Існуючі методи аналізу вмісту хімічних і мікробіологічних забруднювачів засновані на тривалих і дорогих методах, які вимагають наявності спеціальної технічної бази, що складається з комплексу дорогих приладів і реагентів, спеціального устаткування і навченого персоналу, що не завжди можливо здійснити централізовано. Крім того, отримувані в цьому випадку дані, як правило, порівнюють з гранично допустимими нормативами (ГДК і ГДС), які не відображають дійсної небезпеки середовища для живих організмів. У зв'язку з цим все більшої популярності набувають методи біотестування, тобто дослідження реакцій у відповідь у різних живих організмів на дію токсичних речовин або їх суміші.

Відомо, що згубний ефект стресової  дії, викликаної забрудненням місця існування, ініціює, в першу чергу, відповідну реакцію клітинних систем. Ці відгуки є найбільш чутливими, і їх позначають як біомаркери. Вони дають можливість оцінити ранні наслідки стресу, передуючі видимому погіршенню загального стану життєдіяльності і відповідних параметрів організму. Раннє визначення сублетальних ефектів може бути використане для розробки методів щодо оцінки якості середовища (Патент 3).

Проте, біохімічні виміри можливі лише після загибелі організму, що вносить додатковий стресовий чинник. У зв'язку з цим особливого значення набувають такі тест-системи, які дозволяють оцінити стан середовища існування організму прижиттєво протягом достатньо короткого часу, не травмуючи тест-об'єкт. Пропоновані методи тестування (патент 1 і 2) дозволяють визначити якість середовища за допомогою різних гідробіонтів в прижиттєвому стані. В цьому випадку безперечну перевагу має мікрокалориметрія, яка є одним з чутливіших методів, що з високою точністю вимірюють прижиттєво загальний метаболізм організму і його зміни під дією несприятливих чинників.

При цьому важливо підібрати відповідний тест-об'єкт, який міг би комфортно існувати протягом заданого часу в невеликому об'ємі води і при цьому відреагувати на вплив стресора. Як тест-об'єкт головним чином використовуються водорості, ракоподібні (артемія, дафнія), черви та інші безхребетні,  меншою мірою – риби. 

В той же час відомо, що риби, особливо на ранніх стадіях онтогенезу (ікра, личинки, мальки), найбільш чутливі до впливу несприятливих чинників, що створює додаткову можливість підвищити чутливість біотестування, використовуючи як тест-об’єкт ікру або личинок риб. У цьому плані часто використовуються прісноводні риби (гуппі, даніо), але для аналізу морського середовища вибір іхтіологічних об'єктів украй обмежений. У 1998 р. був проведений аналіз теплопродукції личинок чорноморської атерини Atherina hepsetus (Руднева и др., 1998), і далі було показано зниження теплопродукції морських гідробіонтів під впливом несприятливих чинників (Руднева, Шайда, 2000). Одночасно за змінюванням біохімічних маркерів було встановлено, що личинки атерини є значно чутливими об'єктами до дії токсикантів (Руднева и др., 2003; Руднева, Залевская, 2004; Руднева и др., 2004). Іншими дослідниками личинки атерини також були використані як тест-об'єкти в екотоксикологічних дослідженнях, проте вимірювані параметри в цьому випадку обмежувалися виключно оцінкою виживання, зростання і розвитку (Roncarati et al., 1999), що не дозволяло зафіксувати ранні патологічні зміни у фізіологічному стані організму під впливом стресорів в малих дозах.

Розроблений нами спосіб (патент 2) дозволяє  значно підвищити чутливість методів оцінки і проведення ранньої діагностики токсичності водного середовища з використанням личинок атерини – широко поширеного в Чорному морі виду в їх прижиттєвому стані за допомогою вимірювання показників теплопродукції, яка відбиває стан загальної метаболічної активності організму.

Ступінь готовності: Розробку «Спосіб визначення впливу токсичності стічних вод на водні солоні середовища» (Патент 76248 С2_,UA, МПК G01N33/18, С02F3/00 /Кузьмінова Н.С.; Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України – N 2004 0604487; заявл. 09.06.2004; опубл. 17.07.2006, Бюл.№7) впроваджено на Запорізькому металургійному комбінаті.

Наявність матеріальної бази і необхідного персоналу: присутній.

Співвиконавці: кафедра біохімії Тавричеського національного університету ім. В.І. Вернадського.

Правове забезпечення: 1). Патент 76248 С2, UA, МПК G01N33/18, С02F3/00. Спосіб визначення впливу токсичності стічних вод на водні солоні середовища./ Кузьмінова Н.С.; Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України – № 2004 0604487; заявл. 09.06.2004; опубл. 17.07.2006, Бюл.№7.

2). Патент 27484 U, UA, МПК G01N33/18. Спосіб біологічної оцінки токсичності морського середовища /Руднєва І.І., Вахтіна Т.Б., Скуратовська К.Н., Залевська І.М., Граб Ю.С.; Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України, Тавричеський національний університет ім. В.І. Вернадського – № а 2006 03935; заявл. 10.04.2005; опубл. 10.04.2007, Бюл.№4.

 3). Патент 78606 С2, UA, МПК G01N33/18, G01N 25/44. Спосіб біологічної оцінки токсичності морського середовища /Руднєва І.І., Шайда В.Г., Кузьмінова Н.С.; Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України - № а 2005 03910; заявл. 25.04.2007; опубл. 15.12.2006, Бюл. №12.

Економічні показники (кошти, необхідні для реалізації інноваційної пропозиції, орієнтовна вартість одиниці продукції, терміни окупності і реалізації проекту тощо):

Спосіб 1 – вартість одного визначення 56 грн.

Спосіб 2 – вартість одного визначення 70 грн.

Спосіб 3 – вартість одного визначення 65 грн.

Виконавці, автори розробки:

Інститут біології південних морів НАН України: І.І Руднєва, Н.С. Кузьмінова, В.Г. Шайда, Т.Б. Вахтіна, К.Н. Скуратовська.

Тавричеський національний університет ім. В.І. Вернадського: І.М Залевська., Ю.С. Граб

Контактний email: svg@bios.iuf.net

Контактний телефон: 8(0692) 55-97-61

Країна: Україна

Місто: Севастополь, 99011

Адреса: пр-т Нахімова, 2