Harnstoff Urease Indikator Forex

1. Dosierungseinheit zur Durchfuhrung einer Ureasebestimmung mittels einer Reagenzmischung mit einem Gehalt an a) Harnstoff b) Einer Puffersubstanz fur den Bereich pH 5,0 bis 7,5, c) und einem pH-Indikator, der im pH-Bereich zwischen 5,5 Und 8,5, jedoch oberhalb des Pufferbereichs einen Chapéu Farbumschlag, dadurch gekennzeichnet dass die Dosierungseinheit frei von Wasser ist und wenigstens die Bestandteile a und b in einer zur Ureasebestimmung geeigneten Menge enthalt. 2. Dosierungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusatzlich ein keimtotendes Mittel enthalt. 3. Dosierungseinheit nach Anspruch 1 ou 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente c Bestandteil der Dosierungseinheit ist. 4. Dosierungseinheit nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Form eines Komprimats hat. 5. Dosierungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen inerten Extender enthalt. 6. Dosierungseinheit nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem mit einem Verschluss versehenen Behalter dicht eingeschlossen ist. 7. Dosierungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimat ein Gewicht unter 1 g, vorzugsweise unter 500 mg hat. Die Erfindung betrifft ein diagnostisches Hilfsmittel in Form einer festen Dosierungseinheit zur Bestimmung von Urease. Die Zersetzung von Harnstoff zu Ammoniak und Kohlendioxyd durch das Enzym Urease wird analytisch sowohl zur Bestimmung von Harnstoff mittels Urease enthaltender Reagenzmischungen als auch zur Bestimmung von Urease mittels Harnstoff enthaltender Reagenzmischungen angewendet. Stand der Technik Die Bestimmung von Urease in Biopsaten der Magenschleimhaut hat Bedeutung bei der Diagnosticar von Magenerkrankungen, morrer em Infektionen mit Campylobacter pyloridis verursacht sind. Die Anwesenheit dieses Bakteriums wird haufig diagnostiziert, indem man ein Biopsat der Magenschleimhaut in ein Harnstoff entende Kulturmedium einbringt und einen Farbindikator zum Nachweis von Ammoniak zusetzt. Em Diesem Falle stammt morrer Urease aus den im Kulturmedium gewachsenen Keimen. Ein fur diese Bestimmung geeignetes Kulturmedium ist als Christensen-Harnstoffagar (v. W. B. Christensen, Journ. Bact., 52, S.461, 1946) bekannt. Gemass EP-A 204 438 wird eine wassrige Reagenzmischung aus Harnstoff, einem Bactericid und einem Farbindikator zum Nachweis von Urease eingesetzt. Das Bactericid unterbindet jegliches Keimwachstum, então dass nur der Urease-Gehalt der untersuchten Probe festgestellt wird, jedoch nicht die erst im Testmedium durch eingebrachte ureasebildende Keime entwickelte Urease. Die Handhabung der wassrigen Reagenzmischung erweist sich jedoch in der Laborpraxis als verhaltnismassig aufwendig. No entanto, o Agar, em Zinnia e Zen Zen, trouxe. In dieser Form werden Dosierungseinheiten fur Einzelbestimmungen in wasserdichte und verdunstungsgeschutzte Packungen eingeschlossen. Wegen der hohen Anforderungen an die Verpackung konnen deren Kosten diejenigen fur die Reagenzmischung selbst weit ubertreffen. Durch die Anwesenheit von Wasser wird allerdings der Harnstoff langsam zersetzt, wodurch Ammoniak freigesetzt und ein vorzeitiger Farbumschlag bewirkt wird. Um morre zu verhindern, entalten die bekannten Praparate einen Puffer, welcher einen pH-Anstieg bei der Freisetzung von Ammoniak verhindert. Da Urease-Nachweis aber gerade auf der Feststellung der Ammoniakfreisetzung