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Oeber Zellenstrukturen und ihre Bildung. Von M a u r i c e C o p i s a r o w 1) (Manchester). (EingegangerL am 11. M~rz 1929,)

In frfiheren Mitteilungen 2) hat Verfasser ver- schiedene Arten periodischer Strukturen und ihre spezifischen Bildungs- und Zustandsbedingungen beschrieben.

Neben diesen gibt es nun rnakroskopische Bildungen wie ,,Bruch "s) (geronnene Milch), differenzierte Zonen 4) und Netzwerk- oder Honig- wabenstrukturenS), die eine gewisse, wenn auch entfernte Aehnlichkeit rnit Zellstrukturen zeigen6).

Vorliegende Arbeit enthalt eine Untersuchung tiber einen neuen Typ yon Zellularstruktur, yon dern man aus genetischen wie strukturellen Grfin- den sagen kann, dat3 er wohl der Grundf0rm der idealen Zellstruktur, wie wir sie in der lebenden Materie oder dern Protoplasma kennen, am n~ich- sten kornrnt.

W~ihrend die Einwirkung yon Formaldehyd auf Gelatine vielfache Verwendung finder bei der Photographie, bei ktinstlichern Katgut und bei Versuchen zur HersteIlung seidenartiger Sub- stanzen, fehlt uns doch die Einsicht in den Mechanisrnus des Vorgangs und die Art der Strukturanderungen, die bei dieser Reaktion Platz greifen.

In einer Abhandlung fiber ,,Liesegangph~no- men und Schichtenbildung" 7) hat Verfasser schon kurz hingewiesen auf die Bildung klarer, durch durchsichtige hornartige Membranen getrennter Schichten bei der Einwirkung yon Formaldehyd auf Gelatine.

Dieser Effekt wurde als Ausnahmefall des Liesegangph/inornens betrachtet.

Indessen l~it~t eine genauere Untersuchung der Reaktion erkennen, dat~ die neue Strukturen- bildung hinsichtlich ihrer Form und ihrer Korn- plexit~it genfigend besondere Kennzeichen auf- weist, die sie vom Liesegangph~inornen trennen. Das erste und - - sozusagen - - ~iu B e r e Unter- scheidungsrnerkmal ist a)die groBe Reaktionsge- schwindigkeit und b )d ie Erh6hung der Trans- parenz des Mediums.

1) Uebersetzt von W. R o d i g e r (Leipzig). ~) M. C o p i s a r o w , Journ. 1927, 222; Koll.-

Zeitschr. 44, 319 (1928); Koll.-Zeitschr. 47, 60 (1929). 8) L a i n g und Nlc Ba in , Joum. 118, 1506(1920). 4) S t e i g m a n n , Koll.-Zeitschr. 44, 81 (1927). 5) NI. C o p i s a r o w, Koll.-Zeitschr. 44, 322 (1928). 6) Siehe auch die Figuren, die bei der Entw~isse-

rung yon kolloiden LOsungen entstehen (B a rry, Rev. Gen. Colloid 6, 209 (1928).

7) M. C o p i s a r o w , dourn. 1927, 230.

Bei Verwendung eines 6 0 x 1 Zoll groBen zylindrischen Gef~Bes, das bis zu einer H6he yon 40 Zoll rnit einer ffinfprozentigen Gelatine- gallerte geftillt war, die mit einer 12 Zoll hohen Schicht Formaldehyd (38 proz.) tiberschichtet war, lieB sich innerhalb 12 Stunden ein Fortschreiten der Reaktion bis zu einer Tiefe yon 32 Zoll in die Gelatineschicht hinein verfolgen, und zwar rnittels verchiedener Forrnaldehydreaktionen, an der ErhOhung der Transparenz irn durchfallenden Licht und dem Auftreten yon Doppelbrechung. Eine Untersuchung des klaren und lichtbrechen- den Reaktionsprodukts ergab, dab dieses aus einzelnen, dutch pergamentartige Zwischen- fl~chen getrennten Schichten bestand. Die Masse w~.r h~irter als die urspr/ingliche Gelatinegallerte und besaB konkordante Struktur; am Bruch er- kannte man sehr gut die horizontale Spaltbar- keit und daneben noch eine ziemlich ausgepr~igte Vertikalstruktur, die nach kristallinen Bildungen aussah. Diese strukturellen Aenderungen, die zwar dern blol]en Auge und auch unter dem Mikroskop unsichtbar sind, sind erwiesen nicht nur durch das Verhalten beirn Bruch, sondern auch durch die Widerstandsffihigkeit gegen den Druck, der yon den pergarnentartigen Mernbranen ausgeht.

