A test for monitoring traces of cholinesterase inhibitors in surface waters

Summary The inhibitory effect on cholinesterase activity is the only common attribute of organophosphorus pesticides and carbamates. Therefore a screening test based on cholinesterase assay is suitable for detection of total pesticides in the pollution control of surface waters. The reaction-rate cholinesterase assay in which acetylthiocholine iodide is used as substrate and 5,5-dithio-bis (2-nitrobenzoic acid) (Ellman's reagent) as indicator, with spectrophotometric monitoring at 412 nm for 2 min is applied. The detection limits for various pesticides in aqueous solutions have been determined. The results are comparable to those of gas Chromatographic analyses and for carbamates are even better. The sensitivity can be improved by two orders of magnitude by preconcentration on Amberlite XAD-4 column. The collection efficiency of about 80% for all the pesticides tested has been confirmed by gas chromatography. A rapid and simple field test is based on the same assay system. The reaction is stopped by complete inhibition of the enzyme and the colour is compared visually with that of standards prepared by dilution of the initial enzyme solution, and the comparison is facilitated by use of a red filter (_max 555 nm). A relative standard deviation of 5.5% was obtained for 3 series of sample covering the range 0–100% inhibition, 9 experiments done by 6 persons.

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Nachweis von Spuren Cholinesterase hemmender Faktoren in Oberflächenwässern

Zusammenfassung Der hemmende Effekt gegenüber Cholinesterase ist das einzige gemeinsame Kennzeichen phosphor-organischer Pestizide und Carbamate. Der Nachweis mit Cholinesterase eignet sich daher für den Nachweis von Pestiziden bei der Reinheitskontrolle von Oberflächengewässern. Der Nachweis mit Acetylthiocholinjodid als Substrat und 5,5-Dithio-bis(2-nitrobenzoe-säure) (Ellmans Reagens) als Indikator durch spektrophotometrische Bestimmung bei 412 nm wurde angewendet. Die Erfassungsgrenzen für verschiedene Pestizide in wäßriger Lösung wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind mit denen gaschromatographischer Analysen vergleichbar, für Carbamate sogar besser. Die Empfindlichkeit kann durch Anreicherung mit Amberlit XAD-4 um zwei Größenordnungen verbessert werden. Die Anreicherung um ungefähr 80% wurde gaschromatographisch für alle untersuchten Pestizide bestätigt. Ein schneller und einfacher Feldversuch beruht auf demselben Reaktionsvorgang. Die Reaktion wird durch vollständige Hemmung des Enzyms abgebrochen und die Farbe visuell verglichen mit verdünnten Standardlösungen der ursprünglichen Enzymlösung. Dieser Vergleich wird durch ein Rotfilter (_max 555 nm) erleichtert. Eine relative Standardabweichung von 5,5% wurde für 3 Probenreihen mit einem Hemmungseffekt von 0–100% erhalten, wobei 6 Personen 9 Versuche durchführten.

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Presented at the 8th International Microchemical Symposium, Graz, August 25–30, 1980.