beruht, muss morre Menge des Puffers tão bemessen werden, dass er zwar eine geringe Menge von hydrolytisch erzeugtem Ammoniak abfangt, aber bei einer grosseren Menge Ammoniak, die Beim Urease-Test gebildet wird, Einen pH-Anstieg und einen Farbumschlag des Indikators zulasst. Wird die Puffermenge niedrig bemessen, então é morrer Pufferkapazitat gering und die Lagerfahigkeit der Packung entsprechend begrenzt nach Verbrauch des Puffers tritt Farbumschlag infolge der weitergehenden Harnstoffhydrolyse ein. Wird die Puffermenge hoher bemessen, então fangt bei der Anwendung einer frisch bereiteten Testpackung der Puffer das durch Urease gebildete Ammoniak solange ab, bis er verbraucht ist. Erst danach kann ein Farbumschlag auftreten. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Prufung vermindert und vor allem. É Empfindlichkeit deutlich verschlechtert. Aufgabe und Losung Der Erfindung liegt morre Aufgabe zugrunde, fur die Urease-Bestimmung eine verbesserte Dosierungseinheit bereitzustellen, morrer de pele Einzelbestimmungen leicht zu handhaben, einfach zu verpacken und unbegrenzt lagerfahig ist, eine hohe Empfindlichkeit hat und das Ergebnis schnell erkennen lasst. Diese Ziele werden bei einer Dosierungseinheit zur Durchfuhrung einer Ureasebestimmung mittels einer Reagenzmischung mit einem Gehalt e a) Harnstoff b) Einer Kleinen Menge einer Puffersubstanz fur den Bereich pH 5,0 - 7,5, c) e pH pH-Indikator, der im pH - Bereich zwischen 5,5 und 8,5, jedoch oberhalb des Pufferbereichs einen Farbumschlag hat, dadurch erreicht, dass die Dosierungseinheit frei von Wasser ist und wenigstens die Bestandteile a und b in einer zur Ureasebestimmung geeigneten Menge enthalt. Die Dosismengen werden auf den Bedarf fur eine Einzelbestimmung an einem Magenschleimhaut-Biopsat oder fur eine definierte Mehrzahl solcher Bestimmungen bemessen. Zur besseren Erlauterung der Erfindung dienen die Figuren 1 und 2: Figur 1 zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemasse Dosierungseinheit em Form eines Komprimats im vergrosserten Massstab. Figur 2 stellt schematisch eine Prufanordnung dar. Figur 3 zeigt im vergrosserten Querschnitt eine mit der Reagenzmischung gefullte Steckkapsel. Wirkung und Vorteile der Erfindung Die Dosierungseinheit ist dem Gebrauchszweck óptimo angepasst, da sie als abgeschlossene, feste Dosierungseinheit einfach zu handhaben und durch die Anwendung einfacher Herstellungsverfahren fur pharmazeutische Dosierungseinheiten billig herstellbar ist. Vor alem é morto por Abwesenheit von Wasser die Gefahr der Hydrolyse des Harnstoffs wahrend der Lagerung ausgeschlossen. Ebenso ist eine Veranderung der Beschaffenheit durch Verdunsten von Wasser ausgeschlossen. Daraus ergibt sich eine nahezu unbegrenzte Lagerfahigkeit bei sachgerechten Lagerungsbedingungen. Durch einen verminderten Bedarf e Puffersubstanzen ist die Ureasebestimmung schneller, sicherer und genauer. Die bevorzugte Ausfuhrungsform der erfindungsgemassen Dosierungseinheit ist die Form des Komprimats, das morrer trockenen Bestandteile der Reagenzmischung em vertices Form, in Regel als Tablette, enthalt. Sie konnen jedoch auch als Pulvermischung in geeignete Kapseln aus Hartgelatine oder einem anderen wasserloslichen ou o leger zerstorbaren Werkstoff abgefullt sein. Zur Verpackung der Dosierungseinheiten sind alle Verpackungsmittel, die ublicherweise fur Tabletten, Kapseln und dergleichen