Allgemeine Untersuchungsmethoden

Inhaltsverzeichnis

Grenzflächenspannung.- 1. Einleitung.- 2. Theoretische Grundlagen der Grenzflächenerscheinungen.- a) Begriff der Grenzflächenspannung.- b) Grenzflächenspannung von Lösungen.- 3. Messung der Grenzflächenspannung.- a) Methoden zur Messung der Oberflächenspannung (Grenzfläche flüssig/gasförmig).- ?) Messung des Krümmungsradius von Tropfen.- ?) Steighöhenmethode.- ?) Methode von Wilhelmy.- ?) Drahtbügelmethode.- ?) Tensiometer (Abreißmethode).- ?) Methode des Tropfengewichtes und der Tropfenzahl (Stalagmometer nach Traube.- ?) Methode des maximalen Blasendruckes.- b) Methoden zur Messung der Grenzflächenspannung (Grenzfläche flüssig/flüssig).- ?) Tensiometer.- ?) Tropfengewicht und Tropfenzahl.- ?) Methode des maximalen Blasendruckes (Tropfendruckes).- Viscosimetrie.- a) Theorie.- b) Viscosimeter.- ?) Das Wilhelm Ostwald-Viscosimeter.- ?) Das Ubbelohde-Viscosimeter.- ?) Das Philippoff-Viscosimeter.- ?) Das Rotationsviscosimeter nach Hatschek-Couette.- ?) Das Kugelfallviscosimeter nach Höppler.- c) Viscositätsuntersuchungen an Lösungen.- d) Die Viscositätszahl Z?.- e) Viscositätszahl Z?, Größe und Gestalt der gelösten Teilchen bei homöopolaren Molekül kolloiden.- f) Viscositätsverhalten von Lösungen heteropolarer Molekülkolloide.- Osmotischer Druck.- a) Einleitung.- ?) Direkte Bestimmung des osmotischen Druckes.- ?) Die kinetische Theorie des osmotischen Druckes.- ?) Beziehung der Dampfdruckerniedrigung zum osmotischen Druck.- ?) Beziehung der Siedepunktserhöhung und der Gefrierpunktserniedrigung zur Dampfdruckerniedrigung.- b) Methoden zur Bestimmung des osmotischen Druckes oder des Molekulargewichtes mit Anwendungsmöglichkeiten in der Biologie.- ?) Die Gefrierpunktsbestimmung.- ?) Dampfdruckmethoden.- Derkolloidosmotische Druck.- a) Einleitung.- b) Allgemeine methodische Bemerkungen.- c) Die einzelnen Verfahren.- ?) Das Osmometer von Sørensen.- ?) Das Osmometer von Carter und Record.- ?) Das Osmometer yon Oakley.- ?) Die Methode von Bourdillon.- ?) Die Methode von Bull.- ?) Die Methode von Güntelberg und Linderstrøm-Lang.- ?) Die Methode von Schulz.- ?) Die Methode von Herzog und Spurlin.- ?) Die osmotische Waage.- ?) Die Methode von Hansen.- ?) Die Methode von Krogh und Nakazawa.- ?) Die Methode von Holm-Jensen.- Osmotische Erscheinungen und osmotische Methoden an Erythrocytes.- 1. Das Osmometerverhalten der roten Blutkörperchen.- a) Die Frage der quantitativen Gültigkeit des Van’T Hoffschen Gesetzes.- b) Die Frage der Semipermeabilität.- 2. Die osmotische Resistenz.- a) Die quantitativen Kriterien. Minimal- und Maximalresistenz.- b) Die modifizierenden Faktoren.- ?) Die Wasserstoffionenkonzentration.- ?) Die Temperatur.- ?) Die Sauerstoffsättigung.- 3. Die quantitative Bestimmung der Permeabilität aus osmotischen Versuchen.- a) Prinzip der osmotischen Methoden.- b) Methoden der Volumenmessung.- c) Kinetik der Penetration und Berechnung der Permeabilitätskonstanten.- ?) Definition der Permeabilitätskonstanten.- ?) Bezeichnungen.- ?) Die Kinetik der Wasserpenetration und die Bestimmung der Permeabilitätskonstante für Wasser.- ?) Penetrationskinetik und Bestimmung der Permeabilitätskonstanten für gelöste Substanzen.- d) Bemerkungen zur Wahl und zur Durchführung der einzelnen Methoden.- Dialyse, Elektrodialyse, Elektrodekantation und Diasolyse.- a) Allgemeines.- b) Dialyse.- c) Elektrodialyse.- d) Elektrodekantation.- e) Diasolyse.- Der (Maxwell)-Effekt (Strömungsdoppelbrechung).- A. Allgemeine Bemerkungen.- 1. Geschichtliches.- 2. Strömungszustand der Flüssigkeit.- 3. Die optischen Effekte.- a) Bei einheitlichen Flüssigkeiten.- b) Bei kolloiden Lösungen.- 4. Die Ursache der Strömungsdoppelbrechung.- a) Bei einheitlichen Flüssigkeiten.- b) Bei kolloiden Lösungen.- ?) Kolloidteilchen starre Stäbe oder Scheibchen.