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{"created":"2022-01-31T15:20:29.691226+00:00","id":"lit19875","links":{},"metadata":{"alternative":"Zeitschrift f\u00fcr Physiologische Chemie","contributors":[{"name":"Kor\u00f6sy, K. v.","role":"author"}],"detailsRefDisplay":"Zeitschrift f\u00fcr Physiologische Chemie 86: 383-400","fulltext":[{"file":"p0383.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimeter zur Bestimmung der W\u00e4rmeproduktion\nvon Bakterien.\nVon\nK. v. K\u00f6r\u00f6sy.\nMit zwei Abbildungen im Text.\n(Mitteilung aus dem physiologischen Institut der Universit\u00e4t Budapest.)\nDer Redaktion zugegangen am 17. Juni 1913.)\nDie Bestimmung der W\u00e4rmeproduktion von Bakterien ist eine von verschiedenen Gesichtspunkten aus wichtige Aufgabe. Sie bildet erstens ebenso ein zusammenfassendes Ma\u00df der Intensit\u00e4t des Stoffwechsels dieser Organismen, wie bei den h\u00f6heren Tieren, warum wir auch, wenn wir den Einflu\u00df irgend eines Agens auf die Lebens\u00e4u\u00dferungen der Bakterien untersuchen wollen, am richtigsten die W\u00e4rmeproduktion zum Ma\u00dfstab w\u00e4hlen. Zweitens f\u00fchren derartige Untersuchungen zu interessanten Ergebnissen bei der vergleichenden Betrachtung des Stoffwechsels, wie dies durch die Arbeiten Rubners1) gezeigt wurde. Drittens gibt es viele Mikroorganismen, die zur Ausf\u00fchrung der verschiedensten chemischen Vorg\u00e4nge.gewisserma\u00dfen eingestellt sind, wof\u00fcr es gen\u00fcgen mag, die im Kreisl\u00e4ufe des Stickstoffs t\u00e4tigen Bakterien als Beispiel anzuf\u00fchren. Es wurde versucht, die Reaktionsw\u00e4rme dieser Vorg\u00e4nge auf Grund der entsprechenden Reaktionsgleichung zu berechnen.2) Wenn wir aber bedenken, da\u00df diese Gleichungen gr\u00f6\u00dftenteils vielmehr auf Grund st\u00f6chiometrischer Spekulationen, als auf Grund genauer und eingehender analytischer\n') M. Rubner, Arch. f. Hygiene, Bd. 48, S. 260 (1904); Bd. 49, S. 855 (1904); Bd. 57, S. 161, 198, 244 (1906).\n*) 0. Herzog, Diese Zeitschrift, Bd. 37. S. 392 (1903); 0. Jensen, Centralbl. f. Bakt., II. Abt.. Bd. 22, S. 305 (1909); W. Kruse, Allgem. Mikrobiologie. Vogel, Leipzig 1910.","page":383},{"file":"p0384.txt","language":"de","ocr_de":"K. v. Kor\u00f6sy,\nBestimmungen aufgestellt wurden, so k\u00f6nnen wir derartigen Berechnungen nur geringen Wert beimessen. Es wurde ja selbst f\u00fcr die Hefe, also f\u00fcr jenen Mikroorganismus, dessen chemisch-analytische Tntersuchung ohne Zweifel am meisten vorgeschritten ist, auf dem Wege der direkten Kalorimetrie durch Rubner1) eine andere W\u00e4rmeproduktion festgestellt, als nach der Gleichung zu berechnen ist.\nDie W\u00e4rmeproduktion der Bakterien wurde zum ersten Male durch Tangl-) auf dem Wege der chemischen Kalorimetrie ermittelt; er zog von der Verbrennungsw\u00e4rme des N\u00e4hrbodens vor dem Versuche die Verbrennungsw\u00e4rme des N\u00e4hrbodens -f- Bakterienk\u00f6rper nach dem Versuche ab. Rubner3) war der erste, der die W\u00e4rmeproduktion der Bakterien neben dieser Methode auch auf dem Wege der physikalischen Kalorimetrie bestimmte. Zur Ausf\u00fchrung der physikalischen oder nach Rubner1) Biokalorimetrie bei Bakterien sind besonders konstruierte Apparate notwendig; die in der I ierphysiologie gebr\u00e4uchlichen Kalorimeter sind zur Bestimmung der in langen Zeitr\u00e4umen sich entwickelnden geringen W\u00e4rmemengen nicht geeignet. Die zahlreichen Methoden der physikalischen Kalorimetrie lassen sich am richtigsten nach Lef\u00e8vre5) (etwas vereinfacht) folgenderma\u00dfen gruppieren:\nAuf Grund der\nlatenten f Schmelzungsw\u00e4rme Lavoisier, Bunsen W\u00e4rme ^ Verdampfungsw\u00e4rme\nDirekte\nBestimmung\nstehenden Wassers Dulong-Despretz\n') M. Rubner, Arch. f. Hyg., Bd. 49, S. 861 und 399 (190-1); neuerdings betont aber R. (Sitzber. preu\u00df. Akad., 1912, S. 124), da\u00df die beobachteten und berechneten Werte der W\u00e4rmeproduktion der alkoholischen G\u00e4rung gut \u00fcbereinstimmen.\n*) F. Tangl, Pfl\u00fcgers Arch. f. d. ges. Phys., Bd. 48, S. 475 (1903).\n3) M. Rubner, Arch f. Hyg., Bd. 48, S. 260 (1904).\n*) M. Rubner, in Tigerstedts Handb. d. physiol. Method. 1. Bd.. 3. Teil. S. 216.\n5) J. Lef\u00e8vre. Chaleur animale et bio\u00e9nerg\u00e9tique. Masson. Paris 1911. S. 81.","page":384},{"file":"p0385.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimetrische W\u00e4rmeproduktion von Bakterien. 385\nMit einem Instrument\nMittels\nThermometrie Hirn\nIndirekte\neinfacher\nWandung\nWandung\nAnemometrie\td ' A i s o n v a l\nVolumetrie Ruhne r Druckmessung d\u2019Arsonval.