Ffihrt man den Versuch in einer Petrischale aus nnter Verwendung einer ffinfprozentigen rnit Methylenblau angefiirbten Gelatinegallerte, in die man in der Mitre ein Loch bis zurn Boden des GefiiBes bohrt, das mit Forrnaldehyd gefiillt wird, so wird die Verteilung der konzentrischen Ringe und bis zu einem gewissen Ma6e auch die fil rnartige Gestalt der Zwischenb~ind er deutlich.

Inn e re Kennzeichen der Reaktion sind fol- gende: sie ist

a) selektiv b) verst/irkbar und c) irreversibel.

a) Die Reaktion ist selektiv sowohl was das Kolloid als das Aldehyd betrifft. Das ist wichtig in Hinblick auf die Vorg~nge beim nattirlichen Stoffwechsel, da die Wirkung der Aldehyde auf Kolloide in vieler Hinsicht Beziehungen aufweist zu der auf Gewebe.

Beim Forrnaldehyd bestfitigt sich das durch seine kraftige Einwirkung.auf Gewebe einerseits und Kolloide wie Gelatine und Hausenblase

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anderseits, die chemische und Struktur~inde- rungen umfaBt.

b) Der verst~irkende Effekt kennzeichnet sich darin, dab bei zeitlich ausgedehnter Einwirkung verdtinnter Formaldehydl6sungen bei steter Er- neuerung Zellstrukturen entstehen, die durchaus identisch sind mit denjenigen, die bei zeitlich begrenzter Einwirkung konzentrierten Formalde- hyds auf das gleiche Kolloid entstehen. Die Wirkung des Zeitfaktors und der Verdtinnung des Formaldehyds macht sich nut insofern be- merkbar, als nicht nur die Geschwindigkeit der Reaktion, sondern auch der Charakter des Produkts etwas ge~indert wird. Bei Herabsetzung der Formaldehydkonzentration (von 40 auf 1 Proz.) geht die harte, starre, koagulierbare und nicht hydrolysierbare Struktur stufenweise fiber in ein weiches, bewegliches zellartiges Produkt, das nicht koagulierbar, aber durch Kochen hydro- lysierbar ist.

So lieBen sich also dutch Variation der Alde- hydkonzentration und der Einwirkungsdauer Zellstrukturen herstellen, die hinsichtlich ihrer Beschaffenheit vom nrsprfinglichen Kolloid bis zu undifferenzierbaren pergamentartigen Struk- turen kontinuierlich variierten.

Eine derartige Verschiedenheit der Zellen- bildung konnte an einem einzigen Experiment durch geeignete Regulierung yon Konzentration und Einwirkungsdauer leicht demonstriert werden.

Im polarisierten Licht zeigte das Produkt der Formaldehyd-Gelatine-l~eaktion Doppelbrechung, die sich mit dem Fortschreiten der Reaktion ~inderte. Unter dem Mikroskop schien das Pro- dukt aus Ktigelchen zu bestehen, die sich wie fltissige Kristalle verhalten. Eine definierte Zell- struktur lies sich dabei nicht erkennen. Eine gewisse Verdichtung zu Schichten und Fibrillar- zonen war zu erkennen, die Fasern schienen aus Ketten von Kfigelchen zu bestehen.

Diese Aenderung in der ,,Intensit/~t" der Zell- strukturen mit der Konzentration undExpositions- zeit zeigt eine ausgesprochene Analogie zum nattirliehen Stoffwechsel, durch den Diffusion und alle mit dem Lebenskreislauf verbundenen Vorgiinge geregelt werden. Dieser langsam'sich steigernde ProzeB ist eines der bemerkenswer- testen im organischen Stoffumsatz, da er grund- verschieden ist von den drastischen Methoden, deren sich die synthetische Darstellung bedient.

