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Respirometrie

Respirometrie ist die Bestimmung des Gasstoffwechsels von Organismen (Wirbeltieren, Wirbellosen, Pflanzen, Geweben, Zellen oder Mikroorganismen). Die Messungen der Sauerstoffaufnahme (MO2) und der Kohlendioxidfreisetzung (MCO2) können zur Berechnung der Stoffwechselrate der Organismen verwendet werden.

Die in Nahrungsmolekülen enthaltene Energie wird für den Organismus verfügbar, wenn die Moleküle oder ihre Derivate einer Oxidation unterliegen. Der aerobe Abbau von Substanzen erfordert eine konstante Zufuhr ausreichender Mengen an Sauerstoff. Die Atmung ist für alle lebenden Organismen unerlässlich.

Respirometrie kann in allen Maßstäben angewendet werden, von Mikroorganismen bis hin zu Großtieren, und in verschiedenen Bereichen wie der biologischen oder medizinischen Grundlagenforschung, Umweltstudien oder der Abwasserbehandlung.

Respirometrie erfordert zuverlässige Sensortechnologie, und optische Sensoren haben mehrere Eigenschaften, die sie für Respirationsmessung ideal geeignet machen:    

  • Nichtinvasive Messung in geschlossenen Kammern    
  • Messungen in flüssiger und gasförmiger Phase    
  • Kein Sauerstoffverbrauch während der Messung    
  • Signal unabhängig von der Durchflussrate    
  • Flexibilität in Format und Größe des Gefäßes


Setups             Kontaktieren Sie uns

Geschlossene Respirometrie

Bei der geschlossenen Respirometrie wird der Organismus, die Zellen oder das Gewebe in einer luftdichten, mit Wasser oder Luft gefüllten Respirometriekammer platziert. In der Kammer kann die Menge an verbrauchtem Sauerstoff und freigesetztem Kohlendioxid über einen bestimmten Zeitraum gemessen werden.

Die nicht-invasiven Sensoren von PreSens eignen sich ideal für Messungen in geschlossenen Systemen. Die Respirometriekammern brauchen keine weiteren Öffnungen, um den Sensor einzubringen, da das Auslesen der Sensorantwort durch die Wand der Kammer erfolgen kann. Darüber hinaus bieten wir spezielle Glasgefäße mit integrierten Sensoren und Schraubkappen mit Septum an. Mit diesen SensorVials können präzise Atmungsmessungen mit kleinen Organismen durchgeführt werden. Im Gegensatz zu Sauerstoffelektroden verbrauchen optische Sauerstoffsensoren während der Messung keinen Sauerstoff, was die Respirationsmessungen verfälschen würde. Mit Mehrkanal-Lesegeräten wie dem SDR SensorDish® Reader oder dem OXY-4 SMA können viele kleine Respirationskammern gleichzeitig analysiert werden.

Offene Respirometrie

Bei der offenen oder Durchfluss-Respirometrie strömt Luft oder Wasser durch die Respirationskammer und es werden die Partialdrücke von O2 oder CO2 an den Ein- und Auslässen gemessen. Der Konzentrationsunterschied kann zur Berechnung des Atemgasaustauschs herangezogen werden. Bei dieser Methode ist es wichtig, dass das Wasser oder die Luft in der Kammer gründlich gemischt werden, damit sich das aus der Kammer austretende Medium im Gleichgewicht mit dem Medium in der Respirometriekammer befindet.

PreSens bietet verschiedene Sensorlösungen für die Messung in offenen Respirometriesystemen an. Mit Sauerstoffsensoren mit sehr kurzer Ansprechzeit kann die sich ändernde Sauerstoffaufnahme online überwacht werden. Durchflusszellen mit integrierten Sensoren können in Strömungswege integriert werden und man kann gleichzeitig am Ein- und Ausgang der Kammer messen. Egal in welchem Maßstab, auch wenn Sie in einem großen Tank messen möchten, kann PreSens Ihnen schnelle und zuverlässige Sensoren für die Respirationsmessung anbieten.