- ?) Kolloidteilchen statistische Knäuel von Kettenmolekülen.- B. Theorie.- 1. Die Strömungsdoppelbrechung von kolloiden Lösungen mit starren Teilchen.- a) Monodisperse Systeme.- ?) Die hydrodynamische Orientierung der Teilchen in der strömenden Flüssigkeit.- ?) Auslöschwinkel und Doppelbrechung.- b) Polydisperse Systeme.- 2. Die Strömungsdoppelbrechung von kolloiden Lösungen mit deformierbaren Teilchen.- 3. Die Strömungsdoppelbrechung von einheitlichen Flüssigkeiten.- C. Apparate zur Bestimmung der Strömungsdoppelbrechung.- 1. Allgemeine Bemerkungen.- 2. Die Flüssigkeitsbewegung in Zylinderapparaten.- a) Der Strömungsgradient.- b) Der Eintritt der Turbulenz.- c) Bedingungen für das Einhalten genau bestimmter Gradienten.- 3. Die optischen Einrichtungen der Zylinderapparate.- a) Das Prinzip der Messung des Auslöschwinkels und der Doppelbrechung.- b) Lichtquellen.- c) Der Strahlengang zwischen den Zylindern.- d) Kompensatoren und Halbschatteneinrichtungen.- 4. Verschiedene Apparatetypen.- D. Experimentelle Ergebnisse.- 1. Kolloide Lösungen mit mehr oder weniger starren Teilchen.- a) Viren.- b) Proteine.- ?) Erste Beobachtungen.- ?) Ermittlung der Teilchengestalt aus dem Auslöschwinkel.- ?) Bestimmung der Eigenanisotropie der Eiweißteilchen.- ?) Aggregations- und Desaggregationsphänomene.- c) Micellare Seifenlösungen.- 2. Kolloide Lösungen mit deformierbaren Teilchen (Kettenmoleküle in Knäuelform).- a) Die Unterschiede in der Strömungsdoppelbrechungvon Lösungen starrer und deformierbarer Teilchen.- b) Die Konzentrationsabhängigkeit von Auslöschwinkel und Doppelbrechung.- c) Der Einfluß des Molekulargewichtes auf Auslöschwinkel und Doppelbrechung.- d) Der Einfluß des Lösungsmittels.- e) Der Einfluß der Konstitution der Kettenmoleküle.- f) Der Einfluß der Polydispersität.- g) Die Strömungsdoppelbrechung als Mittel zur Beobachtung von Veränderungen der Masse, der Gestalt und der Konstitution von Kettenmolekülen.- Kohärente Lichtzerstreuung in Lösungen großer Moleküle.- a) Prinzipielles.- b) Theoretische Erörterungen.- ?) Prinzip.- ?) Rayleighs Bedingungen.- ?) Lichtzerstreuung durch ein Einzelteilchen.- ?) Lichtzerstreuung durch idealverdünnte Materie (Lord Rayleigh, 1871).- ?) Trübungskoeffizient (Turbidity).- ?) Richtungsabhängigkeit der Streuintensität.- ?) Reduzierte Streuung (Reduced Intensity, Rayleighs Ratio).- ?) Rayleighs Formeln.- ?) Schwankungstheorie der Lichtzerstreuung in Flüssigkeiten (v. Smoluchowski 1908, Einstein 1910).- ?) Lichtzerstrenung in Lösungen (Gans 1923, Raman 1923).- ?) Lichtzerstreuung in realen Lösungen.- ?) Mittelwertsbildung.- ?) Mehrkomponentensysteme.- ?) Makroionen.- ?) Lichtzerstreuung durch isotrope Kugeln mit der Wellenlänge vergleichbarem Durchmesser (Mie 1908).- ?) Molekulargewicht im Debye-Bereich.- ?) Teilchengestalt im Debye-Bereich [Interferenzfunktion, particle scattering factor, P (?)].- ?) Polarisationsverhältnisse (teilweise Depolarisation des Streulichtes).- c) Methodik.- ?) Trübung.- ?) Relative Streulichtmessungen.- ?) Reduzierte Streuung.- ?) Arbeitsstandards.- ?) Eichstandards.- ?) Brechungsabhängige Korrekturen bei der Bestimmung von R?..- ?) Winkelabhängigkeit von R?, v.- ?) Reinigung der Lösungen.-?) Grenze der Empfindlichkeit der Streulichtmethode.- ?) Streulichtphotometer.- ?) Yersuchscuvetten.- ?) Depolarisationsmessungen.- ?) Brechungsinkrement.- d) Durchführung und Auswertung der Messungen.- ?) Rayleigh-Bereich.- ?) Debye-Bereich.- ?) Kontrollmöglichkeiten.- ?) Schlußbemerkung.- Gasanalyse.- 1. Einleitung.- 2. Gewinnung und Aufbewahrung von Gas- und Blutproben zur Gasanalyse.- a) Gasgemische.- ?) Exspirationsluft.- ?) Alveolarluft.- ?) Andere Gasgemische.- b) Blut.- ?) Gerinnungsverhütung.- ?) Blutentnahme.- ?) Entnahmevorrichtungen.- ?) Anaerobe Gewinnung von Serum und Plasma.- c) Anhang.- ?) Reinigung von Quecksilber.