Методы практической биохимии - Уильямс Б.
Скачать (прямая ссылка):
Традиционной единицей для измерения объема газа является микролитр (мкл). Эквивалентная единица в системе СИ — это кубический миллиметр (мм3), т. е. 10-9 м, которой мы и будем пользоваться в данной главе. По соглашению, все объемы выделяемого газа считают положительными, а поглощаемого — отрицательными. Это соглашение имеет особое значение при определении дыхательных коэффициентов. Дыхательный коэффициент (respiratory quotient)RQ определяется как отношение объема выделяемого углекислого газа к объему кислорода, поглощаемого при дыхании
246 Часть III. Аналитические методы
г»/-. С02 выдел
О
'-'2ПОГЛОЩ
При изучении организма, дышащего на эндогенных резервах, RQ дает представление о природе метаболизирующихся субстратов. При полном окислении простого углевода RQ = 1, для жиров эта величина в среднем составляет 0,7, а для белков — 0,8.
СвН12 + 602 ---> 6С02 +L6H20 RQ = 6/6. = 1,0,
Глюкоза
LC„H104Oe + 80 Оя —* 57 СОа + 52 Н20 RQ = 57/80 = 0,7.
ЕТриолеин
Экспериментально получаемые величины иногда отличаются от вышеприведенных, поскольку некоторая часть двуокиси углерода включается в клеточный материал, что тем самым приводит к сни -жению количества выделяемой двуокиси углерода.
Скорость, с которой организм или ткань поглощает кислород или выделяет углекислый газ, характеризуется метаболическим коэффициентом (или коэффициентом метаболизма) Qx, где символ х означает газ, объем которого измеряют. Так, Qo, определяется как объем кислорода, поглощаемого за 1 ч в расчете на 1 мг сухого веса биологического материала. Иногда расчеты проводятся на 1 мг азота (обычно определяемого методом Кьельдаля), на 1 мг белка или ДНК. В таких случаях Qx имеет следующую размерность :
q0^ (N) аа мм3 Оа ¦ (мг тканевого азота)-1 ч-1.
Метаболические коэффициенты можно определять и в атмосфере газов с различным или переменным составом; тогда к коэффициенту добавляют соответствующий индекс: ¦
(N) = ммЗ СОа (мг тканевого азота)-1 ч~* в атмосфере азота.
Во избежание недоразумений следует указывать знак коэффициента (в зависимости от того, выделяется метаболит или поглощается).
8.2. Виды манометрии
Реакцию проводят в небольшой колбе (сосудике), соединенной с каким-либо манометром, которым определяют изменение количества газа в колбэ. Существует три основных типа манометрических методов.
Манометрия при постоянном объеме, когда объем газа в сосуди -ке и температура поддерживаются постоянными, а изменение количества газа определяется по изменению давления. По этому принципу действует манометр Варбурга; это один из наиболее широко применяемых манометрических методов.
Гл. 8. Манометрические методы 247
Манометрия при постоянном давлении; в этом случае постоянными поддерживаются давление и температура, а изменение количества газа определяется по изменению объема. Дальнейшей модификацией этого манометрического метода является недавно появившийся дифференциальный респирометр Джилсона.
Дифференциальная манометрия, при которой постоянна только температура. Система состоит из колбы, в которой идет процесс, и второй колбы (компенсирующей), соединенных между собой через U-образный манометр. .С помощью этой второй колбы, в которой не содержится биологического материала, компенсируют изменения температуры и барометрического давления и таким образом непосредственно определяют изменение количества газа в первой колбе по изменению высоты столбика жидкости в манометре. Результаты, получаемые по этой методике, отличаются большей стабильностью; по этому принципу работает манометр Баркрофта.
8.3. Манометр Варбурга
(манометр постоянного объема)
8.3.1. Устройство прибора, принцип его действия и ход работы
Этот манометр состоит из U-образной капиллярной трубки, соединенной у основания с сосудом с манометрической жидкостью. Правое колено манометра соединяется с сосудиком посредством хорошо смазанного стеклянного шлифа, а левое открытое колено сообщается с воздухом. За U-образной трубкой расположена миллиметровая шкала, по которой можно регистрировать изменение уровня жидкости в открытом колене манометра. На правом колене в месте, примерно соответствующем середине шкалы, нанесена точка сравнения, к которой подводят уровень жидкости в правом колене перед тем, как снимать показания. Это гарантирует проведение всех измерений при постоянном объеме (рис. 8.1).
В соответствии с конкретными особенностями изучаемой реакции сосудик может иметь один или несколько боковых отростков. Газовый кран в пробке бокового сосудика и трехходовой кран правого колена манометра позволяют пропускать через колбу азот, кислород, углекислый газ или газовую смесь до начала эксперимента. Колбу погружают в термостатированную водяную баню (допускаемые отклонения ±0,05°С).
В продаже имеются аппараты Варбурга самых разных конструкций, некоторые из них позволяют работать одновременно с восемнадцатью манометрами.