Interessant war, dab die Doppelbrechung des Formaldehyd-Gelatineprodukts viele Wochen lang noch fortw/ihrend zunahm, nachdem die Reaktion aus chemischen Grfinden schon als abgeschlossen angesehen werden konnte. Daraus l~,fit sich

schlieBen, daB nicht nur das hydrolysierbare, sondern auch das koagulierbare Produkt ver- schiedene Entwicklungsstadien durchl~iuft.-"

c) Die Reaktion war in allen Stadien praktisch irreversibel ; weder das koagulierbare Endprodukt noch die Hydrolyse-Zwischenprodukte lieBen sich in den Ausgangszustand zurfickf/ihren.

Folgender Versuch l~iBt den Charakter des Reaktionsproduktes gut erkennen und seine Ver- schiedenheit von dem Ausgangsmaterial, der Gelatine.

Es wurde eine 38 prozentige Pormaldehyd- 16sung auf ftinfprozentige Oelatine einwirken gelassen,und zwar in einem Reagenzglas (6• Zoll). Nach Ablauf yon 4 Stunden wurde das Aldehyd dutch kaltes destilliertes Wasser ersetzt, das 12 Stunden lang regelm~iBig gewechselt wurde, bis das Reaktionsprodukt geruchlos war und das fiberstehende Wasser keine Aldehydreaktion mehr gab. Das Produkt erwies sich bei 600 als un- 16slich. Bei l~ingerem Erhitzen auf 100 ~ trat nach und nach eine braune, nach der Oberfl~iche zu intensiver werdende Tr/ibung auf. Die Ur- sache daftir war eine feine faserige Netzstruktur, die allm/ihlich zusammenschrumpfte oder zu einer braunen harzartigen Masse koagulierte und dadurch sichtbar wurde.

Der klare fltissige Reaktionsanteil enthielt eine betr~ichliche Menge organischer Substanz, die abet vollst~indig den Gelatinecharakter ver- loren hatte, vermutlich sowohl dutch die Ein- wirkung des Formaldehyds, als dutch die nach- folgende Hydrolyse. Bei Verl~.ngerung der Reaktionsdauer verschwanden allmfihlich die 16s- lichen festen Substanzen.

Die Einwirkungsdauer des Formaldehyds wurde von 4 auf 48 Stunden erweitert, das Reaktionsprodukt (in Form einer S~iule) dutch Aufschneiden des Glases vorsichtig daraus ent- fernt, in kaltem Wasser gewaschen, bis es alde- hydfrei war und dann in einen Lufttrocken- schrank gebracht. Die Sfiule schrumpfte allm~ih- lich ein, wurde braun und undurchsichtig und gab schliet~lich einen braunen schwammartigen und spr6den festen Zylinder, aber unter Wahrung seiuer ursprfinglichen Form. Dieser zeigte deut- lich Netzstruktur, dagegen keine Schichtung und erweichte nicht beim Kochen.

Schfittelte man eine L6sung yon 30 Proz. Formaldehyd mit einer warmen ffinfprozentigen Gelatinel6sung und lieB die Mischung stehen, so wurde sie lest. Sie bestand aus einer struktur- losen schaumigen Masse aus ungeordneten, durch das Formaldehyd unl6slich gewordenen Gelatine- fibrillen.

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Bei Einwirkung von Formaldehyd auf eine warme ffinfprozentige Gelatinel6sung, deren obere Schicht durch ein Stfickchen Eis abgekfihlt worden war, entstanden verschiedene Produkte. Der erstarrte Gelatineanteil ~inderte seine Struk- tur und stieg wegen Verringerung des spezifischen Gewichtes nach oben (wie bei Agar-Agar), w~ihrend die unteren Schichten noch flfissig waren. Die Zellstruktur in den unteren Schichten war nicht v611!g ausgebildet wegen ungleichmiiBiger Diffu- sion. Wurde die Gelatine durch Hausenblase ersetzt, so ergaben sich analoge Zellstrukturen. Sie waren indessen weniger deutlich ausgepriigt und schwerer koagulierbar.