Schauen Sie sich auf dem nächten Tab die verschiedenen Messsystem-Optionen an, oder wenden Sie sich an unser Serviceteam, um Ihre Anwendung im Detail zu besprechen.

Spezielle Messsysteme für die geschlossene Respirometrie kleiner Organismen

PreSens bietet verschiedene Messlösungen an, die speziell für die Respirometrie kleiner Wasserorganismen entwickelt wurden. SensorVials haben einen an der Innenwand befestigten O2 Sensor Spot oder Sensorstreifen und werden in verschiedenen Größen von 2 ml bis 20 ml angeboten. Die Integration in kundenspezifische Gefäße ist ebenfalls möglich. Die optischen Sensoren können von außen nicht-invasiv ausgelesen werden, ohne das Gefäß öffnen zu müssen.

SensorVials, Sensor Spots und der SDR SensorDish® Reader

  • SDR SensorDish® Reader + MSV-24 + SensorVials (2 mL or 4 mL)

    SensorVials mit 2 ml oder 4 ml Volumen und integriertem Sensor Spot SP-PSt5 können auf den SDR SensorDish® Reader aufgesetzt werden. Sauerstoffmessungen werden nicht-invasiv durch den Boden des Fläschchens durchgeführt, um sicherzustellen, dass kein Sauerstoff aus der Umgebungsluft eindringt. Mit diesem Aufbau kann die Atmung in bis zu 24 Proben gleichzeitig gemessen werden. Zur einfachen Positionierung werden die 24 Fläschchen in eine leere 24-Well-Platte (Lieferumfang) gestellt. Mit einem schwarzen Halter, der die Optik des Readers vor künstlichem Licht schützt, kann dieser Aufbau auch für Photosynthesemessungen verwendet werden.

    Produktinformation
  • SDR SensorDish® Reader + SP-PSt5 + (Spotintegration & Anpassungsservice)

    Die Senor Spots SP-PSt5 sind auch einzeln erhältlich, sodass sie in kundenspezifische Gefäße integriert werden können. Auf diese Weise können Respirometriekammern mit einem Volumen von bis zu 100 ml hergestellt und mit dem SDR gemessen werden. Mit größeren Fläschchen können bis zu 12 Proben gleichzeitig mit einem SDR analysiert werden. Bei Bedarf können auf Anfrage Halter für diese Spezialfläschchen angefertigt werden.

    Produktinformation
4 x 100 ml Flaschen auf SDR
Halterung mit 12 x 20 ml Fläschchen auf SDR

SensorVials, Sensor Spots und faseroptische Sauerstoffmessgeräte

  • OXY-1 SMA + optische Polymerfaser + Vial Adapter + SensorVial + PreSens Measurement Studio 2

    PreSens bietet 20 ml SensorVials mit integrierten Sensorstreifen an. Die Sensorstreifen ermöglichen das Ablesen des Sauerstoffgehalts in verschiedenen Tiefen des Fläschchens oder gleichzeitig in flüssiger und gasförmiger Phase, ohne das Gefäß zu öffnen. Es sind auch Fläschchen für Magnetrührer erhältlich, bei denen der Sensorstreifen nicht bis zum Boden reicht. Der Sensorstreifen wird von außen über eine Polymer-Lichtleitfaser ausgelesen, die an einem kompakten Sauerstoffmessgerät angebracht ist. Ein Vial Adapter kann verwendet werden, um die Faser gegenüber dem Sensorstreifen in Position zu halten. Es ist auch möglich, eines oder mehrere unserer Mehrkanal-Sauerstoffmessgeräte zu verwenden, wie z. B. OXY-4 SMA und an mehreren Stellen gleichzeitig in einem SensorVial zu messen. Mit der Software PreSens Measurement Studio 2 können Sie die Sauerstoffentwicklung online auf allen Kanälen verfolgen.

