DE1057288B

DE1057288B - Schuettelgefaess zur Messung des Gaswechsels bei biologischen oder chemischen Reaktionen

Info

Publication number: DE1057288B
Application number: DEW22912A
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Warburg; Guenther Krippahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-03-07
Filing date: 1958-03-07
Publication date: 1959-05-14

Description

Schüttelgefäß zur Messung des Gaswechsels bei biologischen oder chemischen Reaktionen Die biologische Manometrie ist eine seit vieleu Jahren weit verbreitete Methode, und die zur Durchführung dieser Methode benötigten Apparaturen, welche unter dem Namen »Warburg-Apparatur« bekanntgeworden sind, werden zur Zeit in den meisten chemischen und biologischen Instituten der Welt gebraucht.
Ein wesentlicher Teil dieser Apparatur besteht in Schüttelgefäßen, wie sie aus Abb. 1 ersichtlich sind.
Sie werden über einen Schliffstutzen mit Manometern versehen und besitzen im allgemeinen noch einen zweiten Ansatzstutzen, der eine Birne B trägt. Auf dem Boden des Hauptraumes H ist ein zylindrischer becherförmiger Einsatz E angebracht.
Diese Apparatur und die Durchführung der Methode ist z. B. beschrieben in Dixon, »Manometric Methods . . .« Cambridge, 1951, 3. Auflage. Man füllt z. B. in den Hauptraum H atmende, lebende Zellen und in den Einsatz E Kali lauge zur Absorption der Atmungskohlensäure. Es können aber auch eine ganze Reihe anderer gasvolumefrischer Bestimmungen in in dieser Apparatur durchgeführt werden. Die Ausbildung der Apparatur hat sich im wesentlichen nicht verändert, obwohl sich als nachteilig herausgestellt hat, daß die Absorption der Gase durch die im Einsatzgefäß befindliche Adsorbierungsflüssigkeit nur langsam vor sich geht. Man hat bereits versucht, diesen Nachteil dadurch zu überwinden, daß man Röllchen aus Filterpapier in das Einsatzgefäß brachte.
Hierdurch wird die Oberfläche der gasabsorbierenden Flüssigkeit vergrößert. Das Problem wurde hierdurch jedoch nicht befriedigend gelöst, da durch Adsorption und Zersetzungsvorgänge an dem Filterpapier Störungen verursacht werden.
Es wurde nun gefunden, daß durch eine Änderung der Form des Einsatzgefäßes eine ganz wesentliche Beschleunigung der Gasabsorption ermöglicht wird, wenn man dasselbe als Wanne ausbildet, in welcher sich die Absorptionsflüssigkeit beim Schütteln der Gefäße hin und herbewegen kann. Durch diese lebhafte Bewegung wird offenbar die Oberfläche der absorbierenden Flüssigkeit dauernd erneuert und außerdem auch ein Gas-Austausch des überstehenden Gasraumes bewirkt. Dies hat zur Folge, daß die im Hauptraum entstehenden, zu absorbierenden Gase wesentlich schneller absorbiert werden als in den alten Gefäßen.
Im Hauptraum z. B. entstehende Kohlensäure wird von der Kalilauge in den Gefäßen mit wannenförmigem Einsatz etwa in einem Zehntel der Zeit adsorbiert, die bei bisher üblichen Gefäßen benötigt wurde.
Man kann dies leicht dadurch nachweisen, daß man einen Kohlensäuredruck von : 100 mm Wasser erzeugt und die Gefäße bei einer Temperatur von 200 C im Termostaten schüttelt. Wenn man den becherförmigen Einsatz der alten Gefäß form bzw. den wannenförmigen Einsatz der neuen Gefäßform mit je 0,2 ccmKalilauge beschickt, verschwindet der Kohlensäuredruck in den alten Gefäßen in 30 Minuten, in den neuen jedoch bereits in 3 Minuten.
