Papierchromatographie in der Botanik

Allgemeiner Teil.- A. Theorie der Papierchromatographie.- 1. Einleitung.- 2. Die Craig-Methode.- 3. Papierchromatographie.- Literatur.- B. Einrichtung eines papierchromatographischen Laboratoriums.- 1. Arbeitsraum.- 2. Dunkelraum.- 3. Chromatographieraum.- C. Techniken.- I. Eindimensionales Verfahren.- 1. Die absteigende Methode.- 2. Die aufsteigende Methode.- 3. Die Mikromethode.- II. Zweidimensionale Verfahren.- III. Mehrdimensionale Verfahren.- IV. Rundfilter-Technik.- V. Präparative Papierchromatographie.- VI. Papierelektrophorese.- D. Papiere.- Sonderpapiere.- 1. Hydrophobierte Papiere.- 2. Carboxyl-Papiere.- 3. Austauscher-Papiere.- E. Aufbereitung.- I. Extraktion.- II. Störsubstanzen.- 1. Entsalzen.- 2. Entfernen von Lipoiden.- 3. Entfernen von Eiweiß.- III. Einengen.- F. Auftragen und Trocknen.- G. Fehlerquellen.- H. Auswertung und Dokumentation.- Literatur.- J. Isotopentechnik.- I. Qualitative Technik.- 1. Lokalisierung durch Autoradiographie.- Arbeitsgänge zur Identifizierung unbekannter radioaktiver Substanzen in einem Gemisch.- a) Einbau der Isotopen in den pflanzlichen Organismus.- b) Extraktion und Identifikation.- 2. Zählrohrtechnik.- Analyse einer Mischung von Stoffen mit der Leitisotopen-Technik.- a) Identifizierung nicht markierter Stoffe mit der LeitisotopDerivat-Technik.- b) Identifizierung von nicht-markierten Substanzen durch Reaktion mit einem radioaktiven Reagens.- II. Quantitative Technik.- 1. Interpretation des Chromatogramms.- a) N ullettekt (“background activity”).- b) Handhabung der Proben.- c) Absorption und Selbst-Absorption der Strahlung.- d) Intensitätsbefall.- 2. Quantitative Bestimmungen.- a) Isotop-Derivat-Indicator-Technik.- b) Kupfer-Chelat-Technik.- Literatur.- Spezieller Teil.- A. Anorganische Kationen und Anionen.- I. Aufbereitung des Materials.- 1. Trockene Veraschung.- 2. Nasse Veraschung.- a) Mit rauchender Salpetersäure.- b) Mit konz. Schwefelsäure.- c) Mit rauchender Salpetersäure und konz. Schwefelsäure.- 3. Soda-Schmelze zur Bestimmung der Anionen.- II. Papier, Geräte.- 1. Papier und dessen Reinigung.- 2. Pipetten, Büretten.- III. Met hode.- IV Lösungsmittel und RF-Werte.- V. Nachweis.- 1. Physikalische Methoden.- a) Radioaktive Isotope.- b) Colorimetrische Methode.- c) Spektrographische Analyse.- 2. Chemische Methoden.- VI. Quantitative Bestimmungsmethoden.- 1. Bestimmung auf dem Papier.- a) Auf Grund der Fleckengröße.- b) Durch Intensitätsmessung.- 2. Isolierung der getrennten Substanzen und anschließende Bestimmung.- 3. Spezielle quantitative Methoden.- a) Alkali- und Erdalkali-Ionen.- b) Bestimmung von Molybdän.- c) Bestimmung von Kupfer und Eisen.- Literatur.- B. Kohlenhydrate.- I. Mono-, Oligosaccharide.