Methoden zur Evaluation von Zytotoxizit¨at und Struktur ... - OPUS

40 3. Theoretische Grundlagen
3.2.2.5 Praktische Anwendung: Turbidimetrie
Aufgrund von Streuprozessen erscheint eine Bakteriensuspension bereits ab einer
Konzentration von 10 7 Zellen/ml mit dem Auge wahrnehmbar trübe. Im Labor wer-
den für Trübungsmessungen, die häufig zur Bestimmung der Zellkonzentration und
-masse dienen, meist die primär für die Absorptionsphotometrie konstruierten Pho-
tometer verwendet. Bei der Messung müssen folgende Einflussfaktoren beachtet wer-
den, um mögliche Fehlerquellen auszuschließen [23]:
• Wellenlänge:
Die gestreute Strahlungsleistung (
Ist, Streuintensität
I0, Intensität des einfallenden Lichtes
) zeigt im Falle der
Rayleigh-Streuung bezüglich der Wellenlänge λ eine λ −4 -Abhängigkeit. Mit zu-
nehmender Partikelgröße wird der Exponent der λ-Abhängigkeit größer, bis die
Streustrahlung von λ unabhängig wird. Bei kugelförmigen Bakterien oder kurz-
en Stäbchen verhält sich die gestreute Strahlungsleistung proportional zu λ −2 bei
langen, dünnen, zufällig orientierten Stäbchen dagegen zu λ −3 [23, 147]. Deswei-
teren nimmt der Streuwinkel mit größer werdender Wellenlänge zu. Insgesamt
besitzt die Auswahl der Wellenlänge und die spektrale Reinheit der Messstrah-
lung jedoch bei der Trübungsmessung im Vergleich zur Absorptionsmessung ei-
ne geringere Bedeutung.
• Ausrichtung der Zellen in der Küvette:
Wird durch Schütteln oder Rühren eine Strömung in der Küvette erzeugt, so rich-
ten sich stäbchenförmige Zellen aufgrund der inneren Reibung vertikal aus, wo-
durch es zu einer optischen Anisotropie und Zunahme der Extinktion kommt.
• Zelldichte:
Überschreitet die Extinktion einer Zellsuspension einen Wert von 0.5, dann
weicht mit zunehmender Zelldichte die gemessene Extinktion mehr und mehr
von dem nach dem Lambert-Beerschen-Gesetz zu erwartenden Wert ab. Die Ex-
tinktion fällt in diesem Fall zu gering aus. Ursache ist die durch die Mie-Theorie
begründete antisymmetrische Winkelverteilung der Streuintensität mit bevor-
zugter Vorwärtsstreuung, wodurch neben der geschwächten Primärstrahlung
auch ein Teil des Streulichtes in den Detektor fällt. Ferner gilt für das Verhältnis
zwischen Konzentration und Extinktion die in der Absorptionsphotometrie be-
obachtete Abweichung von der Linearität bei OD-Werten