Agar-Agar schien gegen Formaldehyd un- empfindlich zu sein. Die einzige Aenderung, die zu beobachten war, war die des spezifischen Gewichtes des erstarrten Produktes: es stieg nach einiger Zeit fiber den Formaldehyd empor. Die Wirkung yon Azetaldehyd auf Gelatine ist sehr verschieden yon der des Formaldehyds. Es konnten keine Zellstrukturen festgestellt werden ; wie mitAlkohol undAzeton erhiirtete die Gelatine, und es trat eine r6tlich-braune Opaleszenz auf. Beim Kochen war kein Koagulationseffekt be- merkbar, die Substanz ging allmfihlich in L6sung. Benzaldehyd war unter gleichen Umst~inden in- different gegenfiber Gelatine. Gleicherweise ist der EinfluB yon Azetaldehyd und Benzaldehyd auf Gewebe gering. Ersterer wird, wenn Tieren appliziert, ebenso wie Alkohol mit der Atemluft und im Urin2ausgeschieden8), w~ihrend letzterer injiziert, oxydiert und als S~iure ausgeschieden wird. 9)

Silbernitrat, Gerbsfiure und Pikrins~iure be- wirkten keine weiteren Strukturfinderungen des Gelatine-Formaldehydproduktes. Die Formalde- hydwirkung scheint also ersch6pfend zu sein.

Wenn man bedenkt, dab Formaldehyd das erste Stadium des pflanzlichen Stoffwechsels ist, so m6chte es im Lichte dieser Arbeit scheinen, dab die Bedeutung dieser Substanz fiber die der Kohlehydrate hinausgeht. Sie dfirfte als wich- tiges Agens bei der Bildungvon Zellwiinden auf- treten, indem sie dutch ihre Einwirkung auf die intrazellularen Kolloide den Prozeg der Zell- teilung - - das Mittel organischen Wachstums - - einleitet.

Diese Auffassung steht nicht im Widerspruch zu den SchluBfolgerungen 1~ yon C a r r e l und B a k e r, dab Proteosen, die dutch Natriumsulfat

8) B r i g g s , Journ. Biol. Chem. 71, 67 (1926). 9) Hosoda, Joum. Biochem. (Japan) 6, 171 (1926). lo) C a r r e 1 und B a k er, Joum. exper. Med. 44,

,503 (1926).

aus Verdauungsstoffen abgeschieden werden, eine reichlichere und I/anger dauernde Vermeh- rung der Fibroblasten hervorrufen als die durch Embryonalflfissigkeit hervorgebrachten und dab das Vorhandensein eines Hormons in der Em- bryonalflfissigkeit, das auf die Zellteilung stimu- lierend wirkt, unwahrscheinlich sei.

Um die Besonderheiten der Formaldehyd- Oelatine-Zellstrukturen besser zu erkennen, seien sie im Lichte des Liesegang-PhS_nom ens betrachtet.

Bei den normalen FNlen yon B~inderung geht die Reaktion, die ihren Ausdruck in Aggre- gationen und Fiillungen finder, sehr langsam vor sich, und das Medium ist genfigend beweg- lich, um diesen Ablagerungen, wenn auch nicht vollstiindig, Raum zu geben.

Anders im Falle Formaldehyd-Gelatine. Die Einwirkung erfolgt augerordentlich rasch und vollstiindig. Die Faser- oder Mizellarstruktur der Gelatine hat unter der Wirkung der fort- schreitenden Diffusionswelle nut kurze Zeit zur Ausflockung und das Komplexprodukt orientiert sich nut teilweise in parallelen oder konzen- trischen Fl~ichen, wiihrend die Hauptmasse eine netzartige Zellstruktur bildet. Das erkl~irt die merkwtirdigen Unterschiede zwischen der han- dels/iblichen (gelatosehaltigen) Gelatine und ihrer Neigung zur Bildung yon B~inderungen und Schichten und den besten Gelatinesorten ander- seits, die Honigwaben-, Netz -11) und Zellstruk- turen bilden.

Wie schon erwfihnt (7), erinnerte hinsichtlich seiner Transparenz und seines Brechungsver- m6gens das Formaldehyd-Gelatineprodukt an die Kristallinse des Auges.

Die unten angeffihrten Versuche zeigen be- merkenswerterweise nicht nut die Schichten- und Zellstrukturen und die Bedingungen, unter denen die radiale und laminare Form der Augen- linse sich bildet, sondern auch in weitgehendem MaBe die Aehnlichkeit in der Zellanordnung bei ktinstlichen und natfirlichen Linsen.