- 1. Verarbeitung des Pflanzenmaterials.- 2. Trennung der Zuckergemische. Lösungsmittel.- 3. Nachweis der Zucker.- a) Ammoniakalisches Silbernitrat.- b) Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC).- c) 3,4-Dinitro-benzoesäure.- d) 3,5-Dinitrosalicylsäure.- e) Kaliumferricyanid.- f) Natriumperjodat.- g) Kaliumpermanganat.- h) Naphthoresorcin-Trichloressigsäure.- i) Naphthoresorcin-Phosphorsäure.- k) Orcin-Trichloressigsäure.- l) Phloroglucin-Trichloressigsäure.- m) Anilin-Phthalsäure.- n) Anilin-Phosphorsäure.- o) m-Phenylendiamin.- p) p-Amino-dimethylanilin.- q) p-Anisidin-Phosphorsäure.- r) ?-Naphthylamin.- s) Benzidin-Trichloressigsäure.- t) p-Amino-Hippursäure.- u) Harnstoff-Salzsäure.- v) Dinitrophenylhydrazin.- 4. Quantitative Bestimmung.- a) Visueller Vergleich.- b) Bestimmung nach der Fleckengröße.- c) Photometrische Bestimmung des gebildeten Farbstoffes.- d) Extraktion des Zuckers und anschließende Mikrobestimmung.- ?) Oxydation mit dem Kupferreagens nach Somogyi.- ?) Perj odat-Oxydation.- ?) Colorimetrische Bestimmung nach Somogyi-Nelson.- ?) Colorimetrische Bestimmung mit Anilin-Phthalsäure.- ?) Colorimetrische Bestimmung mit Diphenylamin.- ?) Colorimetrische Bestimmung mit Anthron.- II. Zucker-Derivate.- 1. Uronsäuren.- 2. Zuckeralkohole.- 3. Aminozucker.- 4. Zucker-Phosphorsaure-Ester.- 5. Methylzucker.- III. Polysaccharide.- Literatur.- C. Organische Säuren.- I. Aufbereitung.- 1. Extraktionsmittel.- 2. Entfernung von Begleitsubstanzen.- II. Zweckmäßige Technik.- 1. Papiersorten.- 2. Lösungsmittel.- a) Saure Lösungsmittelsysteme.- b) Basische Lösungsmittelsysteme.- c) Lösungsmittel zur Trennung von Säurederivaten.- 3. Reinigung der Lösungsmittel —.- III. Trennung der niederen Fettsäuren.- 1. Hydroxamsäuren.- 2. Hydrazide.- IV. Trennung nichtflüchtiger aliphatischer Säuren.- V. Trennung höherer Fettsäuren.- 1. Fettsäuren in unveresterter Form.- a) Trennung der Fettsäuren von C 10 bis C 26.- b) Trennung der Fettsäuren von C 16 bis C 32 nach dem Allylester-Verfahren.- 2. Bestimmung von esterartig gebundenen Fettsäuren.- VI. Trennung der Ketosäuren.- 1. Trennung als Chinoxalin-Derivate.- 2. Trennung als 2,4-Dinitrophenylhydrazone.- 3. Trennung als Aminosäuren.- VII. Trennung aromatischer Säuren.- VIII. Quantitative Verfahren zur Bestimmung organischer Säuren.- 1. Auswertung der Fleckengröße.- 2. Photometrische Bestimmung des gebildeten Farbstoffes.- 3. Andere quantitative Bestimmungsmöglichkeiten.- Literatur.- IX. Flechtensäuren.- 1. Aufbereitung.- a) Extraktion.- b Hydrolyse.- ?) Alkalische Hydrolyse.- ?) Saure Hydrolvse.- 2. Zweckmäßigenik.- a) Imprägnierung von Papier.- b) Chromatographie.- 3. Nachweis.- 4. Dokumentation.- 5. Fehlerquellen.- Literatur.