    Produktinformation
  • OXY-1 SMA + optische Polymerfaser + O2 Sensor Spot + PreSens Measurement Studio 2

    Sensor Spots für verschiedene Messbereiche können in jedes durchsichtige Glas- oder Kunststoffgefäß / Tank integriert werden, bevor dieses für die Respirationsmessungen geschlossen wird. Die Sauerstoffmessungen werden von außen nicht-invasiv über Polymer-Lichtwellenleiter durchgeführt. Die Faser ist mit einem kleinen Sauerstoffmessgerät verbunden, das von der PreSens Measurement Studio 2 Software gesteuert wird. Die Software ermöglicht die Steuerung mehrerer Sauerstoffmessgeräte, sodass Messungen in verschiedenen Behältern oder an verschiedenen Positionen in einem Behälter online auf dem PC verfolgt werden können.

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Lösungen für die Sauerstoffmessung in offener Respirometrie

PreSens bietet mehrere Sensoren an, die in den Strömungsweg eines offenen Respirometriesystems integriert werden können.

Durchflusszellen mit integrierten Sensoren und faseroptische Sauerstoffmessgeräte

Durchflusszellen mit integrierten Sensoren sind in verschiedenen Größen erhältlich. Sie können in Schläuche (FTC-PSt3) oder Metallrohre (FTM-M10-PSt3) am Ein- und Ausgang der Respirometriekammer integriert werden. Der Sauerstoffsensor in der Durchflusszelle wird berührungslos mit einer Polymer-Lichtleitfaser ausgelesen, die an ein kleines Sauerstoffmessgerät angeschlossen ist. Mit der Software PreSens Measurement Studio 2 können Sie mehrere Sauerstoffmessgeräte steuern und die Sauerstoffentwicklung am Ein- und Ausgang Ihrer Kammer online verfolgen.

  • OXY-1 SMA + optische Polymerfaser + O2 Durchflusszelle FTC-PSt3 + PreSens Measurement Studio 2

    Dieser Aufbau eignet sich für die Integration in Schläuche am Ein- und Auslass der Respirometriekammer.

    Produktinformation
  • OXY-1 SMA + optische Polymerfaser POF-SCT + O2 Durchflusszelle FTM-M10-PSt3 + PreSens Measurement Studio 2

    Dieser Aufbau eignet sich für die Integration in Metallrohre am Ein- und Auslass der Respirometriekammer

    Produktinformation

O2 Mikrosensoren und faseroptische Sauerstoffmessgeräte

  • OXY-1 ST + Sauerstoff-Nadelmikrosensor NTH-PSt7 + PreSens Measurement Studio 2

    Eine andere Lösung, die in größeren Aufbauten implementiert werden kann, besteht darin, die nadelförmigen Mikrosensoren von PreSens im Strömungspfad zu installieren. Diese Sensoren sind in ein Spritzengehäuse integriert und haben eine sehr schnelle Reaktionszeit. Eingebaut in den Strömungsweg Ihrer Respirometriekammer können Sie damit Änderungen des Sauerstoffgehalts sofort erkennen.

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OEM-Lösungen und Anpassungen für Respirometrie

PreSens bietet verschiedene Sauerstoffmesslösungen an, die in vorhandene Steuerungs- und Messgeräte zur Atmungsüberwachung integriert werden können. Kleine elektrooptische Module können problemlos in Gehäuse eingebaut und robuste Edelstahlsonden direkt an Steuerungen angeschlossen werden. Eine weitere Option ist das kabellose Sauerstoffmesssystem OXYBase® Blue, das über eine Bluetooth-Verbindung von Ihrem Smartphone aus gesteuert werden kann. Wir bieten auch Dienstleistungen im Bereich Sensortechnik an. Wenn Sie eine spezielle Messlösung benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren!

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