D i e K r i s t a l l i n s e d e s A u g e s .

Die untersuchten Linsen stammten aus Kuh- augen. Die Tiere waren grogenteils jung, zwischen 4 und 6 3ahren. Die Linsen waren Mar und praktisch ohne Gelbf~irbung.

Unter den 50 untersuchten Linsen fand sich kein Fall yon fortgeschrittener Sklerose. Die Linsen wurden vorsichtig aus den Kapseln ge- lost und mit kaltem destillierten Wasser abgespiilt. Beim Koehen quollen die Linsen etwas auf,

11) M. C o p i s a r o w, Koll.-Zeitschr. 44, 321 (1928).

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wurden trfib und koagulierten schliefllich unter Bildung eines weigen pulverartigen K6rpers. Die laminare Struktur der Linsen trat dadurch in Erscheinung, dab sich die weiBe feink6rnige Sub- stanz" in Schichten abheben liet~.

Beim Eintauchen in n/10 Silbernitratl6sung /iberzogen sich die Linsen sofort mit einer grauen kr/imeligen Masse. Die Untersuchung ergab, dag selbst bei langerer Einwirkung nur die ~iugere Schicht der Linsen angegriffen war. Wurde diese entfernt, so blieb eine zwar kleinere, aber vollstandig klare Linse zurtick.

Wurde die Linse 24 Stunden lang in eine w~isserige ges~ittigte L6sung yon Pikrins~iure

,gelegt, so ging eine grundlegende Aenderung vor sich; die Linse wurde durch und durch gelb, tr/ib und krtimelig und sah aus wie der Dotter eines hartgekochten Eies. Sie zeigte auch keine Schichtung mehr. Wurde sie in Wasserdampf gebracht, so erfolgte Hydrolyse unter Verfltis- sigung und Zersetzung.

In 38 prozentiger Formaldehydl6sung zogen sich die Linsen zusammen, wurden durchsichtig und sehr hart. Beim Durchschneiden zeigte sich, dag sie aus transparenten, harten, hornigen Schichten bestanden, die sich leicht voneinander abl6sen liegen.

Fig. 1

Im Exsikkator, wo f/Jr gleichmN~igeTrocknung gesorgt wurde, schrumpften die Linsen zusammen und wurden hart und durchscheinend. Die Laminarstruktur liet~ sich wie bei der Formalde- hydbehandlung leicht erkennen. Bei l~inger dauernder Trocknung erfuhr die Linsenform eine interessante Umwandlung, indem sie oktagonal und bogig wurde mit radialen Linien vom Zentrum nach den einspringenden Ecken. Sie erinnerte einigermat~en an eine geschfilte Apfelsine.

Diese Bildung zeigt definitiv, daft die Struk- tur der Linse sowohl laminar wie radial ist, was

in vollster Uebereinstimmung steht mit dem genetischen Zusammenhang zwischen der Zell- anordnung in Kapsel und Linse.

Bei noch l~ingerer Trocknung nahm die Opa- leszenz zu, die Linse wurde spr6de, tri_ib und brach schlieglich in 8 Sektoren yon pulveriger Beschaffenheit auseinander (Fig. 1). Zwischen den ~iugeren und inneren Schichten lieg sich kein Unterschied feststellen.

E i n e k / i n s t l i c h e L i n s e .

Als Form ftir die Herstellung der ktinstlichen Linsen benutzten wir zwei kreisf6rmig ausge- h6hlte B16cke aus Hartparaffin. Der Durch- messer entsprach etwa dem der Kristallinsen. Die H6hlungen in beiden Bl6cken waren etwas verschieden voneinander und ergaben, zusam- mengesetzt, eine Linsenform, die hinsichtlich Gr6ge und W61bung einer nat/irlichen Linse glich. Zur Herstellung der Gelatinelinse wurden die beiden H6hlungen mit zehnprozentiger Gela- tinel6sung geftillt, und sobald diese oberfl~ich- lich etwas erstarrt war, wurden die beiden Paraffin- bl6cke passend aufeinander geftigt. Dann wurden sie etwas erwarmt und schlieglich 12 Stunden bei Zimmertemperatur stehen gelassen.