- ?) Herstellung von Gasgemischen zu Eichzwecken, Atem versuchen, zum Tonometrieren u. a.- ?) Herstellung von Hahnfett.- 3. Analyse von Gasen in Gasgemischen.- a) Gasanalysenapparat nach Haldane.- ?) Prinzip.- ?) Apparatur, Lösungen und Zubehör.- ?) Vorbereitung des Apparates zur Analyse.- ?) Eichung der Meßbürette.- ?) Apparatives.- ?) Gang der Analyse (Zimmerluft).- ?) Analyse von Gasproben.- ?) Analysen von Gasgemischen, die Acetylen enthalten.- ?) Analysen mit Hilfe der Verbrennungskammer.- ?) Berechnung des Gasdruckes in Gasproben.- ?) „Zwischenfälle“ und Reinigung des Apparates.- ?) Modifikationen des Apparates von Haldane.- b) Apparat nach Scholander.- ?) Prinzip.- ?) Apparatur und Lösungen.- ?) Vorbereitung des Apparates.- ?) Analysengang.- ?) Technisches.- c) Manometrischer Apparat nach Van Slyke.- d) Übersicht über andere Methoden der Analyse von Gasen in Gasgemischen.- ?) Chemische Verfahren.- ?) Physikalische und physikalisch-chemische Verfahren.- ?) Mikrogasanalyse.- 4. Analyse von Gasen in Flüssigkeiten.- a) Übersicht.- ?) Analyse chemisch gebundener Gase.- ?) Analysephysikalisch gelöster Gase.- ?) Analyse von CO2 und O2 in physikalischer Lösung bei Anwesenheit dieser Gase in chemischer Bindung.- b) Die manometrische Bestimmung von Blutgasen und Gasen in Gasgemischen mit dem Apparat von Van Slyke.- ?) Der manometrische Apparat und seine Verwendung zur Blutgasanalyse.- ?) Bestimmung von CO im Blut und von aktivem und gesamtem Hämoglobin mit der CO-Kapazitätsmethode (Methode von Van Slyke).- ?) Bestimmung von CO2 und O2 zusammen mit Cyclopropan, Äthylen oder N2O (Distickstoffoxyd, Lachgas) in 1 cm3 Blut (Methode nach Orcutt und Waters.- ?) Analyse von Gasen in Gasgemischen mit dem manometrischen Apparat nach Van Slyke.- c) Die Ferricyanidmethode von Haldane.- d) Bestimmung der Gasdrucke im Blut.- ?) Bestimmung des Sauerstoff- und Kohlendioxyddruckes im Blut mit der Methode von Riley.- ?) Bestimmung des Sauerstoffdruckes im Blut mit der Methode von Bartels.- e) Rechnerische Auswertung gasanalytischer Bestimmungen mit besonderer Berücksichtigung nomographischer Verfahren.- ?) Bestimmung von PCO2 und PH im Serum und Blut.- ?) Nomogramm zur Untersuchung des Säurebasengleichgewichtes im menschlichen Urin bei 37° C.- ?) O2-Dissoziationskurven des menschlichen Blutes.- ?) Graphische Darstellungen kombinierter O2—CO2-Dissoziationskurven des Blutes und des CO2—O2-Verhältnisses der Atemluft.- f) Anhang. Übersichten, Abkürzungen, Tabellen.- Thunberg-Methodik und verwandte Acceptormethoden.- a) Theoretische Grundlagen ihrer Anwendung.- b) Apparatives und Allgemeines zur Entfärbungsmethodik.- c) Colorimetrische, photometrische und titrimetrische Varianten.- d) Spezielle Fälle.- ?) Flüchtige Reaktionskomponenten. Das Arbeiten mit gasgefüllten Röhren.- ?) Die Dehydrierung von Leukofarbstoffen.- e) DieTetrazoliummethode.- ?) Allgemeines.- ?) Die Formazanbestimmung.- f) Auswahl der Wasserstoffacceptoren.- g) Die Wasserstoffdonatoren (Substrate).- h) Die Redoxpotentialbestimmung von Metaboliten.- i) Seltener angewandte oder nur bedingt hierher gehörige Acceptormethoden.- ?) Anorganische Acceptoren.- ?) Organische Acceptoren.- Enzymatische Histochemie.- A. Einleitung.- B. Mikroskopische Färbemethoden.- 1. Hydrolasen.- a) Phosphatasen.- ?) Alkalische Phosphatasen.- ?) Saure Phosphatasen.- ?) Andere Phosphatasen.- b) Lipasen.- c) Andere Hydrolasen.- ?) ?-Glucuronidase.- ?) Cholinesterase.- ?) Sulfatase.- ?) Carbohydrasen.- 2. Oxydasen.- a) Peroxydasen.- b) Dopaoxydase.- c) Cytochromoxydase.- d) Andere Enzyme.- C. Chemische Methoden.- Allgemeines.- 1. Die Vorbereitung des biologischen Materials zur Enzymanalyse.- a) Die Probenahme.- b) Mengenbestimmung von Gewebe- und Zellbestandteilen.- ?) Gewichtsbestimmungen.- ?) Volumenbestimmungen.- ?) Die Zellzahl als Bezugsgröße.- 2. Die enzymatisch-chemische Mikroanalyse.