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Page 1: Lebendmikroskopie mit monochromatischem und polarisiertem Licht

318 Kurze Or ig ina lmi t te i lungen . [ Die Naftlr wissenschaften

ar t ig . Die Tatsaehe , dab be im CuCl~ die insgesamt gebundene Menge an Anion geringer i s t als be im CuSO~, erklfiren wi t so, daft das C1-Anion der Ober- f l f ichenverbindung le ichter abhydro l i s i e r t wird. Diese unsere Auffassung wi rd dureh die Versuche yon F i s c h e r und K u l l i n g erhfirtet , die mi t sehr groBen Wasse rmengen (I0 Liter) alle Cl-Ionen weghydrol i - s ieren konnten .

Auf Grund unserer Versuehe nehmen wir an, daft die zweiwert igen Meta l l ionen nur mi t einer, einzigen Wer t igke i t , also in der d e n k b a r e infaehs ten Weise an das S u b s t r a t gebunden werden, die zweite W e r t i g k e i t wi rd dureh das Anion bzw. - - O H abgesf i t t igt . S e h w a b - D a t t l e r ~) geben an, dab die Zonen zwei- wer t iger Ka t ionen ebenso lang s ind wie die der ein- wert igen, und S c h w a b - I s s i d o r i d i s a) bemerken , dab das A b s o r p t i o n s s p e k t r u m far das Vorl iegen bas iseher Verb indungen an der Subs t ra toberf l f iehe spr ieht .

F a r die , ,LSsl iehkei t" der Oberf l f iehenverbindungen lassen sieh keine Zahlen angeben; man da r f - s i e abe t n ieht mi t dem LOsl iehke i t sprodukt freier, sehwer- 16slieher Niedersehlfige der be t re f fenden Ka t ionen be- reehnen wollen, denn diese haben eine andere Z u s a m - mense tzung und einen git termfif t igen Aufbau.

Die seharfen Grenzen bei der Ioneneh roma to - graphic spreehen ebenfal ls far einen doppe l t en Aus- tauseh (s. a. 4) a n d gegen eine re ine A d s o r p t i o n in den einzelnen Bezirken. Die A n n a h m e eines Ionenaus- tausehes ergibt sieh eigent l ieh zwangsweise, well Ionen ~us der L6sung au fgenommen werden. Die Ober- f l f iehenverbindungen dar f man wohl als monomole- ku la r annehmen, h ierauf be ruh t ihre g l a t t e Beak t ions - f i ih igkei t und die seharfen Trennungen , z . B . der se l tenen Erden. Es d t i r f te anzunehmen sein, daft alas A l u m i n i u m o x y d sieh a m p h o t e r betf i t igen kann. Seine verseh iedenen F o r m e n werden sich in dieser Beziehung verseh ieden ve rha l t en . Basiseh reagierende, sehwer- 16sliehe Stoffe wie Spinelle, Z inkoxyd , L a n t h a n o x y d , L a n t h a n e a r b o n a t , gere inigte Knoehen,~Alkal ieel lu lose s ind wie das A l u m i n i u m o x y d ebe~nfalls ch roma tog ra - phisehe Basenaus tauseher . t ibe r dei~ Basenaus tauseh s ind ande r sa r t i ge Versuehe ausgeVihr t worden,

Anorganiseh-ehemisehes Ins t i t t / t der Teehnisehen Univers i t f i t Ber l in -Char lo t t enburg .

J e a n D ' A n s . G i s e l a H e i n r i e h :

Eingegangen. a m ~ 6 . Mai 1949.

') F i s e h e r , W . , u n d K u l l i n g , A., Na tu rw. 35. J a h r g a n g , Hef t 9, S. "283 (1948).

~) S c h w a b , G . M . , D a t t l e r , Z. angew. Chem. 5 i , 709 (1938). a) S c h w a b , G. M., I s s i d o r i d i s , Z. phys . Chem. 53, 1 - -19 (1943). ~) F r i c k e , t l . und S c h m f i h , H., Z. anorg. Chem. 255, 2 5 2 ~ 2 6 8

(1948).

Lebendmikroskopie mit monoehromatisehem und polarisiertem Lieht.

