Measuring oxygen consumption with an all-electronic multi-range digital respirometer
Oxygen consumption of animals is often measured for studies in physiological ecology. Usually a closed respiration chamber containing a carbon-dioxide-absorbing substance is used. Oxygen consumed by the animal is either compensated by reduction of the vessel volume (Kratochvil 1976) or replaced by electrolysis (Heusner etal. 1965; Rufeger 1968, 1980). Manometers of various kinds are always employed for pressure transmission. All chambers are kept at constant temperature by a thermostatically controlled water bath. The advantage of an electrolytic respirometer is that the quantity of oxygen generated is linearly dependent only on current and independent of air pressure and temperature. The breathing air composition before, during, and after measurement is constant. After equilibration such a system allows direct oxygen consumption measurements at various environmental temperatures without making corrections. In the apparatus described here power supply, time pulse generator, constant current generator, and the processor which controls the operation and calculates the results are joined in a common box. In front of it the counter displays and the switch board with optical and acoustic signals are arranged. A newly designed manometer with adjustable sensitivity and an infra-red sensor drives a digital position discriminator. This amplification of the manometer reading permits a very simple zero adjustment. All the usual types of gas chamber may be used, for instance equipment consisting only of an electrolytic cell, respiration chamber, and compensating chamber (Heusner et al. 1965), as well as extensive additional fittings, with pump-driven air circulation and separate carbon dioxide and humidity absorption vessels (Moyat 1957; Rufeger 1968, 1980). Contact manometers constructed earlier may be connected on a separate input.
Application de la coulometrie a la mesure de la consommation d’oxygene
SommaireL’appareil décrit permet d’enregistrer pendant de longues durées (jusqu’à deux semaines) de très faibles consommations d’oxygène (50 μl h−1 à 10.000 μl h−1). On remplace quantitativement le volume d’oxygène consommé par de l’oxygène produit par électrolyse.Le volume d’oxygène consommé est détecté à l’aide d’un manomètre et mesuré indirectement par la coulométrie. L’enregistrement se ramène soit au comptage de volumes-unités d’oxygène consommés pendant un temps donné, soit à l’enregistrement à intervalles réguliers du volume d’oxygène consommé. La description de l’appareil est précédée d’une étude théorieque de la détection et de la mesure d’un petit volume d’oxygène. L’appareil est susceptible d’être utilisé pour enregistrer la consommation d’oxygène de petits organismes très variés, aussi bien animaux que végétaux.AbstractThe apparatus described allows the recording over long periods (up to two weeks) of very small oxygen consumption rates (50 μl h−1 to 10,000 μl h−1). The quantity of oxygen consumed is balanced by fresh oxygen produced electrolytically.The volume of oxygen consumed is detected by a monometer and is measured, indirectly, by coulometry. The record may display either the total oxygen consumed in a given time, or the rate of consumption at regular intervals.The description of the apparatus is preceded by a theoretical treatment of the problem of detection and measurement of small volumes of oxygen.The equipment may be used to recored the oxygen consumption of a wide variety of small organisms, both animal and vegetable.ZusammenfassungDer hier beschriebene Apparat ermöglicht es den Sauerstoffverbrauch (50 μl h−1 bis 10.000 μl h−1) längere Zeit (zwei Wochen) automatisch genau zu registrieren.Der verbrauchte Sauerstoff wird quantitativ duch elektrolytischen Sauerstoff ersetzt. Diese Vorgang wird durch einen präzisen Manometer gesteuert. Das Registrieren wird entweder durch einen Zähler oder durch den beschriebenen Schreiber bewerkstelligt. Die dem Geräte zu Grunde liegenden Prinzipen und die Fehlerquellen werden eingehend behandelt.Mit dem Apparat wurde der Sauerstoffverbrauch von sehr verschiedenen Tieren registriert (Fische, Insekten, Wasserschildkröten und Hühnerembryo)РезюмеОписываемый аппарат позволяет регистровать чреавычайно малые поглощения кислорода (от 50 микролитров в час до 10.000 микролитров в час) в течении продолжительных периодов времени (до 2−x недель). Поглощенный кислород количественно возмещается свежим кислородом, получаемым эликтролитическим способом.Объем поглощенного кислорода определяется манометром и косвенно измеряется амперметром. Запись может показывать либо общее количество кислорода, поглощенного за определенное время, сибо степеня поглощения в течении определенных промежутков времени.Описанию аппарата предшествует теоритическое изучение проблемы выявления и измерения малых количеств кислорода.Аппарат может быть исполязован для определения поглощения кислорода самыми разнообрзными мельчайшими организмами, как животного, так и растительного мира.
Über den Einfluss der inneren Sekretion auf die tagesperiodische Aktivität der weissen Maus
Zusammenfassung1.Beschreibung einer neuartigen Apparatur zur Aktivitätsregistrierung. Erschütterungs- und Laufaktivität werden gleichzeitig von verschiedenen Zählwerken registriert. Die erhaltenen Werte sind quantitativ miteinander vergleichbar.2.Bei Normaltieren werden im Tages-Nachtwechsel, Dauerdunkel, Dauerhell verschieden hohe Aktivitätsmaxima gefunden. Im Dauerdunkel ist eine Periodenverkürzung, im Dauerhell eine Verlängerung der Aktivitätsphase gegenüber Tages-Nachtwechsel zu beobachten. Alle Unterschiede sind mit der Überschreitungswahrscheinlichkeit 0,27% statistisch gesichert.3.Subkutane und intravenöse Injektion von Melanophorenhormon hat keinen Einfluß auf die Aktivitätsstärke und die 24-Stundenperiodik von Normaltieren.4.Die Entfernung der Hypophyse beeinflußt die Aufrechterhaltung der Tagesrhythmik unter konstanten Bedingungen nicht. Verkürzung der Aktivitätsphasen im Dauerdunkel und Periodenverlängerung im Dauerhell sind wie bei Normaltieren zu beobachten. Die Maxima sind gegenüber nichtoperierten Tieren stark erniedrigt. Sie fallen in der Reihenfolge Tages-Nachtwechsel, Dauerdunkel, Dauerhell wie bei Normaltieren ab. Alle Unterschiede sind mit der Überschreitungswahrscheinlichkeit 0,27% statistisch gesichert.5.Melanophorenhormon hat keinen Einfluß auf die motorischen Aktivitätsschwankungen und die Höhe der Maxima hypophysektomierter Tiere.6.Stoff Wechseluntersuchungen an Normaltieren zeigen die Aufrechterhaltung der periodischen CO2-Schwankungen im Dauerhell mit Phasenverschiebung.7.Melanophorenhormon bewirkt keine Veränderungen der Stoffwechselschwankungen und des Respirationsquotienten bei hypophysektomierten Mäusen.8.Der Stoffwechsel von Kanarienvögeln wird durch Melanophoren hormoninjektionen nicht verändert.