- a) Maßanalytische und colorimetrische Methoden.- ?) Geräte und Apparate.- ?) Die Bestimmung kleiner enzymatischer Spaltungen durch Titration.- ?) Colorimetrische Bestimmung von enzymatischen Spaltungen.- b) Dilatometrische Methode.- c) Gasometrische Methoden.- ?) Der „Cartesianische Taucher“ als Mikromanometer.- ?) Der Capillartaucher.- ?) Spezielle Methoden der Tauchertechnik zur Messung enzymatischer Umsetzungen.- Biochemical Genetics.- 1. Introduction.- 2. Life histories and cultural characteristics of representative microorganisms.- a) Neurospora crassa, a heterothallic filamentous fungus.- ?) Vegetative characteristics.- ?) Asexual reproduction.- ?) Sexual reproduction.- ?) Genetic considerations.- ?) Special methods forhandling Neurospora.- b) Aspergillus nidulans, a homothallic filamentous fungus.- ?) Vegetative characteristics and asexual reproduction.- ?) Sexual reproduction.- ?) Genetic identification of hybrids.- ?) The production of heterozygous diploids.- ?) Somatic segregation in heterozygous diploids.- ?) Special methods for handling Aspergillus nidulans.- c) Saccharomyces cerevisiae, an unstable heterothallic unicellular fungus with alternating haploid and diploid generations.- ?) Vegetative characteristics.- ?) Life cycle and sexual characteristics.- ?) Genetic considerations.- ?) Special methods for handling yeasts.- d) Bacteria, especially those in which genetic recombination occurs.- ?) Bacterial transformations.- ?) Transduction.- ?) Linked inheritance in Escherichia coli K-12.- ?) Comparative genetics of bacteria.- e) Other microorganismus.- 3. Isolation of biochemical mutants.- a) The method of total isolation.- ?) Isolation of clones descended from single haploid nuclei.- ?) The identification of metabolic deficiencies.- b) Selective isolation of mutants.- ?) Direct selection of “progressive“ mutants.- ?) Visual selection of “retrogressive“ mutants.- ?) Automatic selection of “retrogressive“ mutants.- c) Keplica plating technique.- 4. Genetic identification of mutants.- a) Chromosomal units of heredity.- ?) The determination of homologies and allelism.- ?) The determination of allelism in bacteria.- ?) Other criteria for determining allelism.- b) Extrachromosomal inheritance.- 5. Mutation and the induction of mutations.- a) The mutation process.- b) Mutagenic agents.- ?) Irradiation.- ?) Chemical mutagens.- ?) Notes on procedures.- 6. Mutants as tools in biochemical studies.- a) Identification of sequential steps.- b) Biochemicalgenetics and comparative biochemistry.- c) Interrelations of gene-controlled reactions.- ?) Interactions within a single pathway of synthesis.- ?) Suppressors and the problem of alternate pathways.- ?) Incomplete genetic blocks.- ?) Pure lines and isogenic stocks.- d) Identification of the reaction primarily influenced by mutation.- e) Extrachromosomal mutants.- 7. Chemistry of the genie material.- Glossary of biological terms.- Aufarbeitung von Geweben und Zellen.- 1. Gewebspräparationen.- a) Einleitung.- b) Gewebsschnitte.- c) Gewebebreie.- d) Homogenate.- 2. Gewinnung und Trennung einzelner Zellen.- a) Einleitung.- b) Zellen aus Blut und anderen biologischen Flüssigkeiten.- ?) Leukocyten.- ?) Thrombocyten.- c) Isolierung von Organzellen.- ?) Gewinnung und Trennung von Zellen in wäßrigen Medien.- ?) Gewinnung und Trennung von Zellen in nichtwäßrigem Milieu.- 3. Zellfraktionierung.- a) Einleitung.- ?) Allgemeines.- ?) Zerkleinerungsverfahren.- ?) Suspensionsmedien.- ?) Trennprinzipien.- b) Spezielles.- ?) Gleichzeitige Darstellung aller Zellfraktionen.- ?) Zellkerne.- ?) Mitochondrien (einschüeßlich Sarkosomen und Cyclophorasesystem).- ?) Mikrosomen.- ?) Cytoplasma.- ?) Golgi-Substanz.- ?) Sonderfälle.- Das Arbeiten mit Isotopen.- Physikalische Grundlagen.- a) Zusammensetzung eines Atoms aus Atomkern und Elektronenhülle. Isotopie.- ?) Aufbau des Atoms.