Sei tdem vor e inem halbert J a h r h u n d e r t F i s c h e r ~) seine Model lversuehe zur Ana lyse f ix ier ter und ge- ff irbter S t ruk tu r en wiiBriger EiweiB1Osungen ver- 0ffent l ieht hat , i s t neben tier wirkl ich kr i t i sehen Aus- wer tung h i s to log ischdeehniseher Ergebnisse das Stu- d ium des lebenden Objek t s un te r op t ima len n a t a r - l ichen und unter exper imente l l abge~nder ten Bedin- gungen (Gewebeku l tu r in v i t ro , Vitalff irbung, Mi- krurg ie u.v.a.) in Cytologie u n d Histologie immer wieder gefbrder t worden2). Aueh der ane rkann te Meister vergle iehender und exper imente l le r Zellfor- sehung, E r n s t K f i s t e r , dem diese Mit te i lung zu se inem 75. Gebur t s t age in Verehrung zugeeignet sei, ha t den besonderen W e r t tier Lebendmikroskop ie und die Bedeu tung exak ten Naehweises des Vi ta l zus tandes immer wieder herausgestell t3). I n d e m aber die mikro- skopisehen Bilder tier Ze l l s t ruk turen bei Lebendunte r - suehung h~ufig an ffrofter K o n t r a s t a r m u t und an einer t~berf~ille gleiehf(Srmiger, meis t e infaehster" Bildele- men te (Kugeln, Stfibehen, Ger0ste oder ffidige Ge- bilde) yon durehg~ngig sehr ger ingen Unterseh ieden in L ieh tb reehung und Abso rp t i on (Fiirbung) leiden,

is t die Or ien t ie rung oft iiuBerst ersehwert , und zu ein- wandfre ien Diagnos t iz ie rungen ist im al lgemeinen der Vergleieh mi t Dauerp~f ipara ten unerl~iBliehd). Dureh F ix ie ren und Differenzierert mi t te ls wasserentz iehend oder gerbend wirkenden Beagenzien wird dabe i ein hSherer Breehungskoeff iz ient h0rvorgerufen, dureh Fi i rben die se lekt ive Absorp t ion vers t i i rk t . Noeh viel zu wenig angewand t aber wird ein anderes, den Vi t a l zus tand der Objek te n ieht in demselben Grade be= einflussendes Versuehsmi t te l zur Steigerung der Bre- chungsunterschiede zwisehen mikroskopisehen Zellbe- s t and te i l en ; die Besehfif t igung mi t diesem ist lange yon dem W u n s e h einer Erwe i t e rung der mikrosko- pisehen Dimensionsgrenze ve rd r~ng t gewesen, und erst in der Pha se nkon t r a s tmik roskop i e 5) is t dureh willk~irliehe Beeinflussung der Phase") eines L ieh tan- tells die K o n t r a s t w i r k u n g in den Pr f ipara ten bis zur Dars te l lba rke i t ungefi i rbter Chromosomen in vivo 7) verstfirk~ worden. Aber aueh ohne die hierbei erfor- derl iehe A p p a r a t u r liiftt sieh die Vi ta lmikroskopie ungeffirbter Zellen verbessern, wenn man experi- mentel l die Wellenldnge ~ des zur Be leuehtung dienen- den Liehtes verf indert , bis die L ieh tbreehungsun te r - seh iede (nl, n~) zweier gerade un te r sueh ten K o m p o - nenten ein M a x i m u m erreiehen. Dessen Lage ist zwar erst mi t der Kenn tn i s der beiden Dispersionskurven, dureh welehe die Funktion. zwisehen Z und n d e r beiden K o m p o n e n t e n besehr ieben wird, genau be- s t immbar . In groBer Annfiherung lfiBt sieh ihr Verlauf mindes tens in Bereiehen der Durehs ieh t igke i t dureh eine Beziehung wie

nr ~ - - 1 a l a2 a3 n ~ + ~ ~ , ,2§ ~ ~,~§ ~ ~2+ ..............