\nMit den sogenannten Depositeuren wird nicht die W\u00e4rmemenge (Kalorienzahl) bestimmt, sondern die station\u00e4r gewordene Temperaturdifferenz, die zwischen dem Innern des Apparates bezw. dessen \u00e4u\u00dferer (eventuell doppelter) Wand und der Umgebung auftritt, wenn im Apparate st\u00fcndlich eine bestimmte Kalorienproduktion stattfindet. Diese Temperaturdifferenz wird entweder abgelesen oder kompensiert, indem in einem zweiten gleichen Instrument z. B. auf elektrischem Wege so viel W\u00e4rme produziert wird, da\u00df die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Instrumenten = 0 wird.\nDie bisher beschriebenen Mikrokalorimeter sind teilweise reine Deperditeure, teilweise mit dem auf Messung, der Temperaturerh\u00f6hung gegr\u00fcndeten direkten Verfahren kombinierte Deperditeure, mit oder ohne Kompensation. Das Kalorimeter von Bohr und Hasse Iba Ich2) ist ein reiner Deperditeur mit Kompensation. Sie setzen in einen gegen W\u00e4rmeverlust isolierten Kasten zwei gleiche Metallbeh\u00e4lter; in das eine kommt die zu untersuchende W\u00e4rmequelle (Ei), im anderen l\u00e4\u00dft sich die elektrische W\u00e4rmeproduktion so regulieren, da\u00df die thermoelektrisch gemessene Temperaturdifferenz = 0 sei. Bohr und Hasselbalch konnten die kalorimetrische Bestimmung erst nach Eintritt des station\u00e4ren Zustandes ausf\u00fchren.; je eine solche Bestimmung beanspruchte l'h bis 3 Stunden. Obgleich die angewandte Kompensation die Genauigkeit d|s Apparates wesentlich erh\u00f6ht, ist er zur Bestimmung der W\u00e4rmeproduktion der Bakterien nicht geeignet, weil es hierbei eben .darauf an-\n\u2018) 'Appareils d\u00e9perditeurs\u00bb, d'Arsonvals Benennung,-s. Lef\u00e8vre. S. 121. 1 c.\n*) (:hr- Bohr u. Hasselbalch, Skandin. Arch. f. Physiol., Bd. II, S. 398 (1903).","page":385},{"file":"p0386.txt","language":"de","ocr_de":"386\nK. v. K\u00f6r\u00f6sy,\nkommt eine W\u00e4rmeproduktion wechselnder Intensit\u00e4t zu bestimmen.\nH\u00fcbners1) Instrument ist ein mit direkter Kalorimetrie kombinierter Deperditeur ohne Kompensation. Er gebrauchte zur Bestimmung der W\u00e4rmeproduktion bei der alkoholischen G\u00e4rung, dem Sauerwerden der Milch und anderen bakteriellen Prozessen, Dewar-Flaschen nach vorheriger Bestimmung ihrer W\u00e4rmeverlustkonstante (Eichungszahl), d. h. der Gr\u00f6\u00dfe jener st\u00fcndlichen Kalorienproduktion, bei welcher nach Eintritt des station\u00e4ren Zustandes die Temperaturdifferenz zwischen dem Innern des Apparates und der Umgebung 1\u00b0 betr\u00e4gt. Von der Konstanz dieses Wertes \u00fcberzeugte er sich durch besondere Kalibrierungen, indem er die elektrische W\u00e4rmeproduktion zwischen st\u00fcndlichen 21 \u2014 112 cal.2) variierte. Vielleicht w\u00fcrde sich diese Gr\u00f6\u00dfe bei verschiedener st\u00fcndlicher Kalorienproduktion ver\u00e4nderlich zeigen, wenn die letztere in noch weiteren Grenzen variiert w\u00fcrde. Rubner erhielt die st\u00fcndlich (zweist\u00fcndlich) sich entwickelnde W\u00e4rmemenge in zwei Gliedern: Erstens berechnete er mit Hilfe der erw\u00e4hnten Konstante die st\u00fcndlich entwickelte und an die Umgebung verlorene W\u00e4rmemenge. Hierzu addierte er dann als zweites Glied die entwickelte, aber noch nicht verlorene W\u00e4rmemenge, die er durch Multiplikation der Temperaturerh\u00f6hung der Fl\u00fcssigkeit mit der W\u00e4rmekapazit\u00e4t der Fl\u00fcssigkeit -f- des Instrumentes berechnete: die genaue Ermittelung letzterer Gr\u00f6\u00dfe war mit ziemlichen Schwierigkeiten verbunden.\nBei kurz dauernden Versuchen repr\u00e4sentiert das zweite Glied den gr\u00f6\u00dferen Teil der produzierten W\u00e4rme ; dann ist das Verfahren eigentlich eine korrigierte direkte Kalorimetrie und als solche genauer. Die Bedeutung des ersten Gliedes w\u00e4chst aber mit zunehmender Versuchszeit und das Instrument wird zum reinen Deperditeur. Demzufolge wird der Versuchsfelder gr\u00f6\u00dfer, wenn die intensive W\u00e4rmeproduktion erst l\u00e4ngere Zeit nach Beginn des Versuches einsetzt. So ergibt sich auch der\n\u2018) M. Rubner, Arch. f. Hyg., Bd. 48, S. 260 (1904); Bd. 49, S. 355 H904); Tigerstedts Handb. d. physiol. Method., 1. Bd., 3. Teil. S. 218.\n*) Kleine Kalorien.","page":386},{"file":"p0387.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimetrische W\u00e4rmeproduktion von Bakterien. 