- ?) Begriff des Isotops.- ?) Aufbau des Atomkerns aus Protonen und Neutronen.- ?) Massenzahl.- ?) Symbolische Schreibweise für Isotope.- ?) Die Häufigkeit eines Isotops.- ?) Chemische und physikalische Atomgewichtsskala.- ?) Bindungsenergie eines Atomkerns.- b) Die natürliche Radioaktivität. Die radioaktiven Familien.- c) Kernumwandlungen. Herstellung künstlich radioaktiverIsotope.- ?) Die erste künstliche Kernumwandlung.- ?) Entdeckung der künstlichen Radioaktivität.- ?) Künstliche Beschleunigung von Kerngeschossen.- ?) Das Cyclotron.- ?) Kernumwandlungen als Neutronenquellen.- ?) Typen von Kernumwandlungen.- ?) Die Uranspaltung.- ?) Herstellung trägerfreier Präparate von Radioisotopen.- ?) Erhöhung der spezifischen Aktivität durch Szilard-Chalmers-Prozesse.- ?) Kernumwandlungen mit elektromagnetisch angereicherten Isotopen.- ?) Ausschließlich im Cyclotron herstellbare Radioisotope.- ?) Aktivierungsanalyse und Empfindlichkeit des Nachweises kleinster Spuren.- d) Die verschiedenen Arten des radioaktiven Zerfalls.- ?) Der ?-Zerfall.- ?) Der ?-Zerfall (Zerfall unter Aussendung von Elektronen oder Positronen).- ?) Der K-Einfang.- e) Emission von ?- Quanten.- ?) Entstehungsmechanismus der ? - Quanten.- ?) Zerfallsschemata.- ?) Kernisomerie.- ?) Innerer Photoeffekt. Konversionselektronen.- f) Gesetzmäßigkeiten des radioaktiven Zerfalls.- ?) Radioaktive Einheiten.- ?) Zerfallsgesetz. Halbwertszeit. Mittlere Lebensdauer.- ?) Berechnung der von einem radioaktiven Präparat bis zum völligen Zerfall ausgesandten Teilchen.- ?) Abfallskurve eines Gemisches zweier Radioisotope.- ?) Statistische Natur des radioaktiven Zerfalls.- g) Absorption radioaktiver Strahlungen in Materie.- ?) Durchgang von ?-Teilchen durch Materie.- ?) Durchgang der ?-Teilchen durch Materie.- ?) Absorption von ?-Strahlen.- Meßgeräte zum Nachweis radioaktiver Isotope.- a) Übersicht.- b) Ionisationskammer.- c) Zählrohre.- ?) Bau und Wirkungsweise von Zählrohren.- ?) Proportionalzähler.- ?) Geiger-Müller-Zählrohr (Auslösezähler).- ?) Zählrohrtypen zur Messung von ?-Teilchen.- d) Scintillationszähler.- e)Impulsverstärker.- f) Zählverluste durch begrenztes Auflösungsvermögen der Zählanordnung.- ?) Einfluß von Untersetzern auf das Auflösungsvermögen.- ?) Rechnerische Ermittlung der Zähl Verluste.- ?) Messung der Totzeit ?.- ?) Direkte Bestimmung der Zählverluste.- Nachweis von ?- und ?-Strahlen.- 1. Nachweis von ?-Strahlen.- a) Vorbemerkungen.- ?) Kleinste nachweisbare Grewichtsmengen markierter Substanzen.- ?) Relative und absolute Messungen.- b) Messung von Präparaten in fester Form.- ?) Versuchsanordnung.- ?) Ausnutzbarer Raumwinkel. Geometriefaktor.- ?) Absorption von ?-Strahlung. Ermittlung der Aktivität zweier als Gemisch vorliegender Isotope durch Absorptionsmessungen.- ?) Absorption in Zählrohrfenster und Luftschicht.- ?) Einfluß von schrägem Durchgang durch Zählrohrfenster und Luftschicht..- ?) Selbstabsorption im Präparat.- ?) Selbststreuung im Präparat.- ?) Rückstreuung an der Präparatunterlage.- ?) Einfluß des Zerfallsschemas auf die gemessene Impulshäufigkeit.- ?) Standardpräparate.- c) Messung von Präparaten in flüssiger Form.- ?) Vor- und Nachteile gegenüber Ausmessung fester Präparate.- ?) Flüssigkeitszählrohre.- ?) Nulleffekt von Flüssigkeitszählrohren.- ?) Empfindlichkeitskontrolle bei Flüssigkeitszählröhren.- d) Messung gasförmiger Proben.- ?) Empfindlichkeit der Gas-Zählmethode.- ?) Gaszählung mit der Ionisationskammer.- ?) Gaszählung mit Geiger-Müller-Zählrohren und Proportionalzählern.- 2. Nachweis von ?-Strahlen.- a) Notwendigkeit zur Durchführung von ? -Messungen. Vorteile und Nachteile.- b) Ansprechwahrscheinlichkeit von Geiger-Müller- ? -Zählrohren und Scintillations-zählern für ? - Quanten verschiedener Energie.- ?) Ansprechwahrscheinlichkeit fürGeiger-Müller-Zählrohre.- ?) Ansprechwahrscheinlichkeit von Scintillationszählern.