Eine Gelatinelinse wurde eine Woche lang in eine gesattigte w~tsserige Pikrins~iurel6sung gelegt. Beim Durchschneiden zeigte sich, dag die Linse abwechselnd aus durchsichtigen gelben fluoreszierenden konzentrischen Schichten und d/innen gelblich-braunen trtiben Membranen bestand.

Brachte man die so behandelte Linse in einen Exsikkator, so wurde sie kleiner, hart und f~irbte sich dunkler, die allgemeine Form blieb-aber, wenn auch stark geschrumpft und faltig geworden, erhalten. Sie bestand jetzt aus einer Folge yon dfinnen br~iunlichen tr/iben Schichten. Eine Gelatinelinse, in trockner Luft bei Zimmertempe- ratur, schrumpfte ein und wurde faltig, ohne dag dabei irgendwelche symmetrischen Formen auftraten.

Eine Gelatinelinse, die in Silbernitratl6sun- gen - - im Licht und im Dunkeln - - gebracht worden war, erinnerte hinsichtlich ihres Aus- sehens stark an ~ihnliche bereits beschriebene Bildungen (7).

Eine Gelatinelinse wurde 24 Stunden in eine 38prozentige Formaldehydl6sung eingelegt. Nach Beendigung der Einwirkung wurde die Linse, die groge Aehnlichkeit mit der Kristallinse des Auges zeigte, in kaltem destillierten Wasser ge- w~issert und dann in einen Exsikkator gebracht.

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Beim Einschrumpfen nahm die Durchsichtig- keit der Linse ab. Sie wurde zuerst opaleszierend war aber noch durchscheinend, und schliet~lich trfib und bedeckte sich mit einem dfinnen weit~en Ueberzug. Bei fortschreitendem Schrumpfen ~inderte sich die Gestalt in bemerkenswerter Weise. Statt rund wurde sie oval, die Ober- fliiche buchtete sich gleichm~it~ig ein, wobei 8 ver- schieden konvexe ringsum laufende Segment- b~inder auf beiden Seiten der Linse entstanden (Fig. 2).

Fig. 2

Vierzehn Linsen wurden untersucht, und es zeigte sich eine bemerkenswerte Einheitlichkeit in Form und Zahl der Segmente. Ein Durch- schnitt durch die trockene Linse ergab, dat~ sie aus einer Reihe fibereinander gelagerter welliger Schichten bestand, die nach innen zu glatter und ebener wurden. Eine derartig geformte Form- aldehyd-Gelatinelinse, die nach siebenw6chigem Trocknen in einem Exsikkator in einen Trocken- schrank yon 100 ~ gebracht wurde, verkleinerte sich noch mehr, wurde dunkelbraun und bildete schliet~lich einen porSsen Festk~rper, der aber deutlich die Segmentb~inderung beibehielt. Wurde dagegen die Formaldehyd-(3elatinelinse ohne langsame Vortrocknung sofort auf 100 ~ erhitzt, so bildete sich ein brauner por6ser linsenartiger K6rper ohne die charakteristischen Einbuch- tungen.

Der Unterschied zwischen den Pikrins~iure- (3elatine- und den Formaldehyd-(3elatine-Linsen einerseits und die offensichtliche Uebereinstim- mung in der Spannungsverteilung und den ~iufieren Konturen zwischen Formaldehyd-Gela- fine und natfirlichen Augenlinsen anderseits gibt d er neugefundenen Zellstruktur einen realen Wert.

Ein genaueres Studium der Formaldehyd- (3elatinelinsen im Vergleich zu nat/irliehen Augen- linsen k6nnte zur Aufstellung gewisser Vorbehalte und Unterschiede f~hren. W~ihrend die bei lang-