387\nFall, da\u00df die Temperatur abnimmt, obgleich die W\u00e4rmeproduktion, zwar mit geringerer Intensit\u00e4t noch .andauert. In diesen F\u00e4llen teilt das Instrument alle Fehler der Deperditeure : der eigentlich beobachtete Faktor, der Temperaturunterschied, ist klein, wodurch kleine lokale TemperaturdifTerenzen und geringe \u00c4nderungen der Umgebungstemperatur auf das Resultat der Berechnung einen unverh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gro\u00dfen Einflu\u00df aus\u00fcben. Mit Rubners Mikrokalorimeter arbeiteten au\u00dfer ihm auch andere Forscher.1)\nHill*) modifizierte dieses Verfahren, indem er es in eine Differenzmethode umgestaltend von der Konstanz der Umgebungstemperatur unabh\u00e4ngig machte. Im wesentlichen erh\u00e4lt auch er, wie Rubner, die entwickelte W\u00e4rme in zwei Gliedern, er addiert aber zur beobachteten Temperaturerh\u00f6hung ein dem W\u00e4rmeverlust entsprechendes Korrektionsglied und multipliziert die so korrigierte Temperaturerh\u00f6hung mit der W\u00e4rmekapazit\u00e4t. Die Beobachtung des Temperaturunterschiedes der zum Versuche dienenden Dewar-Flasche gegen\u00fcber einer Kontrollflasche geschieht auf thermoelektrischem Wege. Das Korrektionsglied -l\u00e4\u00dft sich auf Grund der mathematischen Behandlung der Frage entweder dadurch bestimmen, da\u00df die Umgebungstemperatur konstant erhalten wird, wie dies durch Rubner geschah, oder durch eine derartige Wahl der beiden Flaschen, da\u00df sie einen gleichen Abk\u00fchlungskoeffizienten (conductivity constant) besitzen. Dieser Koeffizient dr\u00fcckt die st\u00fcndliche Temperaturabnahme in dem Falle aus, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Fl\u00fcssigkeit und der Umgebung l0 betr\u00e4gt. Der Koeffizient steht mit jenem Rubners in einem einfachen Verh\u00e4ltnis; Hill \u00fcberzeugte sich von seiner Konstanz auch noch durch besondere Abk\u00fchlungsversuche. Die Gleichsetzung des Abk\u00fchlungskoeffizienten gelingt Hill durch den Kunstgriff, da\u00df er sie mit ver- -schiedenen Fl\u00fcssigkeitsmengen f\u00fcllt. Die bei Besprechung von\n*) L. Giuffr\u00e9 u. L. B. Simoncini, Bolletino della Soc. siciliana d Igiene Nuova, ser. 2 (1899), Sonderabdr. ; \u00e4hnlich ist das Verfahren von Meyerhof, Biochem. Zeitschr., Bd. 85, S. 24\u00ab (1911); Pfl\u00fcgers Arch. f. d. ges. Physiol., Bd. 149, S. 250 (1918),\n*) A. V. Hill, Journ. of physiol., Bd. 48, S. 261 (1911).","page":387},{"file":"p0388.txt","language":"de","ocr_de":"*^K\tK. v. Ko rosy,\nH\u00fcbners Kalorimeter erw\u00e4hnten Umst\u00e4nde beeinflussen aber auch Hills Instrument in ung\u00fcnstiger Weise, wie dies Hill1 ) neuerlich selbst erw\u00e4hnt. Hill dehnte die elektrischen Probebestimmungen nur auf IV2 bezw. 9-\u201410 Stunden aus, wie denn auch die Mehrzahl seiner mitgeteilten Versuche nur 8 Stunden dauerten. In neun Stunden ergibt aber das dem Deperditeur-verl'ahren entsprechende Korrektionsglied schon 30\u00b0/o der gesamten Temperaturerh\u00f6hung bezw. W\u00e4rmeproduktion. Zur L\u00f6sung der eingangs an dritter Stelle erw\u00e4hnten Probleme sind wir aber unbedingt auf mehrere Tage dauernde Versuche angewiesen.\nAls ich ein zur Bestimmung der W\u00e4rmeproduktion von Bakterien geeignetes Kalorimeter zu finden trachtete, dachte ich von Anfang an die sich auf die latente W\u00e4rme gr\u00fcndenden Methoden. Die Vorteile dieser Methoden sind die folgenden: 1. Wie bei allen direkten Methoden wird am Instrumente direkt die Anzahl der entwickelten Kalorien abgelesen, und nicht eine der st\u00fcndlichen Kalorienproduktion proportionale Gr\u00f6\u00dfe (es ist kein Deperditeur). 2. Die Temperatur bleibt w\u00e4hrend des Versuches unver\u00e4ndert, was vom physiologischen Standpunkte aus bedeutsam ist, welche Bedingung weder bei den Deperditeuren, noch bei der sonst direkten Methode von Dulong-Despretz erf\u00fcllt wird. 3. Das Verfahren ist sehr empfindlich, also zur Messung einer schwachen, protrahierten W\u00e4rmeproduktion geeignet. Des Eiskalorimeters konnte ich mich nicht bedienen, weil es nur bei 0\u00b0 arbeitet. Ich dachte aber daran, da\u00df es bei Benutzung einer geeigneten Substanz (z. B. Kresol) m\u00f6glich w\u00e4re, ein sich auf Ben\u00fctzung der Schmelzw\u00e4rme gr\u00fcndendes Mikrokalorimeter zu konstruieren. Da aber schon das genaue Arbeiten mit dem Eiskalorimeter die Innehaltung h\u00f6chst peinlicher Vorsichtsma\u00dfregeln erfordert,2) hielt ich es f\u00fcr praktischer, die Verwertung der Verdampfungsw\u00e4rme zu versuchen. Ein\n*) 1. c., Bd. 44, S. 478 (1912).\n*) Longuinine et Schikarew, M\u00e9thod. de calorim\u00e9trie Gen\u00e8ve. Georg, 1908.","page":388},{"file":"p0389.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimetrischo W\u00e4rmeproduktion von Bakterien. 389\nsolches Instrument wurde im Prinzip schon von d'Arsonval1) angegeben : ausgehend von seiner kurzen Beschreibung gelang es mir nach vielen langwierigen Versuchen ein entsprechendes Instrument zu konstruieren.