- c) Relative Messungen mit ? -Strahlung.- ?) Ideale Vergleichsmessung.- ?) Nichtideale Vergleichsmessung.- d) Richtungsempfindliche Zählrohre.- 3. Statistischer Fehler bei radioaktiven Messungen.- Stabile Isotope und ihre Anwendung als Indicatoren.- a) Bedeutung der stabilen Isotope für die Markierung leichter Elemente. Vorteile und Nachteile gegenüber radioaktiven Isotopen.- b) Anreicherung von stabilen Isotopen.- ?) D2O-Anreicherung durch Elektrolyse von Wasser.- ?) Anreicherung durch chemische Austauschreaktionen.- ?) Elektromagnetische Trennverfahren.- ?) Anreicherung durch fraktionierte Destillation.- ?) Trennung durch Thermodiffusion.- ?) Anreicherung von Isotopen durch Diffusion.- c) Messung von Isotopenhäufigkeiten.- ?) Methodisches zur Anwendung von stabilen Isotopen als Indicatoren.- ?) Messung der Isotopenhäufigkeit mit dem Massenspektrometer.- ?) Messung der Isotopenhäufigkeit durch Dichtebestimmungen.- ?) Maximal meßbare Verdünnungen.- Das Arbeiten mit stabilen Isotopen.- 1. 12H. Deuterium.- a) Deuterium und deuteriumhaltige Verbindungen.- ?) Herstellung.- ?) Austauschreaktionen deuterierter Verbindungen.- ?) Unterschiede im chemischen und biochemischen Verhalten von deuterierten und normalen Verbindungen.- b) Bestimmungsmethoden.- ?) Übersicht.- ?) Pyknometrische Bestimmung.- ?) Methode des fallenden Tropfens.- ?) Dichtegradientenrohr.- ?) Schwimmermethode.- ?) Reinigung der Analysenproben.- c) Biologisches Arbeiten mit Deuterium.- ?) Übersicht.- ?) Bestimmung des Körperwassers.- ?) Toxicität.- 2. 613C. Schwerer Kohlenstoff.- 3. 715N. Schwerer Stickstoff.- ?) Herstellung.- ?) Chemisches und biologisches Arbeiten mit 15N.- ?)Bestimmung.- 4. 818O. Schwerer Sauerstoff.- ?) Herstellung.- ?) Austauschreaktionen.- ?) Bestimmung.- ?) Biologisches Arbeiten mit 18O.- Autoradiographic.- A. Einleitung.- B. Methodische Grundlagen.- 1. Der photographische Vorgang.- a) Schwärzung einer photographischen Platte durch geladene Teilchen.- b) Photographische Emulsionen für Autoradiographie.- c) Notwendige Belichtungszeiten.- d) Grenzen des autoradiographischen Verfahrens.- 2. Auflösungsvermögen.- a) Einfluß der Dicke des histologischen Schnittes, der Zwischenschicht und der photographischen Emulsion auf das Auflösungsvermögen.- b) Einfluß von Art und Energie der radioaktiven Zerfallsteilchen auf das Auflösungsvermögen.- c) Einfluß von Korngröße und Belichtungszeit auf das Auflösungsvermögen.- 3. Quantitative Autoradiographic.- a) Quantitative Auswertung von großflächigen Autoradiogrammen.- b) Quantitative Auswertung von Autoradiogrammen histologischer Schnitte.- ?) Beobachtung einzelner Bahnspuren.- ?) Mikrophotometrische Bestimmung der Schwärzung.- ?) Auszählung von einzelnen Silberkörnern.- c) Bestimmung der örtlichen Strahlendosis in organischem Gewebe (Mikro-Dosis- verteilung).- C. Autoradiographie von biologischem Material.- 1. Vorbereitung des Materials zur Autoradiographie.- a) Auswahl der Fixationsmethode bei speziellen Fragestellungen.- b) Einbettung.- c) Schneiden der Probe.- d) Färben der Schnitte.- 2. Die verschiedenen autoradiographischen Verfahren.- a) Autoradiographie durch direkten Kontakt des Schnittes mit einer photographischen Platte (Kontaktmethode).- b) Autoradiographic durch direktes Aufsetzen des Schnittes auf die photographische Platte („mounted“ nach Evans).- c) Autoradiographic unter Verwendung flüssiger photographischer Emulsionen („coated“nach BÉLanger und Leblond).- d) Antoradiographie durch Aufsetzen einer festen photographischen Schicht auf den Schnitt („Stripping-film“-Technik nach Pelc sowie Boyd und Macdonald).- e) Andere Methoden.- 3. Artefakte in der Autoradiographic.- a) Artefakte herrührend von den verwandten radioaktiven Ausgangspräparaten.- b) Artefakte im Zusammenhang mit der histologischen Präparation.