Methoden zur Evaluation von Zytotoxizit¨at und Struktur ... - OPUS
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3.2 Prokaryoten 39<br />
sich meist die Intensität, Polarisation <strong>und</strong> Richtung des einfallenden Lichtstrahles.<br />
Während bei elastischer Streuung kein Energietransfer zwischen Lichtquanten <strong>und</strong><br />
streuender Materie stattfindet <strong>und</strong> somit nur eine Impulsänderung der einfallenden<br />
Strahlung auftritt, wird bei der inelastischen Streuung zunächst Energie vom beteilig-<br />
ten Molekül absorbiert <strong>und</strong> darauffolgend in Form eines Lichtquantes anderer Energie<br />
wieder abgestrahlt. Für die elastische Streuung existieren im Falle der Einzelstreuung<br />
(hier streuen die Teilchen unabhängig <strong>von</strong> einander unter der Voraussetzung, dass der<br />
mittlere Teilchenabstand mindestens dem doppelten Durchmesser der Teilchen ent-<br />
spricht) zwei strenge Theorien [202]:<br />
• Rayleigh-Streuung: bei Streuung an Molekülen, die klein sind gegen die Wel-<br />
lenlänge λ: d. h. 2πr/λ < 0.1 [148].<br />
• Mie-Streuung: bei Streuung an isotropen, kugelförmigen Teilchen beliebiger<br />
Größe unter der Bedingung: 2πr/λ ≥ 10) [148, 177, 270],<br />
wobei r der Teilchenradius ist. Tritt Licht durch eine kolloidale mikrobielle Lösung, so<br />
ist die Mie-Streuung der <strong>zur</strong> Lichtabschwächung führende dominierende Prozess. Ab-<br />
sorptionsprozesse aufgr<strong>und</strong> <strong>von</strong> Oberflächenmolekülen können vernachlässigt wer-<br />
den [23]. Die gesamte Lichtschwächung beim Durchgang durch eine Probe wird als<br />
Extinktion E, oder als optische Dichte (OD) bezeichnet <strong>und</strong> ist über den Anteil der<br />
transmittierten Lichtmenge T definiert.<br />
E(λ) = OD(λ) = −logT(λ) = −log I<br />
T : transmittierte Lichtmenge<br />
I : Intensität des austretenden Lichtes<br />
I0 : Intensität des eingestrahlten Lichtes<br />
I0<br />
(3.4)<br />
Unter der Annahme, dass die Lichtschwächung ausschließlich durch elastische Streu-<br />
ung verursacht wird, verringert sich die Lichtintensität I0 beim Durchgang durch<br />
eine Probe der Konzentration c <strong>und</strong> der Schichtdicke x, in Analogie zum Lambert-<br />
Beerschen Gesetz exponentiell (Abschnitt 3.3.1):<br />
I = I0e −sncx<br />
sn : natürlicher Streukoeffizient<br />
c : Zelldichte<br />
x : Schichtdicke (Länge des Lichtweges durch die Suspension)<br />
(3.5)
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