\nDas Prinzip des Verfahrens besteht darin, da\u00df die W\u00e4rmequelle in em doppelwandiges Gef\u00e4\u00df, dieses Gef\u00e4\u00df mit einer w\u00e4rmeisolierenden Schicht (Luft) umgeben in ein auf konstanter Temperatur gehaltenes Wasserbad gesetzt yyird. Das doppelwandige Glasgef\u00e4\u00df kommuniziert durch ein Verbindungsst\u00fcck mit einem graduierten Glasr\u00f6hre, welches ohne Isolierung direkt in dem Wasser des Wasserbades steht. Das ganze System: Binnenraum zwischen den doppelten W\u00e4nden, Verbindungsst\u00fcck, graduiertes Rohr wird evakuiert und mit einer Fl\u00fcssigkeit, z. B. \u00c4ther, gef\u00fcllt. Wenn nun im Innern des doppelwandigen Gef\u00e4\u00dfes W\u00e4rme produziert wird, so destilliert eine entsprechende \u00c4thermenge in das graduierte Rohr, wird dort niedergeschlagen, w\u00e4hrenddessen seine latente W\u00e4rme von der gro\u00dfen Wassermenge des Wasserbades aufgenommen wird. Hierdurch wird die Temperatur der letzteren um etwas erh\u00f6ht, aber erstens bei Ben\u00fctzung eines genug gro\u00dfen Wasserbades in einem minimalen, \u00fcberhaupt nicht in Rechnung kommenden Ma\u00dfe, zweitens aber verhindert der verwendete Thermoregulator, da\u00df sich die Temperatur des Wasserbades in merkbarem Ma\u00dfe \u00fcber die eingestellte Temperatur erhebe.\nWir m\u00fcssen uns den Vorgang des n\u00e4heren folgenderma\u00dfen vorstellen: Durch die entstehende W\u00e4rme wird, wenn die W\u00e4rmequelle ganz von fl\u00fcssigem \u00c4ther umgeben ist, der \u00c4ther etwas erw\u00e4rmt, wodurch derselbe teilweise in Dampf verwandelt wird, die Spannung des \u00c4therdampfes nimmt zu, ein Teil desselben ger\u00e4t infolgedessen vom Orte h\u00f6herer nach dem Orte niedrigerer Spannung, in das \u00e4u\u00dfere graduierte Rohr, wird dort abgek\u00fchlt und schl\u00e4gt sich nieder. Wenn die W\u00e4rmequelle von \u00c4therdampf umgeben w\u00e4re, so w\u00e4re dessen geringf\u00fcgige Erw\u00e4rmung der prim\u00e4re Vorgang und als Ersatz f\u00fcr den\n\u2018I A. d'Arsonval, Journ. de l\u2019anat. et de physiol.. Bd. 22, S. 140, (1886): d'Arsonvals schematische Abbildung s. Lef\u00e8vre, I. c., S. 84: M. Ruhne r in Tiger st edts Handb. d. physiol. Meth., 1. Bd., H. Teil. S. 192.","page":389},{"file":"p0390.txt","language":"de","ocr_de":"MO\nK. v. K\u00dfr\u00f6sy,\n\u00fcberdestillierten \u00c4therdampf w\u00fcrde sich der fl\u00fcssige \u00c4ther teilweise in Dampf verwandeln.\n\u00c4ther eignet sich als verdampfende Fl\u00fcssigkeit, weil : seine Verdampfungsw\u00e4rme gering ist (90 Kal.), also verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gro\u00dfe Mengen \u00fcbergehen, seine spezifische W\u00e4rme gering ist (0,55), er also leicht erw\u00e4rmt wird, und schlie\u00dflich sein spezifisches Volumen gro\u00df ist (das spezifische Gewicht klein: 0,7). Hieraus ergeben sich f\u00fcr 1000 cal. ca. 16 ccm \u00c4ther:1) da sich , /i\u00b0 ccm \u00c4ther, aber auch weniger, leicht ablesen l\u00e4\u00dft, so kann auf diese Weise eine st\u00fcndliche W\u00e4rmeentwicklung von 6 cal. sicher bestimmt werden. Der \u00c4ther zersetzt sich aber anderseits leicht und wird auf diese Weise durch fremde Substanzen verunreinigt. Zu meinen Versuchen gebrauchte ich Kahlbaumsehen \u00c4ther,2) nach Lassar-Cohn3) entw\u00e4ssert. Vielleicht lie\u00dfe sich die Empfindlichkeit des Instrumentes noch steigern, wenn man an Stelle des \u00c4thers eine diesbez\u00fcglich besser entsprechende Substanz w\u00e4hlen k\u00f6nnte.\nEine wesentliche Bedingung ist, wie dies schon d\u2019Arson val4) erw\u00e4hnte, da\u00df in dem mit \u00c4ther gef\u00fcllten System au\u00dfer fl\u00fcssigem und dampff\u00f6rmigem \u00c4ther keine andere Substanz vorhanden sei, namentlich nicht Luft oder ein anderes Gas, weil dann durch die entstehende W\u00e4rme teilweise dieses (Jas erw\u00e4rmt und hierdurch ein Teil desselben in das graduierte Rohr gelangen, sich dort abk\u00fchlen und, seine W\u00e4rme ohne niedergeschlagen zu werden dem Wasserbade \u00fcbergebend, in das doppelwandige Gef\u00e4\u00df zur\u00fcckdestillieren w\u00fcrde. Das Resultat w\u00e4re also, da\u00df der W\u00e4rmetransport teilweise durch die Erw\u00e4rmung und Abk\u00fchlung dieses Gases und nicht durch die Destillation und das Niederschlagen des \u00c4thers vermittelt w\u00fcrde.\nDa in dem nach dem erw\u00e4hnten Originalschema verfertigten Instrumente nur ein geringer Bruchteil der berechneten \u00c4thermenge \u00fcberdestillierte, mu\u00dften an dem Instrumente die ver-\n*) Ober diesen Wert s. S. 397.\n*) \u00ab\u00dcber Natrium destilliert.\u00bb\n3)\tLassar-Cohn, Arbeitsmeth. f. organ.-ehem. Laborat.. IV. Aull., Allgemein. Teil. Voss., Hamburg 1906, S. 267.\n4)\td'Arsonval: a. a. 0.","page":390},{"file":"p0391.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimctrische W\u00e4rmeproduktion von Bakterien. 39 t\nschiedensten Modifikationen angebracht werden, bis ich endlich entsprechende Werte erhielt. Nebenstehende Figur zeigt jene Gestalt des Kalorimeters im Querschnitt, welche sich als die beste erwies. Die beiden W\u00e4nde der \u00e4u\u00dferen evakuierten H\u00fclle\nH\nFi\u00df. 1.