samer Dehydratation schlietSlich erreichte Endform der Augenlinse ein ~iufierer Ausdruck ihrer inneren Struktur und ihrer Bildungsweise ist, wird man dasselbe vielleicht nicht so ohne weiteres auf das Formaldehydgelatine-Produkt fibertragen wollen. Im Sinne von H a t s c h e k ' s 1~) Arbeit fiber das Einfliegenlassen yon (3elatinesoltropfen in koagulierende Medien k6nnte man die yon den k/instlichen Linsen angenommene Form als Folge spezifischerVersuchsbedingungen ansehen. Diese Annahme ist indessen nicht berechtigt im Hinblick auf die chemische Aehnlichkeit und die Beziehung zwischen Ursache und Wirkung. Die von E. Hat- s chek erhaltenen Formen sind nicht ~iuf~erer Aus- druck innerer Struktur, sondern die statische Darstellung einer gehemmten Bewegung des Sols. In diesem Falle finden wir keine Tendenz der Fibrillen, sich dutch die ganze Masse hindurch zu koordinieren und zu orientieren , die Figuren sind also das Ergebnis ~rtlicher Einwirkungen auf die O b e r f l ~ i c h e des Kolloids und sind wesensverwandt mit der gleichfalls in vorliegen- der Arbeit beschriebenen Wirkung yon Formal&- hyd auf { 3 e l a t i n e s o l . Im Gegensatz dazu sind die gewellten Segmentformen, die bei Form- aldehydgelatine g ellinsen auftreten, wie die durch Koagulation entstandenen Netzstrukturen eine Reliefdarstellung der inneren Anordnung der Zellstruktur in der Substanz. In Wahrheit stellt also die vofliegende Abhandlung und die Arbeit E. H a t s c h e k ' s die auf innere bzw. ~iut~ere Vor- g~inge gerichtete Betrachtung des gleichen Prob- lems dar; beide sollten ]edoch zusammen f/Jr die k/inftige Kenntnis yon Lebensvorg~ingen von Wichtigkeit sein.

Z u s a m m e n f a s s u n g .

Vorliegende Untersuchung befafit sich mit der Einwirkung yon Formaldehyd auf (3elatine. Unter bestimmten definierten Bedingungen hat die Reaktion nicht nur eine Verh~irtung der einzelnen Fibrillen, sondern auch ihre gegen- seitige Verflechtung zu Strukturen zur Folge, die die engste bisher erzielte Aehnlichkeit zu biologischen Zellbildungen, allerdings ohne deren Komplexit~it, aufweisen.

Diese Bildungen, die dem Liesegang-Ph~ino- men sehr nahe stehen, weisen aber sovielUnter- scheidungsmerkmate auf, daf~ sich ihre Abtren- hung als besondere Klasse durchaus rechtfertigt.

Die dem bloBen Auge unsichtbaren zellartigen Bildungen machen sich kenntlich in Bruch,

12) E. Hatschek, Roy. Soc. Proc. 95A, 308 (1919).

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Widerstand gegen Druck, optischen Effekten, Herrn Dr. W . S u s s m a n n und H. E. Buck ley , wie auch in der verschiedenartigen Adsorption M. Sc. danke ich ffir ihre Unterstfitzung, insbe- yon Farbstoffen !fund den Dehydratations- und sondere die optische Untersuchung einiger Sub- Koagulafionsform'en. stanzen.

Copisarow Research Laboratory. 145, Alexandra Rd. Manchester. S. W. England.

Studien zur Bodenk6rperregel, I, Von Wo. O s t w a l d und W. R 6 d i g e r (Leipzig).

I E i n l e i t u n g . 1. Ffir die gew6hnliche oder molekulardis-

perse LSsliehkeit eines K6rpers gilt bekanntlich die Regel, .daft sie unabh~ingig von der Menge des Bodenk6rpers ist, falIs einmal S~ittigung erreicht ist. Die L6slichkeit h~ingt auger yon der~Natur des zu 16senden Stoffes und des ~ L6- sungsmittels nur v o n d e r Temperatur ab ~and, wenn auch meistens in viel geringerem MaBe, von dem Druck und der TeilehengrOBe des Bodenk6rpers. Sie ist jedoch unabhiingig yon den Mengen der beiden Bestandteile, was sehon in der ersten systematisehen Untersuchung fiber die L6slichkeit, die wit G a y - L u s s a e ver- danken, ausgesprochen und experimentell be- wiesen wurde.