~ 0 , 1 - - ~ 0 , 2 - - ' P 0 , 3 - -

worin a~, a~, a2 individuel le Kons tan ten , vo,, vo2, *o~ gewisse t(~r .den l ieh tbreehendel l K6rper r s t isehe Frequenzen bedeuten, ausdr~ekeLS). Einfacher aber l~ftt sieh empiriseh bei Anwendung monoehro- matisehen Liehtes die Breehungsdifferenz l inden, bei welcher der K o n t r a s t sonst n ieht un te r sehe idbare r Ze l lkomponenten r e l a t iv groft wird. Die opt isehen Bedingungen far alas Auf t re ten yon In ter ferenzen 1nit m~gliehst s tei len In tens i t f i t smax ima zwisehen St ruk- tu re lementen der Zelle ergeben sowohl bei Oberwiegen der Beugungswirkung (Ul t ramikroskopie) als aueh be im Vorherrsehen der Breehungserseheinungen (ge- w0hnliehe Mikroskopie) wegen der ehromat i sehen Abe r r a t i on abgebeugten und gebroehenen Liehtes am Objek t den Vorzug rhonochromatischer Durchleuchlung des Objektsg), falls diese in gentigend grofter In ten- si t fit er re ieht werden kann. F a r das Aufsuehen der op- t imalen Wellenlfinge bedar f es aueh n ieht unbed ing t eines kos t sp i e l i gen Monoehromat0rs , sondern s o l a n g e nieht das ganze S p e k t r u m zusammenhf ingend dureh- p rob t werden soll, gent~gt der Gebraueh beispielsweise einer Cd-Spek t r a l l ampe in Verb indung mi t geeigneten Fil terkombinationen~O), um eine ausre iehende Anzahl Spekt ra l l in ien so wel t auszusondern, dab spekt ra l genug gereinigtes Lieht vorl iegt . Noeh vor te i lha f t e r ist, wie naeh Wiederersehe inen der Z. w: Mikrosk. ausffihrlieh gezeig~ werden soll, die Verwendung eines Polar i sa tors unter dem Objek t t i seh und das Polarisieren der mono- chromatisch gemachlen Lichlquelle. Zu wenig beaeh te t wird ~iberhaupt aueh heu te noeh, wie bei Lebend- beobaeh tungen der Gebraueh polar i s ie r ten Liehtes alle andern Be leueh tungsmethoden du tch vielsei t igen Anwendungsbere ieh und die F011e der m6gliehen Auf- sehliisse wel t f iber t r i f f t~) . Beide Folgerungen ftir die Verbesserung yon Vi t a lbeobaeh tungen gel ten zwar zuers t ft~r Untersuchungen in t r a n s m i t t i e r t e m Licht , s ind aber b e i m Mikroskopieren mi t re f lek t ie r tem Lieht ~) gleieh vor te i lhaf t .

Labor . f~ Polar . -Mikrosk. , Bremen.

H a n s H. P f e i f f e r .

Eingegangen am 4. Jun i 1949.

~) F i s c h e r , A., F ix ie ruag , Ffirbung un4 Bau des P ro top la smas Jena (1899).

2) P f e i f f e r , H. H., Expe r imen te l l e Cytologie, 14 f. Leiden (1940); Neudruck im Er seheinen ( W a l t h a m / M ag. ) - - Vgl. auch P e t er s en, Ho, Histologie und mikroskopische Anatomic . Mfinehen (1935).

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Heft 10 1949 ] Kurze Originalmi t te i lungen. 319

3) K f i s t e r , E., Ex pe r imen t e l l e Zellforsehung, 10, 46, J ena (1948). q Z e i g e r , K., Phys ikochemische Grundlagen der h is to logischen

Methodik, 1, Dresden u. Leipzig (I938). s) K O h l e r , A., und L o o s , W., Naturwiss . 29, 49 ( 1 9 4 1 ) . - Z e r -

n i k e, F., in A. B 0 u w e r , Ach i evemen t in optics, 116. A m s t e r d a m (1946).

~) P f e i f f e r , H. H., Das Po la r i s a t ionsmik roskop als MeBinstru- m e n t in Biologie und Medizin, 2, 19, 72, Braunschweig (1949).

7) M i c h e l , K., Naturwiss . 29, 61 (1941). ~) E n c k e n , A., Grundrit] der phys ika l i schen Chemie, 6. Aufl. ,

439, Leipzig (1944). ~) O s t w a l d , Wo., L ich t und Farbe in Kolloiden, 206, Dresden

u. Le ipz ig (1924). ~o) P f e i f f e r , H. H,, Z. w. Mikr0sk. , im Druek. n) P f e i f f e r , H. H., Das Po la r i sa t ionsmikroskop , 1. c. 29. a=) P f e i f f e r , 1. c. 18, 26, 71; E x p e r i m e n t e l l e Cytologie, 15, 196,

214, Le iden (1940).

