Entwicklung eines mikrosensorischen Testsystems für ökotoxikologische und physiologische Untersuchungen unter Verwendung der einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii:
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG.
1
1.1
ALLGEMEINES.1
1.2 CHARAKTERISIERUNG DER BIOSENSORIK.2
1.3 WARUM DIE EINZELLIGE GRUENALGE CHLAMYDOMONAS REINHARDTQ ALS
BIOLOGISCHE
KOMPONENTE EINES BIOSENSORS INTERESSANT IST.9
1.4 ERFASSBARE PARAMETER ATMUNG UND PHOTOSYNTHESE SOWIE DEREN
THEORETISCHER HINTERGRUND.10
1.5 BIOPROZESSMODELLE.I6
1.6 IDEE UND KONZEPT DES PHYSIOCONIROL-MICROSYSTEMS.19
1.7
ZIELE DER ARBEIT.19
2 MATERIAL UND METHODEN.21
2.1 VERWENDETE CHEMIKALIEN, INHEBITORLOESUNGEN UND DEREN BEZUGSQUELLE.21
2.2
VERWENDETE CHLAMYDOMONAS REINHARDTE-STAEMME.22
2.3
MEDIEN ZUR ANZUCHT DER VORKULTUREN UND ZUR MESSUNG MIT DEM PCM.23
2.4 STAMMHALTUNG UND ANZUCHT.
25
2.5
MESSBEDINGUNGEN.2^
2.6
BESTIMMUNG DER ZELLZAHL.26
2.7
BESTIMMUNG DES CHLOROPHYLLGEHALTS.22
2.8 HERSTELLUNG VON ZYGOTEN UND BESTIMMUNG DES ZYGOTENANTEILS.28
2.9 BESTIMMUNG DER FLUENZRATE.
28
2.10 KOMPONENTEN UND AUFBAU DES VERWENDETEN MESSSYSTEMS.29
2.11 KALIBRIERUNG, REGENERIERUNG UND AUFBEWAHRUNG DER ELEKTRODEN.31
2.12 BERECHNUNG DER S AUERSTOEFF- UND PROTONENRATEN.32
2.13
BESTIMMUNG DEREC50-WERTE. 35
2.14 ABSCHAETZUNG DES FEHLERS DES SYSTEMS.35
3 ERGEBNISSE UND INTERPRETATION DER ERGEBNISSE.38
3.1 GRUNDLAGEN DES MESSSYSTEMS UND DESSEN TECHNISCHE REALISIERUNG.39
3.2
ENTWICKLUNG DER MESSZELLE DES VERWENDETEN MIKROSENSORISCHEN
TESTSYSTEMS.^3
3.3 OPTIMIERUNG UND ANPASSUNG VON KOMPONENTEN DES MESSSYSTEMS.51
3.4 ERFASSUNG UND BESCHREIBUNG GRUNDLEGENDER PARAMETER DES MESSSYSTEMS54
3.4.1 PHYSIKALISCHE UND BIOPHYSIKALISCHE PARAMETER
.54
BESTIMMUNG EINER GEEIGNETEN KAMMERGEOMETRIE.34
BESCHREIBUNG DES EINFLUSSES DER FLUSSRATE AUF DIE MESSUNGEN.55
ZUSAMMENSETZUNG DES VERWENDETEN MESSMEDIUM
.36
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/961112433
3.4.2 BIOLOGISCHE PARAMETER
.57
AUSWAHL DES BIOLOGISCHEN MATERIALS.58
EINFLUSS DER EINGESETZTEN ZELLDICHTE AUF DIE STARKE DER MESSSIGNALE IM
LICHT UND IM
DUNKELN. 59
DER EINFLUSS DER CARBONAT -KONZENTRATION IM MEDIUM AUF DEN
SAUERSTOFFUMSATZ UND DEN
CO
2
- KONZENTRIERUNGSMECHANISMUS.61
DER EINFLUSS DES PH-WERTES IM MEDIUM AUF DEN 02- UND ^-UMSATZ.66
DER EINFLUSS DER LICHTINTENSITAET AUF DIE PHOTOSYNTHESE. 72
VERGLEICHE ZWISCHEN DEN ERGEBNISSEN AUS MESSUNGEN MIT DEM HIER
EINGESETZTEN
TESTSYSTEM UND DEN ERGEBNISSEN AUS MESSUNGEN MIT EINER KONVENTIONELLEN
SAUERSTOFFINESSKAMMER BZGL. DER 02-RATE.76
GLEICHLAUF PARALLELER MESSUNGEN MIT ANALOGEM MESSAUFBAU UND
LANGZEITSTABILITAET DES
SYSTEMS.77
3.4.3 STANDARDISIERUNG DER MESSBEDINGUNGEN