verwendet werden, verwendbar, Wie Flaschchen ou Rohrchen, Blisterpackungen ou outros folienversiegelte Prufnapfchen, em denen die Ureasebestimmung durchgefuhrt werden kann. Zur Durchfuhrung einer Ureasebestimmung mittels eines Komprimats wird das zu prufende Biopsat auf das Komprimat aufgebracht und mit einem ouder einigen Tropfen Wasser befeuchtet. Die in der Reagenzmischung enthaltene Puffersubstanz dient allein dazu, in dem wassrigen Prufmedium einen fur die Reaktion gunstigen pH-Wert de 5,0 bis 7,5, vorzugsweise 6,5 bis 7,0, einzustellen. Die dafur erforderliche Menge ist ausserordentlich gering und beeintrachtigt weder die Schnelligkeit der Reaktion bis zum Eintritt des Farbumschlags noch die Empfindlichkeit. Wird eine Dosierungseinheit verwendet, die die trockene Reagenzmischung in einer Kapsel enthalt, então gibt man das Biopsat em Eine Kleine Menge Wasser und vermischt dieses mit dem Kapselinhalt. Bei wasserloslichen Kapseln genugt es, morre Kapsel in the wassrige Pruflosung zu geben, wo sie sich auflost und ihren Inhalt freigibt. Nicht oder schwer wasserlosliche Kapseln werden in der Pruflosung zerdruckt und dabei der Inhalt freigesetzt. Bei der Durchfuhrung der Ureasebestimmung in einem Flussigkeitsbehalter kann der pH-Indikator, cai er nicht in der Dosierungseinheit eingeschlossen war, als wassrige Losung zugetropft werden. Die Bestandteile der Reagenzmischung Harnstoff wird vorzugsweise em Einer Menge von 10 bis 320 mg pro Einzelbestimmung dosiert. Als Puffersubstanzen eignen sich bekannte, in trockener Form. Lagerfahige Substanzen, deren Pufferbereich zwischen 5,0 e 7,5, vorzugsweise 6,5 bis 7,0, liegt. Geeignet sind z. B. Kaliumdihydrogenphosphat und Dinatriumhydrophosphat. Eine Menge von 0,01 bis 1 mg pro Dosierungsein isit in der Regel ausreichend. Mengen uber 1 Gew.- des Dosisgewichts sollten nicht verwendet werden, damit die Empfindlichkeit der Bestimmung nicht beeintrachtigt wird. Der pH-Indikator soll einen deutlich wahrnehmbaren Farbumschlag oberhalb des Pufferbereichs, jedoch nicht oberhalb pH 9 zeigen. Geeignete Indikatoren sind nachfolgend aufgelistet, jeweils unter Angabe der Farben vor und nach dem Umschlag und der pH-Werte des Umschlagbereiches und - in Klammern - der Umschlaghalbwertstufe: Bromkresolpurpur gelbpurpur 5,26,8 (6,12) p-Nitrofenol farblosgelb 5,07 , 0 (7,0) Bromthymolblau gelbblau 6,07,6 (7,07) Phramolrot gelbrot 6,88,4 (7,74) Neutralrot 6,88,4 Chinolinblau 7,08,0 Kresolrot gelbrot 7,28,8 (8,12) m-Nitrofenol farblosgelb (8,26) m-Kresolpurpur gelbpurpur 7,49,0 (8,3) Thymolblau gelbblau 8,09,6 (8,89) Mengen der Indikatoren von 0,001 bis 0,05 mg Pro Dosierungseinheit sind in der Regel ausreichend. Bei der Herstellung von Komprimaten wird der Indikator em Die Dosierungseinheit eingearbeitet, wenn der Farbumschlag auf der Oberflache des Komprimats selbst beobachtet werden soll. Wird es dagegen bevorzugt, então Farbumschlag in einem getrennten Medium zu beobachten, z. B. Em Einer Kleinen Wassermenge ou mais no Filtro de filtro, então kann der Farbindikator auch darin enthalten sein. Gemass einer bevorzugten Ausfuhrungsform enthalt die Dosierungseinheit weiterhin ein keimtotendes Mittel, wie z. B. P-Hidroxibenzoesulfureto. Es dient bei sterilen Reagenzmischungen der Unterdruckung des Keimwachstums nach der Inkubation und kann bei nicht sterilen Praparaten die Keimvermehrung wahrend der Lagerung verhindern. Gemass einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform enthalt die Reagenzmischung, wenn sie zu einem Komprimat verpresst werden soll, einen inerten Extender. Er kann das 1- bis 50-fache Volume der im Komprimat enthaltenen Bestandteile a bis c ausmachen und dient dazu, der fur die Einzelbestimmung erforderlichen Menge der Bestandteile a, b und gegebenenfalls c eine leicht handhabbare Gestalt und Grosse zu geben. Die genannten Bestandteile allein ergeben in der erforderlichen Menge eine sehr geringe Komprimatgrosse, die sich weniger leicht handhaben lasst als ein Komprimat der angestrebten Menge von 20 bis 1000, vorzugsweise 50 bis 500 mg. Der Extender ist als inerte anzusehen, wenn er die Urease-Bestimmung nicht beeintrachtigt. Er darf vor alemão e pH-Wert bei der Bestimmung nicht aus dem gewunschten Bereich trouxe oder e pH-Anstieg wahrend der Ureasebestimmung unterdrucken. Weiterhin darf er die Aktivitat der Urease nicht herabsetzen oder selbst auf Harnstoff hydrolysierend wirken. Schliesslich darf er keine Farbstoffe enthalten, die den Farbumschlag des Indikators nicht oder schwer erkennen lassen. Geeignet sind z. B. Natriumcarboximetil-Starke, Cellulose und Celluloseabkommlinge, com Celulose, Carboximetilcelulose, Hidroxipropilcelulose, Hidroxipropilmetilcelulose, Sowie anorganische unlosliche Substanzen, com Carbonato de Calcio ou Coloidal Siliciumdioxid. Aufbau der Dosierungseinheit Zur Herstellung von Komprimaten werden die Bestandteile der Reagenzmischung in der gebotenen Reinheit und mit geeigneter Teilchengrosse gleichformig vermischt und in a sich bekannter Weise zu Komprimaten 1 verpresst. Ihre Form und Grosse sollte fur morrem Durchfuhrung von Einzelbestimmungen von Biopsaten geeignet sein. Das Gewicht eines Komprimats liegt in Regel unter 1 g, vorzugsweise unter 500 mg, beispielsweise zwischen 20 e 200 mg. Das bevorzugte Gewicht betragt etwa 30 mg. Die Gewichtstoleranz ist hoch. Die Form sollte der Handhabung beim Aufbringen des Biopsats und einiger Wassertropfen entgegenkommen. Vorteilhaft sind flache runde Tabletten von 3 bis 25 mm Durchmesser, wobei die Oberflachen 2 leicht konkav gestaltet sein konnen. Die Komprimate konnen fur Schnelltests zum Screening von Biopsaten unsteril verpackt werden, werden jedoch zum Ausschluss von falsch positiven Ergebinssen vorzugsweise sterilisiert. Die fur eine Dosierungseinheit vorgesehene Menge der pulverformigen Reagenzmischung 3 kann auch in eine Steckkapsel aus zwei Kapselhalften 4, 5 abgefullt werden. Handelsubliche Steckkapseln aus Hartgelatine oder synthetischen wasserloslichen Polymeren sind dafur geeignet. Da in diesem Fall die Mitverwendung von Extendern nicht sinnvoll ist, genugen sehr kleine Kapseln, beispielsweise de 5 bis 10 mm Grosse. Es ist auch moglich, die Dosismengen zwischen zwei Metall - oder Kunststoffolien einzusiegeln oder einzuschweissen. Grundsatzlich ist jede Dosierungsform geeignet, aus der sich die trockene Reagenzmischung leicht in eine Pruflosung einbringen lasst. Die Anwendung der Dosierungseinheit Wenn alle Bestandteile a bis c der Reagenzmischung sowie gegebenenfalls ein Extender in einem Komprimat enthalten sind und das Biopsat auf dessen Oberflache aufgebracht wird, tritt der Farbumschlag bei positivem Befund unmittelbar no Oberflache des Komprimats em Erscheinung. Eine noch hohere Empfindlichkeit wird erreicht, wenn das Komprimat 1 wahrend der Bestimmung auf einer