\n(c) sind von innen versilbert. Die Kugeln e, f, g sind aus sehr d\u00fcnnem Glase; g-Kugeln gibt es am Instrumente drei, au\u00dfer der in der Figur dargestellten je eine um 90\u00b0 nach vorne, bzw. r\u00fcckw\u00e4rts. Die F\u00fcllung mit \u00c4ther wurde sehr sorf\u00e4ltig vorge-nomraen, damit keine Luft im Apparate zur\u00fcckbleibt; nach Evakuierung wurde \u00c4ther eingesogen, dieser entleert und diese Manipulation \u00f6fter wiederholt.\nDie Versuche wurden in einem gro\u00dfen doppelwandigen Thermostat-Wasserbad bei 35\u00b0 ausgef\u00fchrt. Der Kubikinhalt des ganzen Thermostaten betrug etwa 8501, jener des inneren","page":391},{"file":"p0392.txt","language":"de","ocr_de":"K. v. Kor\u00f6sy,\n302\nWasserbades 350 1. Zur Konstanthaltung der Temperatur bew\u00e4hrte sich der von Bogd\u00e4ndy beschriebenel)Toluol-Thermo-regulator sehr gut. Die Schwankung der Temperatur betrug bei 2\u201410 Stunden dauernden Versuchen weniger als 0,001\u00ab: selbst in l\u00e4ngeren Zeitr\u00e4umen blieb die Temperatur bis zu ca. 0,01\u00b0 konstant. Der Zwischenraum zwischen den beiden W\u00e4nden des Thermostaten war auch mit Wasser gef\u00fcllt ; diese Wassermenge kommunizierte mittels einer kleinen \u00d6ffnung mit dem Wasser des inneren Wasserbades. Der Thermoregulator wurde in das \u00e4u\u00dfere Wasserbad gesetzt. Die Wassermengen des \u00e4u\u00dferen und inneren Wasserbades wurden durch ein elektrisch getriebenes R\u00fchrwerk st\u00e4ndig ger\u00fchrt. Das R\u00fchren, wodurch lokale Temperaturunterschiede vermieden werden, schien wichtiger als die vollst\u00e4ndig genaue Gleichhaltung der Temperatur des ganzen Systems. Zur Ablesung der Skala des graduierten Rohres (h) unter Wasser diente ein rechtwinklig gebogenes Metallrohr; in dessen oberes Ende wurde ein Fernrohr, an die Stelle der rechtwinkligen Knickung ein Totalreflexionsprisma und an das Ende des wag\u00e8rechten Teiles eine Glasplatte gesetzt. Auf dieselbe Metallr\u00f6hre wurde eine kleine elektrische Lampe derart befestigt, da\u00df die graduierte Glasr\u00f6hre (h) zwischen sie und das Ende des wagrechten Teiles der Metallr\u00f6hre gelangte.\nF\u00fcr die Vorversuche mu\u00dften mehrere Instrumente verfertigt werden, bis ich zur definitiven Form gelangte. Die Momente, auf welche ich hierbei achtete, waren die folgenden : die Menge des verwendeten \u00c4thers, das Niveau, bis zu welchem die W\u00e4rmequelle von fl\u00fcssigem und von welchem ab sie von dampfartigem \u00c4ther umgeben war, die Dicke der \u00c4ther enthaltenden H\u00fclle, die Gr\u00f6\u00dfe der freien Verdampfungsoberfl\u00e4che des \u00c4thers, die Menge der zu erw\u00e4rmenden Fl\u00fcssigkeit, der Verschlu\u00df der oberen \u00d6ffnung des inneren Raumes, die Dicke des gebrauchten Glases, der Ausgangspunkt und die Gestalt der Verbindungsr\u00f6hre, die Gr\u00f6\u00dfe der zur Abk\u00fchlung des \u00fcberdestillierten \u00c4thers dienenden Oberfl\u00e4che und schlie\u00dflich die Art der den direkten W\u00e4rmeverlust des \u00c4thers ver-\n*) St. v. Bogd\u00e4ndy, Zeitschr. f. Biol. Techn. u. Metti., Bd. 3, S. lf>l (1913).","page":392},{"file":"p0393.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimetrische W\u00e4rmeproduktion von Bakterien. 303\nhindernden Isolierungsschicht (Luft, Vakuum, Silberspiegel>. Den Einflu\u00df einiger dieser Faktoren kann ich zahlenm\u00e4\u00dfig illustrieren: die entsprechenden Versuche wurden ebenso ausgef\u00fchrt, wie die Kalibrierung der definitiven Instrumente. Den mitgeteilten Zahlen darf keine \u00fcbergro\u00dfe Bedeutung zugemessen werden, da, wie wir sehen werden, die relative Wirkung desselben verbessernden Faktors verschieden ist, einerseits je nachdem ob andere verbessernde Faktoren gleichzeitig mit angebracht sind oder nicht, anderseits je nach der gr\u00f6\u00dferen oder kleineren Geschwindigkeit der W\u00e4rmeproduktion (st\u00fcndliche Kalorienproduktion = cal./Stunde).\nDie W\u00e4rmequelle war im Instrumente Nr. II (definitiver Typus) nur von fl\u00fcssigem, in dem sonst vollkommen \u00e4hnlichen Instrumente Nr. III nur von dampfartigem \u00c4ther umgeben. *) Die folgende Tabelle enth\u00e4lt die Resultate der Versuche: die letzten Spalten geben den Ertrag des Instrumentes Nr. 11 an, jenen des Nr. III. = 100 gesetzt :\nNr. des\tccm \u00c4ther pro 1000 cal.\t\tDass, in Verh\u00e4ltniszahlen\t\nInstrumentes\t8 ,-aVstunde\t143 ca*-/stunde\t8 \u2018 ^-/Stunde\t143 rah/Stunde\nIII.\t7,3\t4,8\t100\t100\nII.\t10.5\t14,4\t14-4\t300\nDie Umh\u00fcllung der W\u00e4rmequelle mit fl\u00fcssigem \u00c4ther gibt also besonders bei schneller Kalorienproduktion ein wesentlich besseres Resultat, als die mit dampfartigem.