- D. Phosphatide und komplexe Lipide.- I. Verarbeitung des Pflanzenmaterials.- II. Papierchromatographie.- 1. Lösungsmittel.- 2. Chromatogramme.- 3. Nachweisreaktionen.- III. Papierelektrophorese.- Literatur.- E. Proteine und ihre Bausteine.- I. Aminosäuren.- 1. Die Analysenlösung.- a) Extraktion von Aminosäuren.- b) Eiweißhydrolyse.- c) Entsalzung.- 2. Qualitativer Nachweis.- a) Chromatographierpapier.- b) Chromatographiergefäße.- c) Lösungsmittel.- d) Zweidimensionale Trennungen.- e) Eindimensionale Trennungen.- f) Farbreaktionen der Aminosäuren auf Filterpapier.- g) Die Unterscheidung von D- und L-Formen der Aminosäuren.- h) Identifizierung der -Farbflecken auf den Chromatogrammen.- i) Einige Ergebnisse.- 3. Quantitative Bestimmung.- a) Photometrierung des Kupferkomplexes der Ninhydrinfärbung in Lösung.- b) Direkte 1Photometrierung der Farbstoffe auf dem Papier.- c) Die “Maximum Density”-Methode.- d) Extraktion der Aminosäuren aus dem Papier und Umsetzung mit Ninhydrin in Lösung.- e) Photometrierung von DISP-Aminosäuren.- II. Peptide.- 1. Chromatographische Trennung.- a) Chromatographierpapier.- b) Verteilungsmedien.- c) RF-Werte.- 2. Identifizierung.- a) Die Lokalisation der Peptide.- b) Die Elution der Peptide.- c) Hydrolyse.- d) Endgruppenbestimmung durch Desarninierung.- e) Endgruppenbestimmung mit Dinitrofluorbenzol nach Sanger.- Literatur.- III. Proteine und Proteide.- 1. Extraktion und Trennung.- 2. Nachweise.- IV. Enzyme.- 1. Gewinnung der Extrakte.- 2. Lösungsmittel.- 3. RF-Werte.- 4. Papierelektrophorese.- 5. Nachweis-Reaktionen.- a) Amylase.- b) Phosphatase.- c) Phosphorylase.- d) Carbohydrasen.- e) Lipase.- f) Katalase.- g) Esterasen.- h) Proteinase.- i) Pepsin.- k) Peptidasen.- l) Urease.- m) Xanthin-Dehydrase.- n) Luciferase.- 6. Enzymaktivität.- Literatur.- F. Nucleinsäuren und ihre Bausteine.- I. Isolierung der Nucleinsäuren.- 1. Gewinnung von DNS.- 2. Gewinnung von RNS.- 3. Gewinnung von Ribonucleinproteid.- II. Hydrolyse der Nucleinsäuren.- 1. Hydrolyse von DNS.- a) Hydrolyse mit Perchlorsäure.- b) Hydrolyse mit Ameisensäure.- c) Hydrolyrse mit Salzsäure.- d) Hydrolyse mit P2O5..- 2. Hydrolyse von RNS.- a) Hydrolyse zu Purin- und Pyrimidinbasen.- b) Hydrolyse zu Purinbasen und Pyrimidin-Nucleotiden.- c) Hydrolyse zu Nucleotiden.- III. Trennung der NS-Komponenten durch Papier-Elektrophorese.- 1. Trennung der Basen.- 2. Trennung der Nucleoside und Nucleotide.- 3. Trennung der NS.- IV. Trennung der NS-Bausteine durch Papierchromatographie.- 1. Lösungsmittel-Systeme.- 2. Papiere.- 3. RF-Werte.- 4. Nachweisreaktionen.- a) Nachweis durch Ultraviolett-Absorption.- b) Dische-Reagens.- c) Modifiziertes Dische-Reagens.- d) Orcein-Perchlorsäure-Reagens.- e) Hanes-Isherwood-Reagens.