trockenen, saugfahigen, dunnen Unterlage, z. B. Einem Filterpapier 6, liegt, então dass das wassrige Prufmedium dort aufgesaugt wird und den mitgefuhrten pH-Indikator als farbigen Anel 7 um das Komprimat erkennen lasst. Bei Dieser Art der Bestimmung braucht der pH-Indikator nicht im Komprimat selbst entalten zu sein, sondern kann sich in der saugfahigen Unterlage befinden. Die Urease-Bestimmung kann auch in einer etwas grosseren Flussigkeitsmenge vorgenommen werden, beispielsweise 0,5 bis 2 ml. In diesem Fall werden an die Gestalt der Dosierungseinheit keine weiteren Anforderungen gestellt, als dass sie leicht handhabbar ist und die enthaltene Reagenzmischung in der Prufflussigkeit schnell freigesetzt werden kann. Komprimate und gekapselte Dosierungseinheiten sind in gleicher Weise verwendbar. Der Farbumschlag bei Ureasegehalt ist dann in der Prufflussigkeit selbst erkennbar. Untersuchung der Wirkung de Urease bersetzt von: Maren Lorenzen (ezy-traduction). Anna Lorenc vom Volvox-Projekt erklrt morre Bedeutung des Enzyms Urease und beschreibt einen Versuch zur Demonstration der Ureasewirkung im Unterricht. Enzyme spielen im Stoffwechsel ir Organismen eine wesentliche Rolle. Sie katalysieren und kontrollieren die meisten biochemischen Reaktionen in unserem Krper von der Verdoppelung der genetischen Informação (ADN-polimerase) bis hin zur Verdauung. Jedoch kann Enzymaktivitt nicht immer ohne Weiteres sichtbar gemacht werden. Hier wird ein einfacher und gnstiger Versuch vorgestellt, der dabei helfen soll, das Thema Enzymaktivitt im Unterricht zu behandeln. Alle bentigten Materialien sind einfach zu beschaffen und ungefhrlich. Im hier beschriebenen Versich spaltet das aus Sojabohnen (Glycine max) gewonnene Enzym Urease Harnstoff em Ammoniak e Kohlendioxid: Ammoniak (NH 3) - Longo de chapéu einen hohen pH-Wert, der sich mit einem einfachen pH-Indikator nachweisen lsst. Einen solchen Indikator kann man beispielsweise aus Rotkohl gewinnen. Das erzeugte Ammoniak kann auerdem ber den Geruch nachgewiesen werden. Da Urease von zahlreichen verschiedenen Organismen erzeugt wird, kann dieser Versuch bei folgenden Lehrstoffthemen eingesetzt werden: Der Stickstoffkreislauf Der Einfluss von Organismen auf ihre Umwelt Die Anpassung von Tieren e unterschiedliche Nahrung Grundlagen Was ist Harnstoff Alle Organismen zersetzen Nukleinsuren und Proteine ​​und erzeugen dabei stickstoffhaltigen Abfall, Denn Nukleinsuren und Proteine ​​enthalten Stickstoff. Sugetiere, Amphibien und einige Wirbellose scheiden Stickstoffabflle als Harnstoff aus, der in der Leber hergestellt wird. Harnstoff ist zur Beseitigung von Stickstoff besonders geeignet, da er wasserlslich und weniger giftig e Ammoniak ist, dem Ausscheidungsprodukt der Fische. Menschlicher Urin enthlt 2 Harnstoff. Harnstoff war auch die erste knstlich hergestellte organische Verbindung. Friedrich Whler synthetisierte im Jahr 1828 Harnstoff aus anorganischen Verbindungen (Bleicyanat und Ammoniumhydroxid). Damit war ein Meilenstein erreicht: Bis dahin glaubte man, dass nur lebende Organismen in der Lage seien, organische Verbindungen herzustellen. Man dachte, diese Verbindungen seien etwas Besonderes und bentigten eine lebendige Kraft fr ihre Erzeugung. Whler berbrckte morre Kluft zwischen der lebenden und der nicht-lebenden Welt. Er bekam trotzdem nicht den Nobelpreis fr diese Entdeckung, da dieser damals noch nicht existierte. Heute wird