\nWeitere Vergleiche wurden ausgef\u00fchrt mit dem Instrument Nr. VIII (definitiver Typus) und mit Nr. VII, welches sich vom vorigen nur durch das Fehlen einer besonderen Abk\u00fchlungsoberfl\u00e4che unterschied; das Seitenrohr d ging direkt in das senkrechte graduierte Rohr h \u00fcber. Die W\u00e4rmeisolierung geschah in beiden Instrumenten erstens mit Luft ohne Versilberung, zweitens mit Vakuum ohne Versilberung, drittens mit Vakuum und Versilberung: die W\u00e4rmeproduktion war immer 141\u2014143 cal./Stunde. Die Art der W\u00e4rmeisolierung war bei dem In-\nM In diesem Instrumente war zwischen den zwei unteren W\u00e4nden des mit \u00c4ther gef\u00fcllten Gef\u00e4\u00dfes (b) ein gro\u00dfer Abstand; der \u00c4ther lag am Boden und erreichte nicht die Wand der inneren H\u00f6hlung (a).","page":393},{"file":"p0394.txt","language":"de","ocr_de":"391\nK. v. Ko ros y,\nstrument Nr. VII sozusagen wirkungslos, indem pro 1000 cal. der Reihe nach 2,6; 3,1; 2,4 ccm \u00c4ther erhalten wurden. Den Einflu\u00df der einzelnen Faktoren bei dem Instrument Nr. VIII zeigt die folgende Tabelle:\n\u2022\t\u2022 ccm \u00c4ther pro 1000 cal. \u2022\tDass, in Verh\u00e4ltniszahlen\nLuft ... . . . .\t11,6\t100\nVakuum .....\t11,7\t101\nVersilberung . . .\t11,5\t125\nDie gr\u00f6\u00dfte Wirkung \u00fcbte also die Gr\u00f6\u00dfe der Abk\u00fchlungsoberfl\u00e4che aus, indem die Werte des Instrumentes Nr. VIII durchschnittlich 470\u00b0/o von jenen des Instrumentes Nr. VII ausmachen. Die Vakuumumh\u00fcllung gibt kaum bessere Werte als die Luff, die Versilberung gibt aber schon eine in Betracht kommende Verbesserung.1)\nBei der elektrischen Kalibrierung der Instrumente wurde die innere H\u00f6hlung (a) mit 96\u00b0/oigem Alkohol gef\u00fcllt und die obere \u00d6ffnung neben den Zuleitungsdr\u00e4hten gut verschlossen, um das Verdampfen des Alkohols zu verhindern. Als W\u00e4rmequelle diente eine Konstantanspule bekannten Widerstandes. Das in Zimmertemperatur gehaltene Instrument mu\u00dfte vor jedem Kalibrierungsversuche erw\u00e4rmt werden. Zu diesemZwecke schickte ich durch die Spule solange einen elektrischen Strom, bis der \u00c4ther in der R\u00f6hre h erschien. Der eigentliche Versuch begann einige Stunden nachher. Bei den mit st\u00e4rkerer Kalorienproduktion ausgef\u00fchrten Versuchen h\u00f6rt das \u00dcberdestillieren des \u00c4thers nicht im Augenblicke der Einstellung der W\u00e4rmeproduktion auf, sondern eventuell nur 1\u20142 Stunden sp\u00e4ter.\nDie gefundenen Werte, auch jene der erw\u00e4hnten Vergleichsversuche, mu\u00dften korrigiert werden, weil der \u00c4ther in dem sich selbst \u00fcberlassenen Instrument st\u00e4ndig von au\u00dfen nach innen zur\u00fcckdestillierte, bei dem Instrument Nr. II 0,89. bei Nr. VIII 0,49 ccm pro 100000 Sk. Dies wird haupts\u00e4ch-\n') Die Wirkung der Versilberung auf die W\u00e4rmeisolierung der Dc war- F laschen wurde schon durch Hill gew\u00fcrdigt. Journ. of physiol. Bd. 4\u00df. S. 201 (1911).","page":394},{"file":"p0395.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimetrische W\u00e4nneproduktion von Bakterien, 305\nlieh durch die W\u00e4rmeleitung der Zuleitungsdr\u00e4hte verursacht: das Zur\u00fcckdestillieren des \u00c4thers nimmt wesentlich ab, wenn man die Dr\u00e4hte in das Wasserbad biegt. Die Dr\u00e4hte leiten die W\u00e4rme des Alkohols der k\u00fchleren Zimmerluft1) zu, und als Ersatz dieser W\u00e4rmemenge bringt der \u00c4ther durch Zur\u00fcckdestillieren ebensoviel aus dem W\u00e4rmeinhalte des Wasserbades. Der \u00c4ther destillierte aber auch nach Ausschaltung dieses Momentes zur\u00fcck, und zwar bei dem Instrument. Nr. 11 um 0,16, bei Nr. VIII um 0,25 ccm pro 100000 Sk., wof\u00fcr es schwer ist eine Erkl\u00e4rung zu finden. Es w\u00e4re denkbar, da\u00df der \u00c4ther von der kleineren Oberfl\u00e4che im Rohre h nach der gr\u00f6\u00dferen in b destilliert. Um dies zu untersuchen, lie\u00df ich beistehendes Instrument verfertigen, f\u00fcllte dasselbe auf die\nangegebene Weise mit \u00c4ther und setzte es in das Wasserbad neben das und parallel zu dem Instrument Nr. II, dessen Dr\u00e4hte in das Wasserbad gebogen wurden. Nach 432000 Sk. stand der \u00c4ther in diesem Probeinstrumente unver\u00e4ndert, w\u00e4hrend im Instrument Nr. II im Verlaufe dieser Zeit 0,7 ccm \u00c4ther zur\u00fcckdestillierten. Der erw\u00e4hnte Umstand ist also keine Erkl\u00e4rung f\u00fcr das Zur\u00fcckdestillieren. Gleichzeitig beweist dieser Versuch auch, da\u00df dieses Ph\u00e4nomen nicht durch\n0 Die Temperatur des Souterrainraumes schwankte um 23\u00b0 herum.