.79
3.5 VERWENDUNG DES ENTWICKELTEN MESSSYSTEMS ZUR UNTERSUCHUNG
VERSCHIEDENER PFLANZENSPEZIFISCHER HEMMSTOFFE AUF CHLAMYDOMONAS
REINHARDTII.80
3.5.1 TEST VON VERBINDUNGEN, DIE BEVORZUGT IN DEN PHOTOSYNTHETISCHEN
ELEKTRONENTRANSPORT EINGREIFEN
.80
DER EINFLUSS VON PHOTOSYSTEM D-HEMMEM AUF DIE O
2
- UND VT-RATE.80
DIE WIRKUNG VON ATRAZIN AUF EINEN WILDTYPSTAMM UND EINE MUTANTE MIT
ERHOEHTER
RESISTENZ.81
DIE WIRKUNG VON DCMU AUF EINEN WILDTYPSTAMM UND EINE MUTANTE MIT
ERHOEHTER
RESISTENZ.85
DER EINFLUSS EINES PHOTOSYSTEM I-HEMMERS AUF DIE O
2
- UND H*-RATE.87
DIE WIRKUNG VON PARAQUAT.'.87
3.5.2 TEST VON VERBINDUNGEN, DIE BEVORZUGT IN DEN RESPIRATORISCHEN
ELEKTRONENTRANSPORT
EINGREIFEN
.90
DIE WIRKUNG VON SHAM UND NATRIUMAZID SOWIE KOMBINATIONEN DER
SUBSTANZEN.90
3.5.3 TEST EINER VERBINDUNGEN, DIE IN DEN STOFFWECHSEL EINGREIFT.93
HEMMSTOFFE DER CAROTINOID-BIOSYNTHESE. 93
WIRKUNG DER HEMMUNG DER CAROTINOIDBIOSYNTHESE DURCH NORFLURAZON.94
3.6 TEST VERSCHIEDENER STOFFE VON GENERELLER OEKOLOGISCHER RELEVANZ.96
SALZ ALS OSMOTISCHER STRESS.96
DER EINFLUSS EINES LOESUNGSMITTELS AUF DIE SAUERSTOFFPRODUKTION.98
DIE WIRKUNG VON ETHANOL.99
DER EINFLUSS VON DETERGENZIEN.100
DIE WIRKUNG VON BENZALKONIUMCHLORID.100
VERGLEICH DER WIRKUNG DER ENTKOPPLER CROWN UND CCCP.102
DIE WIRKUNG VON CROWN.102
DIE WIRKUNG VON CCCP.103
DER EINFLUSS VON SCHWERMETALLEN.106
DIE WIRKUNG VON KUPFERCHLORID IM VERGLEICH ZU KUPFERSULFAT.106
DIE WIRKUNG VON NICKELSULFAT.108
DIE WIRKUNG VON ZINKSULLAT.110
DIE WIRKUNG VON CADMIUMCHLORID AUF EINEN WILDTYP SOWIE EINE MUTANTE MIT
ERHOEHTER RESISTENZ UND EINE MUTANTE MIT ERHOEHTER SENSITIVITAET.111
3.7 DIFFERENZIERUNG VERSCHIEDENER WIRKGRUPPEN DURCH DIE VERWENDUNG VON
MUTANTEN UND TRANSGENER STAEMMEN VON CHLAMYDOMONAS REINHARDTH.118
DIFFERENZIERUNG ZWISCHEN PHOTOSYSTEM II UND PHOTOSYSTEM I HERBIZIDEN MIT
DER MUTANTE
MZ1.119
DIFFERENZIERUNG ZWISCHEN CADMIUM UND ANDEREN SCHWERMETALLEN MIT DER
MUTANTE CADA
.119
WIRKUNG VON SCHWERMETALLEN AUF EINE MUTANTE MIT TRANSFORMIERTEM
METALLOTHIONEINGENLLL
3.8 EINSATZ DES MESSSYSTEMS ZUR UNTERSUCHUNG BIOLOGISCHER
FRAGESTELLUNGEN
BEI CHLAMYDOMONAS REINHARDTE. 125
3.8.1 DIE WIRKUNG VON STICKSTOFFMANGEL AUF DIE ORBILDUNG BEI
CHLAMYDOMONAS
REINHARDTII
. 125
4 DISKUSSION.129
4.1 ENTWICKLUNG DES MESSSYSTEMS.130
4.2 ETABLIERUNG DES MESSSYSTEMS UND DER MESSBEDINGUNGEN.132
4.3 NUTZUNG DES MESSSYSTEMS FUER OEKOTOXIKOLOGISCHE FRAGESTELLUNGEN.134
4.4 EINSATZ VON MUTANTEN UND TRANSGENEN STAEMMEN ZUR DIFFERENZIERUNG
ZWISCHEN VERSCHIEDENEN WIRKGRUPPEN.141
4.5 EINSATZ DES MESSSYSTEMS ZUR BIOLOGISCHEN GRUNDLAGENFORSCHUNG.144
5 RESUEMEE.1.147
5.1 AUSBLICK.148 |
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