Ganz anders verh~ilt es sieh bei der Auf- 16sung oder fiberhaupt der Entstehung kolloider Systeme auf dem Dispersionswege. W . B . H a r d y l ) , J. M e l l a n b y ~ ) und S .P .L. S o e r e n - s e n 3) zeigten, teilweise sehou vor liingerer Zeit, an dem Spezialfalle der Aufl6sung des Globu- lins in Salzl6sungen, daf~ bier die relativen Men- gen yon Bodenk6rper und L6sungsmittel eine groBe Rolle spielen. Bei konstanter Salzkon- zentration und Menge des L6sungsmittels ergab sich auffallenderweise bei einer mittleren Boden- kOrpermenge die gr6Bte L6slichkeit, das kon- zentrierteste Sol. Die Anomalie wurde lange Zeit als sehwierig erkl~irbarer Spezialfall ange- sehen. Erst neuerdings wurde yon Wo. O s t - w a l d und seinen Mitarbeitern 4) und anderen

I) W. B. Har dy, Brit. Journ. Physiol. 33, 251 (1905).

~) J. M e i l a n b y , ibid. 338. 8) S. P. S o e r e n s e n , Journ. Amer. Chem. Soc.

47, 457 (1925). 4) Wo. Ostwald, Koll.-Zeitschr. 41, 163 (1927);

43, 249 (1927); A. v. Buz~gh, Koll.-Zeitschr. 41, 169 (1927); 48, 215 u. 220 (1927); W. v. Neuens te in , 41, 183 (1927); 43, 241 (1927);5Wo. Ostwald, Stein- bach u. KOhler, Koll.-Zeitschr. 43, 227 (1927); Wo. Ostwald u. KOhler, 43, 233(1927); Wo. O s t w a l d u. H. S e h m i d t , Koll.-Zeitsehr. 43, 276 (1927); R. KOhler, ibid. 45, 345 (1928); A. v. Buz~igh, ibid.

Autoren 5) gezeigt, dab diese Bodenk6rperabh~in- gigkeit ebenso typisch und h/iufig, also ebenso eine Regel ist bei kolloider Aufl6sung wie um- gekehrt Bodenk6rperunabhfingigkeit bei gew6hn- licher /nolekulardisperser L6sung.

Die sogenannte Bodenk6rperregel lautet: ,,Kolloide Aufl6sungsvorg/inge verlaufen nicht unabh~ngig yon der jeweils im System vorhan- denen Bodenk6rpermenge. Die in L6sung ge- gangene Menge nimmt entweder stetig zu mit steigender Bodenk6rpermenge oder zeigt bei mittlerer Bodenk6rpermenge ein Maximum." Die Gfiltigkeit dieses Satzes ist inzwischen an mehreren Dutzenden verschiedenartiger kolloi- der und verwandter Systeme nachgewiesen wor- den (siehe die zitierte Literatur).

2. Kolloide Dispergierungen oder Peptisa- tionen kSnnen auf verschiedenen Wegen zu- stande kommen. Man kann zum Beispiel unterscheiden : 1. Adsorptionspeptisationen (Beispiel: Kohle ~ Pikrins~iure), 2. Dissolutions- peptisationen (Beispiel: F e ( O t - I ) ~ Salzs~iure), 3. Peptisation quellender K6rper (Beispiel: Auf- 15sung yon Gelatine in Wasser), 4. spontane kolloide Aufl6sung (Beispiel: Azetylzellnlose in Chloroform), ohne damit alle MSgliehkeiten er- sch6pft zu haben. Desgleiehen spielen Disso- lution (chemische Aufl6sung eines Teiles des Bodenk~rpers z. B. unter Salzbildung) und eigent- lithe Kolloidbildung ie naeh dem Fall eine quan- titativ versehieden grot~e RoIIe: neben Solen mit kleinem molekulardispersen Anteil gibt es um- gekehrt molekulardisperse LSsungen, die nur einen kleinen kolloiden Anteil enthalten usw. Es ist klar, dab im letzteren Falle ehemische Reaktionen das Bild beherrsehen und die kol- loidehemischen Variablen - - wie insbesondere

46, 178 (1928) ~748, 33 (1929); 49, 183 (1929); Wo. Ostwaild, ibid."49, 188 (1929),

5) E. v. Mfihlendahl u. J. ReitstOtter, Kunst- stoffe 1927, Heft 7; H. J. Watermann u. van Akeu, Journ. chem. soc. 46, 411 (1927); W. Schindler , Koll.- Zeitschr. 48, 254 (]929).