\nHoppe-Seyler's Zeitschrift f. physiol. Chemie. LXXXVI\t2H","page":395},{"file":"p0396.txt","language":"de","ocr_de":"396\nK. v. K\u00f6r\u00f6sy,\neine lokale Temperaturdifferenz zwischen den verschiedenen Teilen des Instrumentes verursacht war; von dem Nichtvor-handensein eines solchen Unterschiedes \u00fcberzeugte ich mich \u00fcbrigens auch mit Hilfe eines in Uioo0 geteilten Beckman n-schen Thermometers. Es ist m\u00f6glich, da\u00df die Gr\u00f6\u00dfe des Zur\u00fcckdestillierens einerseits von der Menge des au\u00dfen in h befindlichen \u00c4thers abh\u00e4ngt, anderseits davon, ob die W\u00e4rmequelle von fl\u00fcssigem oder von dampfartigem \u00c4ther umgeben ist.\nDie Intensit\u00e4t des zur Erw\u00e4rmung dienenden elektrischen Stromes wurde durch ein Amperemeter von Siemens und Halske gemessen, f\u00fcr welches ich eine besondere Shuntserie verfertigen lie\u00df, einem maximalen Ausschlage (150 Skalenteile) von 15,30 und 75 Milliamp\u00e8re entsprechend. Die produzierte cat.-Zahl berechnete ich nach folgender Gleichung:\n0,2389-ri2t,\nwobei r = Widerstand (Ohm), i = Intensit\u00e4t (Amp\u00e8re), t = Zeit (Sk ). Die Ergebnisse der Kalibrierungen sind in folgender Tabelle zusammengestellt:\nInstrument Nr. II\t\tInstrument Nr. VIII\t\n\u2018'^\u2022/.Stunde\tccm \u00c4ther pro 1000 cal.\tca'\u2018/stunde\tccm \u00c4ther pro 1000 cal.\n8.0\t10,5\t8,2\t12.9\n15,5\t10,6\t\u2014\t\u2014\n31.4\t12,7\t31.3\t13.3\n03,4\t13,6\t63.4\t14,1\n143,3\t14,40, 14,47\t143,2\t14.5\n570,6\t14,8\t570,3\t15.1\nWie ersichtlich, nimmt also die pro 1000 cal. \u00fcberdestillierende \u00c4thermenge bei st\u00e4rkerer Kalorienproduktion zu, aber nur auf das 1,4 bezw. 1,2 fache des kleinsten Wertes, w\u00e4hrend dessen die st\u00fcndliche Kalorienproduktion das 71 fache des kleinsten Wertes erreicht. Die Bestimmung dessen, inwieweit das maximale Oberdestillieren des \u00c4thers dem theoretischen Werte entspricht, st\u00f6\u00dft auf Schwierigkeiten, da die Verdampfungsw\u00e4rme des \u00c4thers nicht genau genug bestimmt ist.","page":396},{"file":"p0397.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimetrischc W\u00e4rmeproduktion von Bakterien. 397\nPro 1000 cal. m\u00fc\u00dften1) auf Grund des maximalen Wertes (Andrews) 15,9, auf Grund des minimalen Wertes (Ramsay-Young) 17,0 ccm \u00c4ther \u00fcberdestillieren, das spezifische Gewicht des \u00c4thers bei 35\u00b0 zu 0,696 genommen.2)\nDer beschriebene Kalorimeter besitzt au\u00dfer den erw\u00e4hnten Vorteilen noch denjenigen, da\u00df er bei verschiedenen Temperaturen brauchbar ist.3) Der fl\u00fcssige \u00c4ther bleibt im geschlossenen System des Instrumentes bei jeder Temperatur in Gleichgewicht mit dem dar\u00fcber befindlichen \u00c4therdampfe entsprechender Spannung; diese Spannung nimmt bei W\u00e4rmeproduktion im Instrumente zu, und der \u00c4ther gel\u00e4ngt nach dem Orte geringerer Spannung, nach au\u00dfen. Um- mich zu \u00fcberzeugen, ob die Brauchbarkeit des Instrumentes bei verschiedener Temperatur auch in der Praxis zutrifTt, f\u00fchrte ich mit Instrument Nr. II4) einige Versuche bei 26,3 und 34,9 \u00b0 parallel aus. Das Ergebnis war, da\u00df, als bei 34,9\u00b0 pro 1000 cal. 14,4 ccm iiberdestillierten, mit einem weniger guten Amperemeter gemessen ca. 140 cal./Stunde entsprechend, bei 26,3\u00b0 nur 13,2 ccm \u00c4ther \u00fcberdestillierten. Kleinere Unterschiede m\u00fcssen wir selbstverst\u00e4ndlich bei Kalibrierungen bei verschiedener Temperatur schon deswegen erwarten, weil die Verdampfungsw\u00e4rme und das spezifische Gewicht des \u00c4thers sich mit der Temperatur etwas \u00e4ndern. Durch die Brauchbarkeit innerhalb weiter Temperaturgrenzen wird das Instrument vielleicht bei manchen Untersuchungen physikalisch-chemischer Natur vor dem B u nsen-schen Eiskalorimeter mit Vorteil gebraucht werden k\u00f6nnen.\nDie sich auf die Ben\u00fctzung der latenten W\u00e4rme gr\u00fcndenden Kalorimeter m\u00fc\u00dften eigentlich f\u00fcr physiologische Unter-\n') Landolt B\u00f6rnstein, Physik, ehern. Tab., III. Auf!., Springer Berlin. 1905, S. 475.\n*) F. W. Clark, A table of specific gravity. Macmjllian 188\u00ab, 'Smithsonian Inst.), S. 197.\nJ Lef\u00e8vre (1. c , S. 153) denkt offenbar an das von d'Arsonval anderw\u00e4rtig beschriebene Destillationskalorimeter (Comp!, rend. Soc Biol.. 1888, S. 104), wenn er sagt, da\u00df diese Instrumente nur bei der Verdampfungstemperatur brauchbar sind.\n4) Diese und die folgenden Versuche wurden in einem Therrnostat-wasserbade von ca. 501 Rauminhalt ausgef\u00fchrt.","page":397},{"file":"p0398.txt","language":"de","ocr_de":"K. v. K\u00f6r\u00f6sy.\nBuchungen den Vorteil besitzen, da\u00df das Versuchsobjekt w\u00e4hrend des Versuches auf vollst\u00e4ndig gleicher Temperatur bleibt. Dies untersuchte ich, indem ich in die H\u00f6hlung a bei Instrument Nr. II ein Thermometer brachte. Die Temperatur stieg bei 5\u201417 cal. Stunde nur um 0,1\u20140,2\u00b0, bei 50 cal./Stunde um 0,9\u00b0. Bei Versuchen mit Bakterien kommt kaum eine st\u00e4rkere W\u00e4rmeproduktion vor, und von solchen geringen Temperatursteige-r\u00fcngen k\u00f6nnen wir getrost absehen. Die Temperatur der Innenfl\u00fcssigkeit kann aber bei starker W\u00e4rmeproduktion bedeutend zunehmen, z. B. bei 400 cal./Stunde um mehr als 7\u00b0.