1.05 g/mL) were cryogenically milled and fractionated resulting in irregular-shaped particles (<50 (micro)m). Besides body weight of the animals, biomarkers for proteotoxicity (stress protein family Hsp70), oxidative stress (superoxide dismutase, lipid peroxidation), and neurotoxicity (acetylcholinesterase, carboxylesterases) were analyzed. As an indicator of overall health, histopathological effects were studied in liver and gills of exposed fish. Results Polystyrene particles by themselves did not influence any of the investigated biomarkers. In contrast, the exposure to methiocarb led to a significant reduction of the activity of acetylcholinesterase and the two carboxylesterases. Moreover, the tissue integrity of liver and gills was impaired by the pesticide. Body weight, the oxidative stress and the stress protein levels were not influenced by methiocarb. Effects caused by co-exposure of polystyrene microplastics and methiocarb were the same as those caused by methiocarb alone. Conclusions Overall, methiocarb led to negative effects in juvenile brown trout. In contrast, polystyrene microplastics in the tested concentration did not affect the health of juvenile brown trout and did not modulate the toxicity of methiocarb in this fish species. © The Author(s) 2020

Design von Biodetektoren für Pestizide und deren Anwendung

Die Wirkungsweise von Insektiziden wie Organophosphaten und Carbamaten sowie einiger Arzneimittel (Alzheimer, Demenz) beruht auf der Hemmung von Cholinesterase-Enzymen. Daher ist es naheliegend, für die Analyse auf solche Verbindungen in wässerigen Umweltproben, Biosensoren mit immobilisierter Acetylcholinesterase als Detektoren einzusetzen. Leitfähige Polymere haben sich dabei aufgrund ihrer elektrochemischen und physikalischen Eigenschaften als hervorragende Plattformen für die Immobilisierung von Biomolekülen erwiesen. Im Rahmen der Kooperation mit dem Chemistry Department der Middle East Technical University (METU) in Ankara, Türkei, wurden daher sehr empfindliche Biosensoren auf der Basis von verschiedenen leitfähigen Polymeren für die quantitative Bestimmung von insektiziden Organophosphaten und AChE-hemmenden Arzneimitteln in Wasserproben entwickelt (Messbereiche: Insektizide 0,001 Mikro g/L - 10 Mikro g/L, Arzneimittel 0,04 Mikro g/L - 50 Mikro g/L). Die Messergebnisse der Biosensoren wurden nach Anreicherung der Wirkstoffe durch Festphasenextraktion mit Hilfe von HPLC/DAD-Analysen validiert. Die Ergebnisse von HPLC- und Biosensor-Analysen auf die verschiedenen Testsubstanzen korrelierten jeweils sehr gut (R2: 0,991-0,999). Die Sensoren können die AChE-hemmenden Substanzen zwar nicht selektiv unterscheiden, können jedoch in Form eines Summen-/Toxizitätsparameters als relativ kostengünstige und einfach zu bedienende Messsysteme für die Überwachung der Kontamination von Trinkwasser und vermutlich auch Oberflächen- und Abwasser mit AChE-hemmenden Insektiziden und Arzneimitteln eingesetzt werden. Da die Nachweisgrenzen deutlich unter dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung für Pflanzenschutzmittel und Biozide von 0,1 Mikro g/L liegen, können sie im Vorfeld von aufwendigen rückstandsanalytischen Bestimmungen der Einzelverbindungen einen schnellen Hinweis auf das Vorliegen einer eventuell relevanten Kontamination geben.

Teilprojekt 8^RiSKWA - TOX-BOX: Gefährdungsbasiertes Risikomanagement für anthropogene Spurenstoffe zur Sicherung der Trinkwasserversorgung^Teilprojekt 9, Teilprojekt 7

New Biosensors for improved detection of environmental contamination by anticholinesterase pesticides

Excessive use of pesticides in Europe has led to serious contamination of soil and water and presents a growing threat to human and animal health. We propose to improve the sensitivity of biosensors used both for detecting incidental or chronic environmental contamination by anticholinesterase pesticides and for monitoring the efficiency of remediation of polluted sites. The enzyme acetylcholinesterase is the target of organophosphates and carbamates, two major pesticides currently used in agriculture. We will employ a 'state-of-the-art' approach, utilizing X-ray crystallography, structure analysis, site-directed mutagenesis and large-scale production, using suitable expression systems. This will enable us to produce new bio-engineered targets both more sensitive to and more selective for pesticides of interest, and also possessing increased stability. This will permit us to provide our industrial partner with deliverables suitable for production of novel biosensors possessing the specificity and shelf-life required for manufacturing field kits.