- c) Artefakte durch fehlerhafte Behandlung der photographischen Emulsion..- D. Anwendungsgebiete der Autoradiographic histologischer Schnitte.- ?) Knochenstoffwechsel.- ?) Stoffwechsel der Zähne.- ?) Stoffwechsel der Schilddrüse.- ?) Stoffwechsel von Tumoren.- ?) Allgemeine Verteilung von radioaktiven Elementen im Organismus.- ?) Niere.- ?) Haut und Haare.- ?) Augen.- ?) Zentrales Nervensystem.- ?) Genitalsystem.- ?) Autoradiogramme ganzer Körperteile beim Menschen.- ?) Immunbiologische Untersuchungen.- ?) Einzeller, Bakterien und Antibiotica.- ?) Pflanzenstoffwechsel.- Das Arbeiten mit radioaktiven Atomarten (chemischer Teil).- Vorbemerkung: Originalberichte (reports) von staatlichen Forschungsgstätten.- 1. Grundlagen.- a) Definition des Begriffes „Aktivität“.- b) Radiometrische Analyse nach Hevesy und Paneth.- c) Radioindicatoren-Verdünnungsanalyse.- d) Ermittlung des Nutzeffekts von Zählrohren.- e) Berechnung der spezifischen Aktivität von für Indicatorversuche vorgesehenen Präparaten.- f) Die Abfallskorrektur.- 2. Voraussetzungen für den Vergleich von mit dem Geiger-Müller-Zählrohr gemessenen Aktivitäten.- 3. Die Messung radioaktiver Substanzen in fester Phase und die Herstellung der erforderlichen Präparate.- a) Die Gewinnung geeigneter Meßpräparate durch Einengen von Lösungen.- b) Herstellung von Meßpräparaten aus Suspensionen.- c)Ausmessung von Papierchromatogrammen und -elektropherogrammen.- 4. Messungen in flüssiger Phase.- 5. Messungen in gasförmiger Phase.- 6. Hinweise zur Aktivitätsbestimmung und zur Handhabung einzelner wichtiger Radionuclide.- a) Der radioaktive Kohlenstoff.- ?) Bestimmung der Radioaktivität durch Messung von ausgefälltem Bariumcarbonat.- ?) Aktivitätsbestimmung von radioaktivem Kohlendioxyd im Geiger-Müller -Zählrohr.- ?) Empfindlichkeit der Nachweismethoden zur Messung von 14C.- ?) Verarbeitung und Abfüllung von Substanzen mit hohem Dampfdruck und großer spezifischer Aktivität.- b) Der radioaktive Schwefel.- c) Der radioaktive Phosphor.- d) Die radioaktiven Halogene.- ?) Fluor.- ?) Chlor.- ?) Brom.- ?) Jod.- ?) Bestimmung von Brom- und Jodaktivitäten nebeneinander.- ?) Astat (Element 85).- e) Tritium (T=3H).- f) Die radioaktiven Alkalimetalle.- ?) Natrium.- ?) Kalium.- ?) Rubidium.- ?) Cäsium.- g) Die radioaktiven Erdalkalimetalle.- ?) Beryllium.- ?) Magnesium.- ?) Calcium.- ?) Strontium.- ?) Barium..- ?) Radium..- h) Die seltenen Erden und die Transurane.- i) Elemente der Nebengruppe Va.- Vanadium.- k) Elemente der Nebengruppe VIa.- ?) Chrom.- ?) Molybdän.- ?) Wolfram.- 1) Uran.- m) Elemente der Nebengruppe VIIa.- Mangan.- n) Elemente der Nebengruppe VIIIa.- ?) Eisen.- ?) Kobalt.- o) Elemente der Nebengruppe Ib.- ?) Kupfer.- ?) Silber.- ?) Gold.- p) Elemente der Nebengruppe IIb.- ?) Zink.- ?) Cadmium.- ?) Quecksilber.- q) Elemente der Gruppe III.- ?) Gallium.- ?) Indium.- ?) Thallium.- r) Elemente der Gruppe IV.- ?) Germanium.- ?) Zinn.- ?) Blei.- s) Elemente der Gruppe V.- ?) Arsen.- ?) Antimon.- ?) Wismut.- t) Elemente der Gruppe VI.- ?) Selen.- ?) Tellur.- 7. Richtlinien für die Handhabung radioaktiverAtomarten.- a) Regeln zur Errichtung eines radiochemischen Laboratoriums.- b) Spezielle Geräte.- c) Vorbereitung von Präparaten, die im Reaktor bestrahlt werden sollen.- Dosimetrie und Strahlenschutz.- 1. Die Dosierung radioaktiver Substanzen.- a) Dosis und Dosisleistung.- b) Biologische Wirksamkeit ionisierender Strahlen.- c) Toleranzdosen.- d) Berechnung der Strahlendosis.- ?) ?-Strahler.- ?) ß-Strahler.- ?) ?-Strahler.- ?) K-Strahler.- ?) Mischstrahler.- ?) Zerfallsketten.- e) Maximal zulässige Mengen inkorporierter Isotope.- ?) Dosiskonstanten und Toleranzkonzentration.- ?) Anreicherung und Ausscheidung.- ?) Toleranzkonzentrationen in Atemluft und Trinkwasser.- 2. Grundsätze des Strahlenschutzes.- a) Die Gefahren einer Schädigung durch ionisierende Strahlen.