\nDer Abfall der Temperaturerh\u00f6hung erfolgt anfangs nach Sistierung der W\u00e4rmeproduktion selbstverst\u00e4ndlich schnell, in der ersten Stunde gleichen sich ungef\u00e4hr 50\u201470\u00b0/o des Temperaturunterschiedes aus: der Ausgleich geschieht sp\u00e4ter langsamer, so da\u00df der ganze Abfall eines Temperaturunterschiedes von . 7,2\u00b0 etwa 10 Stunden beansprucht. Das ist der Grund, warum bei st\u00e4rkerer W\u00e4rmeproduktion, wie erw\u00e4hnt, das \u00dcberdestillieren des \u00c4thers nicht gleichzeitig mit der Sistierung der W\u00e4rmeproduktion aufh\u00f6rt. Dies bedeutet bei Versuchen mit Bakterien, da\u00df die am Kalorimeter abgelesene W\u00e4rmeentwicklung protrahierter erscheint, als in der Wirklichkeit: in der Gesamtzahl der produzierten Kalorien bedeutet dies selbstverst\u00e4ndlich keinen Fehler, ja selbst die geringe zeitliche Verschiebung k\u00f6nnte durch entsprechende Berechnungen korrigiert werden.\n\u00dcber die Ergebnisse der mit dem hier beschriebenen Kalorimeter ausgef\u00fchrten Versuche \u00fcber die W\u00e4rmeproduktion der Bakterien beabsichtige ich bei anderer Gelegenheit zu berichten. Diesmal will ich nur zur Illustration dessen, da\u00df das Instrument zu derartigen Untersuchungen geeignet ist, einige .Orientierungsversuche mitteilen, aus welchen auch das Problem zu ersehen ist, dessen L\u00f6sung ich von diesen Versuchen eigentlich erwarte.\nAuf Grund der Reaktionsgleichungen kann es nicht entschieden werden, ob sich unter den vielartigen Bakterien nicht auch solche linden, deren Stoffwechsel endothermisch ist. Tat-\ni","page":398},{"file":"p0399.txt","language":"de","ocr_de":"Mikrokalorimetrische W\u00e4rmeproduktion von Bakterien. 399\ns\u00e4chlich erwiesen sich alle mit dem beschriebenen Kalorimeter bisher untersuchten bakteriellen Prozesse s\u00e4mtlich als exotherm.1) Meine zun\u00e4chst zu l\u00f6sende Aufgabe wird also sein, zu untersuchen, unter welchen Umst\u00e4nden ein endothermischer Teilproze\u00df, wie z. B. die Denitrifikation, welcher aber durch die damit verbundene Oxydation der als Energiequelle dienenden organischen Verbindungen im Endresultate zu einem exother-mischen Prozesse wird, mit der verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig geringsten W\u00e4rmeproduktion abl\u00e4uft. Einstweilen untersuchte ich, ob die Denitrifikation in einer l\u00b0/oigen KN03-L\u00f6sung bei (iegenwart von relativ viel oder wenig organischer Substanz mit verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig geringerer W\u00e4rmeproduktion einhergeht. Die Versuche wurden mit einer im Sommer 1911 in Beijerineks Laboratorium zu Delft isolierten Bact. Stutzeri-Art ausgef\u00fchrt. Als organische Nahrung dienten Traubenzuckerl\u00f6sungen verschiedener Konzentration: zu Ende des Versuches war alles Nitrat und Nitrit verschwunden.\nDie Resultate waren die folgenden:\nZucker\t\t\t\t\u2014 Pro 1 g zersetztes KN03 entwickelte (gr\u00fc\u00dfe) Cal\n\u25a0 \u00bb/\u00bb\t\n1,0\t1,31\n2,0\t1,46\n5.0\t1.49\nAus diesen Versuchen erhellt, da\u00df, wenn den Bakterien mehr Zucker zur Verf\u00fcgung steht, dieselben zur Zersetzung der gleichen Nitratmenge eine, zwar nicht bedeutend gr\u00f6\u00dfere W\u00e4rmemenge produzieren.\nZusammenfassung: Es wird ein auf die Verwertung der Verdampfungsw\u00e4rme des \u00c4thers gegr\u00fcndetes, f\u00fcr die Bestimmung der W\u00e4rmeentwicklung von Bakterien geeignetes Mikrokalorimeter beschrieben. An demselben wird direkt , die ent-\n\u25a0') Falls es gelingen w\u00fcrde, einen Mikroorganismus zu finden, dessen Stoffwechsel tats\u00e4chlich endolhermisch ist, m\u00fc\u00dfte die Brauchbarkeit des Kalorimeters f\u00fcr derartige Vorg\u00e4nge durch besondere Versuche bewiesen werden.","page":399},{"file":"p0400.txt","language":"de","ocr_de":"400 K.v.K o rosy, Mikrokalorimetrische W\u00e4rmeproduktion von Bakterien.\nwickelte Anzahl von Kalorien, und nicht die Geschwindigkeit der W\u00e4rmeentwicklung abgelesen; die f\u00fcr dieselbe Anzahl entwickelter Kalorien \u00fcberdestillierende Athermenge ist von der Geschwindigkeit der W\u00e4rmeentwicklung nahezu unabh\u00e4ngig. Das Instrument ist sehr empfindlich und erlaubt bei verschiedener und w\u00e4hrend des Versuches sich nur schwach \u00e4ndernder Temperatur zu arbeiten.","page":400}],"identifier":"lit19875","issued":"1913","language":"de","pages":"383-400","startpages":"383","title":"Mikrokalorimeter zur Bestimmung der W\u00e4rmeproduktion von Bakterien","type":"Journal Article","volume":"86"},"revision":0,"updated":"2022-01-31T15:20:29.691231+00:00"}