- f) Eisenchlorid-Sulfosalicylsäure-Reagens für Nucleotide.- g) Perjodatreagens für Nucleoside.- h) Quecksilber-Nitrat-Reagens für Purin-Basen.- V. Quantitative Technik.- Literatur.- G. Pflanzenviren.- I. Einführung.- II. Gewinnung geeigneter virushaltiger Lösungen.- III. Der chromatographische Vorgang.- IV. Lokalisierung der Viren im Chromatogramm.- V. Papierelektrophorese.- VI. Ausbaumöglichkeiten.- Literatur.- H. Farbstoffe.- I. Die Chloroplastenfarbstoffe.- 1. Extraktion der Chloroplastenfarbstoffe.- 2. Die Auftragung des Extraktes.- 3. Die Trennung der Farbstoffe am Papier.- 4. Das Eluieren und Bestimmen der Farbflecke.- 5. Besondere Arbeitsmethoden.- 6. Trennung der Chloroplastenfarbstoffe an Glasfaserpapier.- Literatur.- II. Zellsaftlösliche Pigmente (Anthocyane und Flavonoide).- 1. Aufbereitung des Pflanzenmaterials.- 2. Lösungsmittel.- 3. Chromatographische Technik.- 4. Nachweisreagentien.- a) Alkalische Reagentien.- b) Eisen-III-chlorid.- c) Aluminiumchlorid.- d) Andere Metallsalze.- e) Benedikts Reagens.- f) Borsäure und aromatische Borsäuren.- g) Azo-Reaktionen.- h) Reduktionsproben.- 5. RF-Werte.- 6. Vergleichssubstanzen.- 7. Anwendungsbeispiel.- a) Chromatographische Fraktionierung.- b) Qualitative Hydrolyse.- c) Quantitative Hydrolyse.- d) Stellung der Zuckerreste im Molekül.- Literatur.- J. Wirkstoffe.- I. Wachstumsregulatoren und verwandte Stoffe.- 1. Analyse von bekannten Stoffen.- a) Geräte.- b) Papiere.- c) Lösungsmittel.- d) Nachweisreaktionen.- e) Die Reagentien.- 2. Analyse von unbekannten Substanzen.- a) Extraktionsmethode.- b) Fraktionierung.- c) Entfernung von Störstoffen.- d) Präparative Fraktionierung.- e) Bioautographie.- f) RF-Werte nicht identifizierter Wachstumsregulatoren.- g) Fehlerquellen.- 3. Quantitative Bestimmungen.- a) Mikrochemische Methoden.- b) Biologischer Test.- 4. Molekulargewichts-Bestimmungen.- 5. “Tracer”-Methodik.- 6. Papierelektrophorese.- Literatur.- II. Vitamine.- 1. Vitamine des B-Komplexes.- a) Thiamin.- b) Riboflavin.- c) B6-Gruppe.- d) Nicotinsäure.- e) Pantothensäure.- f) Cobalamine.- g) p-Aminobenzoesäure (PABS) und die Folsäure-Gruppe.- h) Biotin.- 2. Ascorbinsäure (Vitamin C).- a) Extraktgewinnung.- b) Lösungsmittel.- c) Nachweisreagentien.- d) Quantitative Methoden.- 3. Tokopherole (Vitamin E).- Literatur.- K. Hemmstoffe.- I. Antibiotica.- 1. Vorbereitung der Proben.- 2. Material und Arbeitsbedingungen.- a) Papier.- b) Lösungsmittel.- c) Besondere Versuchsbedingungen.- 3. RF-Werte und Positions-Konstanten.- 4. Nachweismethoden.- a) Mikrobiologischer Nachweis.- ?) Versuchsgefäße.- ?) Testorganismen.- ?) Nährböden.- ?) Vorbereitung der Versuchsplatten.- ?) Nachweisverfahren.- b) Farbnachweise.- ?) Für Streptomycine.- ?) Für Chloromycetin und seine Abbauprodukte.