Ein neues Einsehlui lndttel for histologisehe Priiparate.

Der Bedarf an e inem EinsebluBmit te l for histolo- gisehe Pr~parate, alas alle gestell ten Bedingungen er- ffillt, ist bisher noeh nieht zufr iedenstel lend gelOst. An ein derartiges Mittel werden im wesenttiehen folgende drei Forderungen gestelit :

1. Es darf die Fdrbungen nicht beein/lussen, aueh n i eh t dureh eine allmOhliehe Zersetzung.

2. Es muf~ eine ausreiehend hohe opIische Dichte auf- weisen.

3. Es muf] re la t iv rasch erhdrten.

Weiterh in spielt na t0r l ieh aueh die Forge eine ge- wisse Flolle, wenn sie ouch bei df innen Sehni t ten nur wenig ins Gewieht ffillt.

Das neue Einsebluf lmit te l ,,Bheuohislol" (Her- steller: Chemisehe Werke FlheinpreuBen, Homberg- Nie~lerrhein) erffillt die obens tehenden Bedingungen. Seine Eigensehaften sind aus naehs tehender Tabelle 1 zu entnehmen.

Tabelle 1. i . . . . . . . . .

Rhenohis to l 60 ,% Bhenohis to l les t + 2%

in XNIol .. We ichmaehe r - = .... ... ,

S f i u r e z a h l 3,0 0,5 Sehmelzpunk t 70 ~ 95 98 ~

Es zeiehnet sieh dureh seinen neut ra len Charakter aus, so dab aueh die emp[indIichsten Fdrbungen dar in nicht verblassen.

Es sei jedoeh bemerkt , dab Pfirbungen mit Pikr in- s~ure, wie die v a n Gi e s o n-Ff i rbung, infolge ihres Ge- haltes an Pikr ins~ure und nieht dureh dos EinsehluB- mit te l in ihrer H~matoxy l inkomponen te allm~hlich ausbleiehen, und zwar propor t ional dem Pikrinsfiure. gehalt.

Tabel le 2. Brechungsiudiees.

Para f f inum l i q u i d u m 1,482 Terpineol �9 1,483 p-XyloI 1,485 Toluol 1,492 m-Xylol 1,503 o-Xylol 1,508 Canadaba l s am (60% in Xylol) 1,518 Duroba]sam , ,Grt ibler" 1,518 Rhenohis to l (60 % in Xylol) 1,520 Benzyla lkohol 1,541 Cae4ax 1,55 Schwefelkohlenstoff 1,628

Die oplische Dichle yon Bhenohistol liegt mit l ~ = 1,520 etwas fiber der yon Canadabalsam (n~ ~ 1,518). Vor anderen EinsehluBmit te ln zeiehnet sieh Flhenohistol dadureh aus, daft es re la t iv raseh erhfirtet, denn es handel t sieh um eine L0sung einer festen Kuns tha rzsubs t anz in Xylol, das je naeh der Tempe- ra tur der Umgebung mehr oder weniger sehnell ver- dunste t , so dab das Einsehlufimit tel im Paraffin- sehrank in wenigen Tagen erhdrlet. FOr Kurspr~para te

und bei Immers ionsbe t raeh tungen ist dies besonders wiehtig. SehlieBlieh ist noeh hervorzuheben, dal] der Preis dieses,Prfiparates erheblich niedriger ist als der des na ta r l i ehen Canadabalsams.

Aus der biologisehen Forsehungsabte i lung tier Chemi- sehen Werke 1Rheinpreul3en, Homberg-Niederrhein.

E r i c h S c h i l l e r . g ingegangen am 18. Jun i 1949.

Der Hemmstof f des Maisseutel lums ein Wuehsstoff inaktivator.

