Респирометр Варбурга

Респирометр Варбурга, предназначенный для измерений газообмена при постоянном объеме (рис. 5.12), был сконструирован немецким биологом Отто Варбургом более 50 лет назад. Юн позволяет измерять скорость поглощения O₂ и выделения CO₂ растительными тканями. Прибор состоит из большого числа сосудиков, к каждому из которых присоединен манометр, дающий возможность следить за тем, как меняется в данном сосудике давление газа. В сосудики помещают небольшие проростки, семена, части растения или культуры клеток. Температуру и объем сосудиков, к которым присоединены манометры, поддерживают постоянными, и, следовательно, изменения в давлении газов внутри сосудиков обусловливаются только поглощением газа растительной тканью или выделением газа из нее. Поглощаются тканью и выделяются из нее главным образом два газа - кислород и двуокись углерода; именно от их поглощения или выделения и зависит изменение давления в сосудиках.

Рис. 5.12. Измерение скорости газообмена в респирометре Варбурга

Постоянство температуры и объема сосудиков - важное условие, потому что обе эти величины влияют на давление, которое связано с ними следующей зависимостью:

где P - давление, V - объем и T - температура. Для поддержания постоянной температуры сосудики погружают в термостатированную баню, а постоянство объема каждого сосудика обеспечивают, устанавливая с помощью нажимного крана жидкость в манометре перед началом опыта на нулевом уровне. Изменения в давлении, связанные с небольшими колебаниями температуры водяной бани, регистрируют в контрольном сосудике, не содержащем исследуемого образца. Этот же контроль позволяет учитывать и изменения в атмосферном давлении.

Респирометр Варбурга дает возможность измерять поглощение кислорода независимо от выделения CO₂. Для этого центральный цилиндрик, находящийся внутри сосудика с образцом растительной ткани, заполняют какой-нибудь сильной щелочью, например едким кали (КОН). CO₂ хорошо растворима при высоких значениях PH и непрерывно поглощается щелочью, поэтому все изменения в давлении в этих условиях зависят только от кислорода. Сложнее проводить измерения, касающиеся CO₂. Наиболее прямой метод состоит в том, что измерения проводят одновременно с двумя одинаковыми образцами в двух сосудиках, из которых только один содержит КОН. В сосудике с КОН изменения давления будут вызываться только поглощением O₂, а в сосудике без КОН они будут зависеть как от поглощения O₂, так и от выделения CO₂. Это позволяет по разности между скоростями газообмена в двух таких сосудиках определять скорость выделения CO₂.