Harnstoff in groen Mengen synthetisiert: Er wird beh der Kunststoffherstellung verwendet und als billiger Stickstoffdnger. Foi Urease Urease katalysiert die Hydrolyse von Harnstoff em Kohlendioxid und Ammoniak. Sie kommt hauptschlich em Samenkrnern, Mikroorganismen und Wirbellosen vor. Em Pflanzen ist Urease ein Hexamer sie besteht aus sechs gleichen Ketten und befindet sich im Zytoplasma. Em Bakterien besteht sie entweder aus zwei ouder aus drei Untereinheiten. Zur Aktivierung muss Urease zwei Nickelionen pro Untereinheit binden. Wie wurde Urease berhmt Urease aus Jackbohnen (Canavalia ensiformis) guerra das erste Enzym berhaupt, das gereinigt und kristallisiert wurde. Dies gelang James B. Sumner im Jahr 1926, zu einer Zeit, além de meister Wissenschaftler glaubten, es sei unmglich, Enzyme zu kristallisieren. Dafr bekam Sumner 1946 den Nobelpreis em Chemie. Heute nutzen Wissenschaftler morre Kristallisation von Proteinen, um pouco mais e mais informações sobre o Funktionsweise zu verstehen. Dieses Wissen ermglicht die Entwicklung von Substanzen, die mit Enzymen wechselwirken, wie beispielsweise Medikamente gegen AIDS, morra morrer Wirkung von HIV-Enzymen atrás da outra parte do Entwicklungen einer mglichen Behandlung von Tollwut (Ainsworth, 2008). Welchem ​​Zweck dient Urease em Sojabohnen Die Rolle von Urease em Sojabohnen ist nicht vibl geklrt, obwohl es Vermutungen darber gibt. Em Sojablttern ist ebenfalls Urease enthalten, jedoch hat das Enzym hier eine tausendfach geringere Aktivitt als in den Bohnen. Es ist bekannt, dass die Blattenzyme dabei helfen, den Stickstoff der Proteine ​​zu recyceln (morrer Proteine ​​werden in Harnstoff zersetzt). Wenn die Bohnen keimen, Erfllt morre Urease dort dieselbe Aufgabe. Das Ammoniak, das bei dieser Reaktion entesteht, schtzt mglicherweise gleichzeitig morrer Pflanze gegen Krankheitserreger es scheint, als wrde das Pflanzenenzym selbst als Insektizid wirken. Wo findet man Urease noch Viele Bakterienarten einschlielich Helicobacter pylori. Verantwortlich fr Magengeschwre erzeugen Urease. Auf diese Weise erhht H. pylori den pH-Wert der Magensure von etwa 3 auf 7, den optimalen pH-Wert fr sein Wachstum. Ein kommerziell erhltlicher Teste sobre H. pylori prft, ob Urease in der Atemluft vorhanden ist, e wird so fr die Diagnose von Magengeschwren verwendet. Wiederkuer (wie Khe und Schafe) haben in ihrem Pansen dem ersten ihrer verschiedenen Mgen Zellulose verdauende Bakterien, die ihnen bei der Verdauung ihrer pflanzlichen Nahrung helfen. Die Wiederkuer sondern Harnsure em Diesen Teil des Magens ab. Diese Harnsure ist eine exzellente Stickstoffquelle fr die Bakterien. Um den Stickstoff aufzunehmen scheiden die Bakterien Urease aus und spalten den Harnstoff. Anschlieend verdauen morre, Tiere die Bakterienmasse. Eu morro em Sojabohnen enthaltene Urease fr Menschen gefhrlich Urease ist nicht schdlich. Em rohen Sojabohnen sind jedoch andere Stoffe entalten, morra morre Gesundheit gefhrden, wie zum Beispiel ein Protein-Hemmstoff (ein Protein-Inhibitor), der das Verdauungsenzym Tripsin em seiner Arbeit behindert und rohe Sojabohnen ungeniebar macht. Der Hemmstoff ist nicht einfach nachzuweisen, ist aber glcklicherweise hnlich hitzeempfindlich wie Urease beide werden durch Erhitzen inaktiviert. Um sicherzustellen, dass der Hemmstoff inaktiviert ist, werden deshalb kommerzielle Sojaprodukte (Sojamehl ou Lebensmittel, morre Soja