- ?) Frühschäden.- ?) Spätschäden.- ?) Genetische Schädigungen.- b) Schutz gegen Corpuscularstrahlung von außen.- ?) ?- und ß-Strahler..- ?) Neutronenquellen.- c) Schutz gegen Quantenstrahlung von außen.- ?) K- und Bremsstrahlung.- ?) ?- Strahlung und Positronenvernichtungsstrahlung.- d) Die Gefahren radioaktiver Verseuchungen und der Inkorporation von Radioisotopen.- e) Chemischer Strahlenschutz.- f) Gefahrenklassen der Isotopenarbeit.- 3. Praktische Maßnahmen zum Strahlenschutz.- a) Schutzvorschriften.- b) Arbeits- und Aufbewahrungsräume.- c) Schutzeinrichtungen.- d) Arbeitsgeräte.- e) Schutzkleidung.- f) Radioaktive Entseuchung.- g) Beseitigung radioaktiver Abfälle.- h) Transport von Isotopen.- i) Strahlenschutzmessungen.- ?) Personelle Dosismessung.- ?) Messung der Ortsdosis.- ?) Aktivitätsmessung von Wasser und Atemluft.- j) Ärztliche Überwachung.- Statistische Auswertung der Versuchsergebnisse.- A. Einleitung.- 1. Die grundlegenden statistischen Begriffe undMaßzahlen.- a) Häufigkeitsverteilung.- b) Mittelwerte.- c) Streuungsmaße. Die mittlere Abweichung.- d) Häufigkeitsverteilung mehrerer Merkmale, Korrelation und Regression.- 2. Die statistischen Schlußweisen.- a) Kollektiv und Stichprobe. Das Problem der Verallgemeinerung.- b) Die statistischen Maßzahlen im Kollektiv und in der Stichprobe. Mittlerer Fehler.- c) Der Schluß vom Kollektiv auf die Stichprobe (direkter Schlu?).- d) Der Rückschluß von der Stichprobe auf das Kollektiv.- e) Die Sicherheitsstufen einer statistischen Aussage.- f) Die statistischen Prüfverfahren.- B. Die statistische Bearbeitung von Häufigkeiten.- 1. Verteilungsgesetze von Häufigkeiten.- a) Die binomische Verteilung.- b) Die Poisson-Verteilung.- c) Die Normalverteilung als Grenzfall der binomischen Verteilung.- d) Andere kombinatorische Verteilungen.- Die hypergeometrische Verteilung.- 2. Die Beurteilung von Häufigkeiten.- a) Die Beurteilung einer Häufigkeit.- b) Vergleich zweier Häufigkeiten.- c) Vergleich mehrerer Häufigkeiten (?2-Verfahren).- C. Die statistische Bearbeitung von Meßreihen.- 1. Verteilungsgesetze in Meßreihen.- a) Die Kennzeichnung von Häufigkeitsverteilungen.- b) Die Normalverteilung in biologischen Reihen.- c) Genauigkeit und Fehlerfortpflanzung in Meßreihen.- 2. Die Beurteilung von Mittelwerten.- a) Beurteilung eines Mittelwertes (t-Prüfung).- b) Der Vergleich zweier Mittelwerte.- ?) Die Differenz zweier Mittelwerte.- ?) Der Quotient zweier Mittelwerte.- 3. Vergleich von Anordnungsreihen.- 4. Folgeprüfung (Sequenzanalyse).- 5. Die Beurteilung von Streuungen.- 6. Die Methode der Streuungszeriegung. Vergleich mehrerer Mittelwerte.- a) Das Zusammenwirken von methodischem Fehler und biologischer Variabilität.- b) Das Grundschema der Streuungszerlegung. Homogenitätsprüfung für eine Gruppierung.- c) Streuungszerlegung bei 2 Gruppierungen. Vergleich mehrerer Mittelwerte mit Ausschaltung eines Störungsfaktors.- d) Streuungszerlegung bei zweifacher Gruppierung mit Wiederholungen.- e) Streuungszerlegung bei Untergruppierung. Einzelvergleiche.- f) Streuungszerlegung bei mehr als 2 Gruppierungen.- g) Streuungszerlegung bei mehr als 2 Gruppierungen mit Wiederholungen.- D. Die statistische Bearbeitung von Zusammenhängen.- 1. Die Beurteilung eines Korrelations- und Regressionskoeffizienten.- 2. Deutung von Korrelationen.- 3. Korrelation und Regression bei mehr als zwei Variablen.- 4. Nichtlineare Korrelationen und Rangkorrelationen.- 5. Trennverfahren (Diskriminanzanalyse).- 6. Streuungszerlegung mit zwei Variablen (analysis of covariance).- 7. Zeit-Wirkungskurven.- 8. Dosis-Wirkungskurven.- a) Auswertung einer Einzelkurve.- ?) Probitanalyse.- ?) Logitanalyse.- b) Vergleich zweier paralleler Dosis-Wirkungskurven.- E. Versuchsplanung.- 1. Prinzipien der Versuchsplanung.- 2. Die Hauptschemata der Versuchsplanung.- Häufig benutzte Symbole.- Namenverzeichnis.