Dureh Voss ~) win'de 1939 im Scutel lum und Endo- sperm yon Zea Mays ein Hemmstoff fur das Strek- kungswaehs tum aufgefunden, der als Wuehsstoff- an tagonis t das Reakt ionsverm6gen der Zellen auf Wuehsstoff ve rmindern soll. Neuerdings wird yon Moevus~) den in Frfichten vorkommenden , keimungs- hemmenden Stoffen (Blaslokoliuen) die gleiche Eigen- sehaft zugesproehen. Aueh die Blastokoline hemmen neben der Ke imung das St reekungswaehstum der Zellen und setzen die zellstreekende Wirkung k0nst- lieh zugef0hrten Wuehsstoffes herab. Wirk t der Wuehsstoff abet in einer hohen, waehs tumshemmenden Konzen t ra t ion auf die Zellen ein, so steigern die Blasto- koline die Waehs tumshemmung . Sie verha l ten sieh damit also aclditiu zur Wuehsstoffwirkung. Im Kresse- test naeh M o e v u s kSnnen nun die waehstumf6r- dernde oder waehs tumshemmende Wirkung geringer bzw. hoher Wuehss tof fkonzent ra t ionen nnd bei ZUgabe yon Hemmstoffen deren waehstumshemmender Einflu~ auf das Wurze lwaehs tum getestet und ihr addit ives Verhal ten zueinander fiberprfift werden. Eine Waehs- tumshemmnng der Kressewurzeln, die dureh eine fur die Zellstreekung Obermaximale Wuehsstoffkonzen- t r a t ion ausgelSst ist, wird dureh Zugabe einer be- s t immten Menge Hemmstoff naeh der Art der Blasto- koline (z. B. Cumarin) um einen bes t immten Betrag erh0ht. Um den gleiehen Betrag wird die waehstums- f6rdernde Wi rkung einer opt imalen Wuehsstoffkon- zent ra t ion herabgesetzt.

Wir haben n u n im Verlauf einer Analyse der bei der Ke imung im Maisscutellum s ta t t f indenden Wuehs- s toff inakt iv ierung die Wirkung des Hemmstoffes aus dem Maisseutellum im Kressetest naeh M o e v u s mit und ohne Zugabe yon Wuehsstoffen ( E n d o s p e r m - . Wuchsstoff und ~-Indolylessigs~ure) untersucht . Dabei ergab sich keine addilive Wirkung yon Scutellumhemm- slo// und Endospermwuchssto// (Tabelle 1).

Tabel le 1. Die Wirkung yon ScuteIlumhemmsto[/ (Spalle A) . En- dospermwuchsstof[ (Spalte B) , einer LSsung Hemmstoff /Wuct{ssloff (Spalle C) auf dos Wachslum der Kressewurzeln und die bei additiver Wirkung yon Wuchselo[f und Hemmstoff zu erwarlenden Werle (Spalte D). Die Werle sind in Prozenten des Wachstums der Ken-

lrollen (in H20 wachsender Kresse) angegeben.

Verd. Stufen A B I C D

10 -o - - 8 8 --"66 { - - % - - - i 0 0 (--154) 10 -~ - - 55 ~ 40 l - - 95 10 -* - - 1 2 + - 2 0 - - 12 I0 -a ~ 0 :k 0 :k 0 :k 0 1 0 - 4 10 -~ ~ 0 0 + 6 :i: 0 + 6

,4-22 • 0 + 22

DarOber hinaus zeigen diese Testversuehe, dab die Hemmstoff-/WuehsstofflOsung in for Wnehsstoffwir- kung opt imaler Ve rdannung keinen Wuehsstoffcha- rakter mehr besitzt, obwohl in dieser Verdfinnung's- stnfe der Hemmstoff allein keine W a e h s t u m s h e m m u n g der Wurzeln mehr auslOst. Daraus kann gesehlossen werden, dafJ der Hemmstoff des Maisseutellums nieht das Fleakt ionsverm0gen der Zellen a u f Wuehsstoff herabsetzt , also n ieht als Wuehstoffantagonis t , sondern vielmehr als Wuchsstoffinaktivator wirkt. In dieser Eigensehaft 0berf0hrt er den Wuchsstoff in eine in- aktive Form nnd verliert dabei selbst seine wachstums- hemmende Wirkung. Der Hemmstoff des Maisseu- tel lums ist daher in seiner Wi rkung nieht den Blasto- kol inen gleiehzusetzen. Da naeh den jf lngsten Erfah- rungen der Wuehsstofforsehung tier Endospermwuchs- stoff m i t d e r , fl-Indolylessigsflure ident iseh ist, k a n n


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