Möglichkeiten der Förderung von Holzbau im Rahmen städtebaulicher Konzepte ('Basis-Studie städtebauliche Konzepte')

Das Projekt befasst sich mit Möglichkeiten der Förderung einer verstärkten Nutzung von Holzbauweisen im Rahmen städtebaulicher Konzepte. Die Hauptziele des Projektes waren: Identifikation von Hemmnissen und Barrieren bei der Integration der Holzbauthematik im Rahmen der Entwicklung und Umsetzung städtebaulicher Konzepte (Inhalte, Akteurskonstellationen) und Erarbeitung von Vorschlägen zur gezielten Förderung des Holzbaus im Rahmen städtebaulicher Konzepte. Im Mittelpunkt des Projektes stand die Durchführung von leitfadengestützten Interviews mit Experten aus Planungsämtern (40), Planungsbüros (21) und Forschungseinrichtungen (15) sowie Landesentwicklungsgesellschaften (8) die im ersten Quartal 2004 durchgeführt wurde. Die Ergebnisse der Basisstudie legen nahe, dass kommunale Akteure aus dem Bereich städtebaulicher Entwicklung eher nicht zu den wichtigsten Zielgruppen von Aktivitäten zur Förderung des Holzbaus gerechnet werden können. Gleichzeitig bieten die Ergebnisse der Studie aber auch verschiedene Hinweise auf Anknüpfungspunkte für Möglichkeiten der Förderung unter einer breiteren Perspektive: So könnten Potenziale in der Ausrichtung auf jüngere, weniger 'traditionell' orientierte Akteure und vor allem Bauherren liegen. Weiterhin wird Holzbau nach wie vor mit ökologischen Qualitäten verbunden, so dass eine Förderung weiter auch diesen Weg suchen könnte. Eine weitere mögliche Chance, die auf eine Neuorientierung der Holzwirtschaft und Holzbau abzielt - also eher die Angebotsseite betrifft, als den Holzabsatz - wurde mit der zugegeben provokativen Aussage 'Innovative Technologien statt Sägegatterdenken' angerissen. In diesem Zusammenhang wurde insbesondere auch auf die Bedeutung von Mischbauweisen verwiesen. Hier werden von manchen Befragten (u.a. mit Hinweis auf die Anforderungen der Energieeinsparverordnung) größere Potenziale für den 'traditionellen Baustoff Holz' gesehen als in reiner Holzbauweise. Ein weiterer Aspekt der 'Förderung' betrifft die Befreiung des Holzbaus von Beschränkungen: im Baurecht ebenso wie auf der Ebene einzelner Bebauungspläne, zumindest Benachteiligungen aufzuheben. Längerfristig wäre wohl auch darauf hinzuarbeiten, den derzeit in Deutschland für Holzbau im Vergleich zum Massivbau aufwändigeren Bauplanungs- und Ausführungsprozess in Anlehnung an internationale Beispiele zu vereinfachen. Und nicht zuletzt legen die Befragungsergebnisse nahe, dass nach wie vor in weiten Kreisen der Öffentlichkeit aber auch in professionellen Bereichen (Planer, Hochschulausbildung, Handwerk, Bauausschussmitglieder) ein erheblicher Bedarf an Informationen, Qualifizierung und insbesondere an anschaulichen Beispielen zum Holzbau (Modellvorhaben, Mustersiedlungen...) angenommen werden kann. Hier wurde auch auf die Vorreiterrolle öffentlicher Bauwerke auf kommunaler Ebene und auf die Bedeutung von Länder- oder Bundesinitiativen bei der Durchführung von größeren Modellprojekten verwiesen.

Validierung und Einsatz biologischer, chemischer und mathematischer Tests zur Bewertung kleiner Fleißgewässer - Molekularbiologische, biochemische und ultrastrukturelle Bioker - Teilvorhaben

Enzymhemmstoffe im Wasser und Nahrungsmitteln

Traegergebundene Acetylcholinesterase wird in einem Saeulendurchflussverfahren zur Bestimmung von Hemmstoffen im Wasser und zur Rueckstandsanalytik bei Nahrungsmitteln eingesetzt (z.B. Organophosphate, Carbonate u.a.)

Entwicklung physiologischer und biochemischer Toxizitaetstests mit Suesswasserorganismen und ihre Validierung im Labor sowie in Freiland-Mikrokosmen und Mesokosmen

The objektive of the part-project is to develop a feasible system to recognize the ecotoxicological effects potential of chemicals from ecophysiological point of view. Despite multiple investigations on different levels with organisms, outdoor experiments and monitoring, significant uncertainties regarding the reliability of assessment remain. A system of methods using cellular processes in one test set, considering the potential targets and modes of action is to close this gap. The system will include endpoints cocerning: - unspecific mode action, polar and unpolar - uncoupling of oxidative phosphorylation - inhibition of the respiratory electron transport chain - inhibition of the photosynthetic electron transport chain - inhibition of acetylcholinesterase - alkylating activity - mutagenic activity.

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