In Abb. 2 ist eine Ausführungsform der neuen Ausbildung der Schüttelgefäße in seitlichem Schnitt und in der Aufsicht zu sehen. Der wannenförmige Einsatz E ist so ausgebildet, daß sich die Flüssigkeit darin hin und her bewegen kann, ohne überzuschwappen.
Er ist also zweckmäßig an seiner oberen Öffnung etwas verengt, wie es aus der Abbildung ersichtlich ist. Die Ausbildung der Form kann natürlich variiert werden.
Um zu verhindern, daß der Flüssigkeitsinhalt des Hauptraumes in den wannenförmigen Einsatz übertritt, kann z. B. die Wanne so an den Wänden des Hauptraumes befestigt werden, daß sie sich im Zentrum des Hauptraumes befindet. Sie kann auch mit einem kelchartigen Aufsatz versehen werden. In der Abbildung ist die Befestigung durch stielförmige Ansätze, die an der Wanne einerseits und an der Innenwand des Hauptraumes andererseits geschmolzen sind, ersichtlich. Selbstverständlich kann die Hochlagerung der Einsatzwanne auch auf andere Weise erreicht werden.
In der Abbildung ist weiterhin eine Kerbe der Wanne zu sehen. Diese Einkerbung hat sich als zweckmäßig erwiesen, um den Hauptraum ungehindert durch die Wanne z. B. mit einer Pipette füllen zu können. Weiterhin ist aus der Abbildung zu ersehen, daß der Ansatzstutzen, der die Birne B trägt, in einem bestimmten Winkel sich befindet, was für die Brauchbarkeit der Gefäße von Bedeutung ist. Die Form des Ansatzes, wie sie aus der Abbildung ersichtlich ist, hat sich als besonders günstig erwiesen, da hierbei die Gefäße nicht zu stark gekippt werden müssen, um den Flüssigkeitsinhalt aus der Birne B in den Hauptraum laufen zu lassen. Hierfür den richtigen Winkel zu finden, ist jedoch Sache des Ausprobierens. Er hängt mit davon ab, wie weit man bei einer gegebenen Wannenform des Einsatzes das Gefäß kippen kann, ohne daß der Inhalt der Wanne ausläuft. Auch hierfür ist es wesentlich, daß die obere Öffnung der Wanne besonders auf der der Birne abgewandten Seite eingeengt ist.
Die Abb. 2 a und 2 b zeigen zwei senkrechte Schnitte und Abb. 2 c einen horizontalen Schnitt unterhalb des seitlichen Ansatzstutzens in Höhe des Wanneneinsatzes.
Die durch die neue Gefäßform erzielbare Beschleunigung der Gasabsorption ist überraschend heck.
Wenn sie voraussehbar gewesen wäre, hätte die alte Form längst verdrängt sein müssen, denn der durch die Absorptionsbeschleunigung erreichbare Vorteil, insbesondere bei zellphysiologischen Versuchen, ist von oft entscheidender Bedeutung.

Claims

PATENTANSPRUCHE 1. Schüttelgefäß zur Messung des Gaswechsels bei biologischen oder chemischen Reaktionen in geschlossenem Gasvolumen mit Einsatz zur Aufnahme von gasabsorbierenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (E) als flache Wanne mit verengter oberer Öffnung ausgebildet ist.
2. Schüttelgefäß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzwanne (E) mit einem Abstand vom Boden des Schüttelgefäßes so angebracht ist, daß sie sich etwa im Zentrum des Schüttelgefäßes befindet.
3. Schüttelgefäß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (E) zur Erleichterung der Beschickung des Hauptraumes mit einer Pipette od. dgl. eine Einkerbung (K) besitzt.
4. Schüttelgefäß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Birne (B) tragende Ansatz mit einem derartigen Winkel angebracht ist, daß der Flüssigkeitsinhalt aus Birne (B) in den Hauptraum (H) übergekippt werden kann. ohne daß die Flüssigkeit aus der Wanne (E) ausfließt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 823 806; Chemie-lngenieur-Technik, 1950, 22. Jahrgang, Nr. 19, S. 416 bis 417.