enthalten wie Tofu und Tempe, ein Grundnahrungsmittel in Indonesien) em hnlicher Weise auf Ureaseaktivitt getestet, wie es hier beschrieben wird. Wenn keine Ureasewirkung nachgewiesen werden kann, ist der Hemmstoff vermutlich ebenfalls inaktiviert. Urease im Stickstoffkreislauf Stickstoff ist ein fr das Pflanzenwachstum wesentliches Element, aber die meisten Pflanzen knnen ihn nur em Forma von Ammonium ou Nitrat aufnehmen. Nur Leguminosen (dank der Bakterien, mit denen sie in Symbiose leben) und Cyanobakterien knnen elementaren Stickstoff aus der Luft aufnehmen. Viele Tiere scheiden Harnstoff mit dem Urin aus. Mikroorganismen im Boden ernhren sich von tierischem Urina, Wobei sie Urease erzeugen, um Harnstoff em Ammoniak umzuwandeln, der dann wiederum fr Pflanzen verfgbar ist. Dies ist Teil des Stickstoffkreislaufes, dem Prozess bei dem Stickstoff aus Proteinen und anderen Verbindungen immer wieder recycelt wird. Der Versuch Anhand Dieser Versuchsanleitung knnen Schlerinnen und Schler morre Aktivitt von Pflanzenenzymen in Saatkrnern nachweisen. Wenn das Substrat (Harnstoff) vorhanden ist, spaltet Urease es in Kohlendioxid und Ammoniak auf. Em Wasser gelst erhht Ammoniak den pH-Wert ein Effekt, der mit Rotkohl als pH-Indikator sichtbar gemacht wird. Im Experiment erkennen die Schlerinnen und Schler, dass sowohl ein Substrat (Harnstoff) als auch ein Enzym (Urease) notwendig sind, um das Produkt (Ammoniak) zu erhalten. Sie beobachten, dass die Enzymaktivitt den pH-Wert erhht. Rotkohlauszug ein groartiger pH-Indikator Em diesem Versuch verwenden wir Rotkohlauszug als pH-Indikator. Er enttou Anthozyanine. Em Lsung sind sowohl Struktur als auch Farbe dieser Verbindungen pH-abhngig. Bei einem pH-Wert de 7 ist die Lsung violettblau, im sauren Bereich wird sie rot. Wenn der pH-Wert auf ber 7 ansteigt und die Lsung também baseball wird, wird der Auszug grn. Diese Farbnderungen sind reversibel. Das lsst sich leicht berprfen, indem Zitronensure und Backpulver (Natriumbikarbonat) nacheinander zugegeben werden. Material de madeira e de matérias-primas Fr jeden Schlerin oder jede Gruppe von Schlerinnen: 20 ml 10ige Harnstoffdnger-Lsung (Harnstoffdnger: ein festes Dngemittel aus reinem Harnstoff) 5 ml 10 Zitronensure (e outros líquidos com niedrigem pH-Wert) 5 ml 10ige Natriumbikarbonat-Lsung (NaHCO 3) (ou seja, Lsung mit hohem pH-Wert) 40 ml Rotkohlindikator, que não está preparado para obter 10 ml de Sojabohnenauszug, que não estão disponíveis no local (aus 1g getrocknete Sojabohnen) 10 destiliertes Wasser Pasteurpipetten oder ein Plastikstrohhalm, um die Lsungen umzufllen 6 Reagenzglser und ein Reagenzglasstnder Fr die Vorbereitung des Sojabohnenuszugs und und Rotkohlindikators werden ein Stabmixer, kochendes Wasser, Kaffeefilter und ein Trichter bentigt. Zeitrahmen Das Experiment kann innerhalb von 30 Minuten vollstndig durchgefhrt werden. Der Sojabohnenuszug und der Rotkohlindikator knnen entweder vorher vorbereitet oder aber deren Herstellung kann im Unterricht vorgefhrt werden. Dies dauert nur 10 Minuten. Denken Sie aber daran, dass die Sojabohnen vor dem Unterricht mindestens eine Stunde lang em Wasser eingeweicht werden mssen. Die Reaktion zwischen der Urease aus den Sojabohnen und dem Harnstoff dauert ebenfalls etwa 10 Minuten. Vorbereitung Zwei groe Rotkohlbltter em Streifen schneiden und in einen hitzbestndigen Behlter geben, zum Beispiel ein Becherglas. 200 ml kochendes Wasser darber gieen, então dass alle Bltter vollstndig bedeckt sind. Die Flssigkeit nach 5 Min. Umfllen und abkhlen lassen. Die Bltter wegwerfen. (1) (2) Sojabohnenauszug (entrint die Urease) Die Sojabohnen 1 h lang (besser ber Nacht) em Wasser einweichen. Die eingeweichten Bohnen zusammen mit etwa 10 ml Wasser pro Gramm trockener Sojabohnen (Das Einweichwasser kann hierzu verwendet werden) etwa 5 Min. Lang mit dem Stabmixer prieren, bis eine glatte Mischung entsteht. Das Sojabohnenpree filtern, dafr einen Kaffeefilter im Trichter verwenden. Das Filtrat auffangen und aufheben, urease entenda. Durchfhrung Die unten angegebenen Volumina sind fr Standard-Reagenzglser (10 ml) vorgesehen. Zunchst sollen die Schlerinnen untersuchen, Wie der pH-Wert die Farbe des Rotkohlauszugs beeinflusst: 3 ml Rotkohlindikator in je drei Reagenzglser fllen. Zwei Tropfen Zitronensure-Lsung in das erste Reagenzglas geben. Mischen und die Farbnderung beobachten. Nach dem Hinzufgen jeder Komponente morre Pipette mit Wasser splen. Zwei Tropfen Natriumbikarbonat-Lsung in das zweite Reagenzglas geben. Mischen und die Farbnderung beobachten. Zwei Tropfen destilliertes Wasser in das dritte Reagenzglas geben. Mischen und die Farbnderung beobachten. Die Farben aller drei Reagenzglser vergleichen. Die Glser als Referenz zur Seite stellen. Nun wird morre Wirkung von Sojabohnen-Urease auf Harnsure untersucht. Je 2 ml Rotkohlindikator in drei weitere Reagenzglser fllen. In zwei dieser Reagenzglser je 2 ml Harnsure zugeben. Die Farbe beobachten. Jeweils 2 ml der Soja-Suspension in eins der beiden Glser mit Harnsure und in das dritte Glas ohne Harnsure geben. Die Farben und Gerche der Mischungen in allen Reagenzglsern vergleichen. Diese Beobachtungen nach 3 min wiederholen. Interpretação Rotkohlindikator wird mit steigendem pH-Wert grn. Dieser Farbwechsel kann, gemeinsam mit dem Ammoniak-Geruch, in dem Reagenzglas beobachtet werden, das sowohl das Enzym als auch das Substrat enthlt. Em Glsern, morra no entweder nur das Enzym ou no Nossas Substrat enthalten, bleibt der pH-Wert unverndert, então dass der Rotkohlindikator violett bleibt. Sicherheit Etwa 1 der Kinder kann auf Sojabohnenuszug allergisch reagieren (siehe McGee, 2004). Lehrkrfte sollten vor Beginn des Versuchs sicherstellen, dass keiner ihrer Schler und Schlerinnen davon betroffen sind. Weiterfhrende Untersuchungen Es kann ein hierauf aufbauendes Experiment durchgefhrt werden, um dado Faktoren zu untersuchen, morre morrer Enzymaktivitt beeinflussen (wie z. B. Temperatur, pH-Wert und Konzentrationen von Enzym, Substrat und Produkt). Danksagungen Diese Versuchsanleitung wurde de Anna Lorenc fr das Volvox-Projekt entwickelt, das vom 6. Rahmenprogramm der Europischen Kommission finanziert wird. O projeto Volvox Das Volvox-ProjektDas Volvox-Projektteam ist eine Gruppe von Biologielehrern und - lehrerinnen sowie Fachleuten aus zehn Lndern der Europischen Union, die sich zum Ziel gesetzt haben, Biologielehrkrften von u. uma. Weiterfhrenden Schulen geprfte Laborprotokolle, Simulationen, Anregungen zu Unterrichtsaktivitten und zahlreiche e ainda Materialien zur Verfgung zu stellen. Informationen gibt es unter: eurovolvox. org Ainsworth C (2008) Gefangen im eigenen Leib. Ciência na escola 8. scienceinschool. org2008issue8rabiesgerman McGee H (2004) Sobre alimentos e culinária. Londres, Reino Unido: Hodder amp Stoughton. ISBN: 0340831499