Published July 1, 1980 | Version v1
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Contribution to the development of a bacterial test of measurement of toxicity by dosing of adenosine triphosphate

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Description

Bacteria are purification agents as they oxidise organic matter, destroy biodegradable molecules, and are therefore a support to struggle against pollution. However, they cannot destroy all toxic compounds. To address this last issue, and in order to observe the evolution of biomass, this research thesis reports the use of adenosine triphosphate (ATP) to study the biomass and its behaviour when in contact with effluents. After some generalities (methods of toxicity measurement with bacteria as test cells, dosing of adenosine triphosphate), the author presents the experimental study (presentation of bacterial strains, tested substances, count of bacteria, ATP dosing), and discusses results.

Abstract (French)

Le but de ce travail etait d'utiliser la mesure de l'ATP comme test d'evaluation de la toxicite de produits mineraux et organiques. La comparaison des rendements des methodes d'extraction de l'ATP a montre la grande efficacite de l'utilisation du DMSO generalement peu preconisee par les auteurs etrangers. Pour juger de la valeur du test utilisant l'ATP on l'a compare a une technique traditionnelle servant de reference. Les fluctuations de la teneur en ATP des bacteries au cours de leur croissance, en milieu nutritif, n'a pas permis de retenir cette methode. On a cependant montre que la quantite d'ATP par bacterie variait au cours des phases de croissance. Il est donc aleatoire de definir une valeur moyenne de cette teneur pour les differentes souches de bacteries. Les difficultes rencontrees nous ont incites a rechercher des conditions ou les variations de la biomasse etaient peu importantes. Nous nous sommes tournes vers des milieux non proliferants et avons etudie les facteurs qu'il fallait imposer pour obtenir les plus faibles fluctuations du nombre des bacteries et de la quantite d'ATP qu'elles contenaient. Ces conditions definies ont ete standardisees. On a donc mis au point une methode permettant de suivre l'evolution parallele de deux parametres caracteristiques de la biomasse. Il etait alors possible d'etudier les reactions d'une population bacterienne soumise a l'action de differents toxiques. Le milieu de contact etant non proliferant nous avons recherche les doses lethales de ces agents bactericides. A de rares exceptions pres, elles sont tres elevees et sans commune mesure avec les concentrations que l'on trouve dans les milieux naturels. Ceci peut s'expliquer en partie par la resistance des bacteries vis a vis des toxiques. On a pu cependant montrer l'importance du temps de contact bacteries-toxiques et la plus grande sensibilite de la souche Gram+ comparee a celle des souches Gram-. Par contre, la mesure de l'ATP n'a pas donne de meilleurs resultats que ceux obtenus avec la methode du denombrement des bacteries. Si la sensibilite des tests de toxicite avec la methode culturale et la mesure de l'ATP sont semblables, l'interet de la derniere reside dans sa grande rapidite et sa simplicite d'utilisation. Un autre probleme du au dosage de l'ATP a ete mis en evidence. La methode d'extraction implique une dilution telle qu'il est impossible d'utiliser des innoculums de 105 bacteries comme il est usuel de le faire quand on etudie la toxicite avec les methodes conventionnelles. Le grand nombre de bacteries contenues dans nos innoculums, en entrainant un effet de detoxicite, a implique une forte augmentation des doses lethales. Le facteur limitant de cette methode a donc ete l'extraction de l'ATP. Si la methode au DMSO donne bien le meilleur rendement, la dilution du prelevement qu'elle impose est trop grande. Pour obtenir une meilleure sensibilite de ce test il faudra donc ameliorer le procede d'extraction et repousser les limites du dosage de l'ATP. Ceci permettra de doser l'ATP contenu dans un nombre peu important de bacteries (102 ou moins). On a vu, dans ce cas, que leur sensibilite aux toxiques augmente. On pourra alors poursuivre cette etude avec des echantillons reels provenant des milieux naturels. On utilisera la methode standardisee mise au point au cours de ce travail: Un innoculum issu d'une preculture de 15 heures est maintenu a 30 deg. C dans du serum physiologique. Apres 5 heures de contact avec le toxique choisi, on procede au dosage de l'ATP. Dans ces conditions on detecte l'action due a l'agent bactericide si la variation de la quantite d'ATP est de plus de 20 pc. L'importance croissante de l'emploi des bacteries dans l'industrie de synthese et le traitement des effluents incite a rechercher de nouvelles methodes permettant l'etude de leur reaction au contact de toxiques. La mesure de l'ATP qui est une methode simple et rapide pourrait contribuer au developpement de ces travaux. Mais cela necessitera un effort tendant a rendre l'extraction et le dosage de ce constituant cellulaire plus performant. (auteur)

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Original title (French)
Contribution a la mise au point d'un test bacterien de mesure de la toxicite par le dosage de l'adenosine triphosphate

Publishing Information

Imprint Pagination
105 p.
Report number
FRCEA-TH--13078

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
52022096
Subject category
S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY; S54: ENVIRONMENTAL SCIENCES;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
ATP; BACTERIA; BIOCHEMICAL REACTION KINETICS; BIOCHEMISTRY; BIOMASS; DETOXIFICATION; EXTRACTION; LETHAL DOSES; LIQUID WASTES; MEASURING METHODS; QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS; TOXIC MATERIALS; TOXICITY; WATER POLLUTION; WATER POLLUTION MONITORS
Descriptors DEC
CHEMICAL ANALYSIS; CHEMISTRY; DOSES; ENERGY SOURCES; HAZARDOUS MATERIALS; KINETICS; MATERIALS; MEASURING INSTRUMENTS; MICROORGANISMS; MONITORS; NUCLEOTIDES; ORGANIC COMPOUNDS; POLLUTION; REACTION KINETICS; RENEWABLE ENERGY SOURCES; SEPARATION PROCESSES; WASTES

Optional Information

Notes
46 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses