Systemische und immaterielle Einflüsse auf Lebensvorgänge – Untersuchungen mit der FAS

|   Physik, Chemie, Gäste

Philipp Bokatius, Gudrun Mende, Matthias Rang, Peter Stolz, Jenifer Wohlers

Im Jahresbericht des letzten Jahres haben wir über den erfolgreichen Abschluss des Projektes «Weiterentwicklung der FAS» berichtet, in dem eine neue Anlage zur Fluoreszenz-Anregungsspektroskopie (FAS) aufgebaut wurde. Inzwischen konnte auch die Modernisierung der ursprünglichen ersten Anlage von Jürgen Strube abgeschlossen und ein Nachfolgeprojekt begonnen werden, das mit den neuen messtechnischen Möglichkeiten sowohl grundlegende als auch anwendungsspezifische Fragestellungen zu systemischen und immateriellen Einflüssen auf Lebens- und Entwicklungsbedingungen bei Pflanze, Tier und Mensch bearbeitet.

Durchgeführte Messreihen

Die Anwendbarkeit für verschiedene Probenarten (Blätter, Wurzeln, Boden etc.) wurde in diesem Jahr an 10 Probenserien untersucht. Der Einflussfaktor «Züchtungsmethode» bzw. «Anbau/Umgang mit den Pflanzen» wurde an Spinat, Möhren, wilden Möhren, Lichtwurzeln, Broccoli (zwei Serien), Zuckermais und Körnermais untersucht, ausserdem wurden Bodenproben aus diesem Themenkontext bearbeitet. An chlorophyllhaltigem (grünem) Probenmaterial wie Spinat oder Broccoli war der Einfluss des Züchters nicht so leicht zu erkennen aufgrund einer möglichen Prägung der langfristigen Fluoreszenz durch das licht-affine Chlorophyll. Bei Wurzelproben (Möhre, Lichtwurzel), aber auch bei den Maisproben waren Züchtungs-Einflüsse anhand der zunehmenden Breitbandigkeit der Anregbarkeit zu beobachten. Phänomenreihen hierzu sind im Folgejahr geplant. Auch die in anderem Kontext untersuchten Weintrauben, die mit und ohne Präparateanwendung angebaut wurden, zeigen einen ähnlichen Effekt für die Präparate. Auch wurden zwei Probenserien mit Verarbeitungsprodukten durchgeführt.

Erweiterung der Messmöglichkeiten

Neben diesen Qualitätsuntersuchungen ist ein weiterer Teilbereich des Projektes die methodische Weiterentwicklung. Dazu gehören einerseits die Anwendbarkeit auf bisher nicht gemessene Probenarten. So wurden erstmalig Blutproben untersucht, u.a. mit dem Ziel, einen möglichst sparsamen Umgang mit dem Probenmaterial zu evaluieren. Eine Verdünnung in Wasser von 1:20 zeigte schon sehr gute Ergebnisse, die ähnlich ausfallen wie die Ergebnisse von unverdünnten Proben.

Zur methodischen Weiterentwicklung gehörte auch, die Effizienz des Nachweises zu erhöhen, um kleinere Probenvolumen messen zu können. Bei kleinen Proben, wie etwa Apfelkernen, ist es möglich, den detektierten Anteil des emittierten Lichtes durch einen Hohlspiegel zu erhöhen, der das von der Probe nach allen Seiten abgegebene Licht fokussiert. Dieser Hohlspiegel wurde konstruiert und gebaut, und die ersten Testmessungen zeigen, dass damit die Nachweisempfindlichkeit gegenüber der herkömmlichen Messung ohne Spiegel um den Faktor 20 erhöht ist.

Insbesondere haben wir auch an der Weiterentwicklung der neu zugänglichen spektralen Auflösung des Fluoreszenzlichtes gearbeitet, die durch Filter erreicht wird. Ein neuer Filtersatz wurde angefertigt und charakterisiert, der die Präzision der Messung verbessert und uns eine grössere Flexibilität gibt. Mit ihm können unterschiedliche spektrale «Fenster», d.h. Frequenzbereiche, realisiert werden: Einerseits eher schmalbandige Frequenzbereiche, wie bei klassischen Bandpassfiltern, wie auch einseitig offene, breitbandige Frequenzbereiche (Langpassfilter). Verschiedene Probemessungen wurden (weitere folgen) zur Untersuchung des Wertes dieser neuen Möglichkeit der FAS-2-Anlage durchgeführt.

Daneben gab es Optimierungen im Datenmanagement, den Auswertungsmethoden, im Datenexport und in der Programmierung der beiden Anlagen.

 

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Neu entwickelter Prototyp zur Erhöhung der Detektions- empfindlichkeit kleiner Proben, wie beispielsweise Samen. Die Proben befinden sich im inneren Brennpunkt des elliptischen Spiegels. Im äusseren Brennpunkt befindet sich die Photo- kathode des detektierenden Photomultipliers.
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