- ?) Für Tetracycline.- ?) Für N-Acetyl-Neomycin.- c) Fluorescenz-Nachweise.- d) Radiographischer Nachweis.- e) Nachweise mittels Aminosäuren.- 5. Quantitative Bestimmung.- 6. Sammel-Chromogramme (summarized papergrams).- 7. Elektrophorese.- Literatur.- II. Toxine.- 1. Diaporthin.- a) Aufarbeitung.- b) Chromatographie.- c) Nachweis.- 2. Enniatine.- a) Aufarbeitung.- b) Hydrolyse der Enniatinpräparate.- c) Chromatographie.- d) Nachweis.- 3. Fusarinsäure.- a) Aufarbeitung.- b) Chromatographie.- c) Qualitativer Nachweis.- d) Quantitative Bestimmung.- 4. Helminthosporium victoriae-Toxin.- a) Aufarbeitung.- b) Chromatographie.- c) Nachweis.- 5. Lycomarasmin.- a) Aufarbeitung.- b) Chromatographie.- c) Nachweis.- 6. Patulin.- a) Aufarbeitung.- b) Chromatographie.- c) Qualitativer Nachweis.- d) Quantitativer Nachweis.- 7. Wildfire-Toxin.- a) Aufarbeitung.- b) Chromatographie.- c) Nachweis.- Literatur.- L. Aldehyde und Ketone.- I. Extraktion und Umsetzung.- II. Trennung.- III. Nachweis.- IV. Quantitative Bestimmung.- V. Papierelektrophorese.- Literatur.- M. Phenolische Verbindungen und Gerbstoffe.- I. Extraktion.- II. Lösungsmittel.- III. RF-Werte.- IV. Papierelektrophorese.- V. Nachweisreaktionen.- VI. Quantitative Bestimmung.- Literatur.- N. Organische Basen.- I. Amine.- 1. Aufarbeitung des Pfianzenmaterials.- 2. Beste Technik.- 3. Laufmittel.- 4. Papiersorten.- 5. Qualitativer Nachweis und Nachweisgrenzen der Amine auf dem Chromatogramm.- a) Primäre Amine.- b) Sekundäre Amine.- c) Tertiäre Amine.- d) Alkanolamine.- e) Ammoniak.- 6. Quantitative Methoden.- 7. Weitere Identifizierungsmöglichkeiten der Amine.- a) 2,4-Dinitro-?-naphthol (DNN-) Verbindungen der Amine.- b) Die Identifizierung der einzelnen Amine.- Literatur.- II. Alkaloide.- 1. Allgemeine Nachweisreaktionen.- a) Dragendorff-Reagens.- b) Munter-Reagens.- c) Reagens nach Thies und Reuther.- d) Reagens nach Massicot.- e) Molvbdänblau-Reaktion.- f) Reagens nach Reindel und Hoppe.- g) Joddämpfe.- 2. Vorbereitung der Proben.- 3. Trennungsmethoden.- a) Tropanalkaloide.- ?) Atropin-Typ.- ?) Cocain-Typ.- b) Tabak-Alkaloide.- c) Conium-Alkaloide.- d) Alkaloide aus Punica granatum.- e) Lobelia-Alkaloide.- f) Sedum-Alkaloide.- g) Lupinen-Alkaloide und verwandte Leguminosen-Alkaloide.- h) China-Alkaloide.- i) Opium-Alkaloide.- j) Berberin-Typ.- k) Yohimbin-Typ.- l) Rauwolfia-Alkaloide.- m) Strychnos-Alkaloide.- n) Kalebassen-Curare.- o) Mutterkorn-Alkaloide.- p) Solanum-Alkaloide.- q) Veratrum-Alkaloide.- r) Pilocarpin-Gruppe.- s) Xanthin-Derivate (und Trigonellin).- t) Colchicum-Alkaloide.- u) Bärlapp-Alkaloide.- v) Ephedrin.- Literatur.- O. Sterine, Steroide und verwandte Verbindungen.- I. Aufschluß und Extraktion.- 1. Unpolare, neutrale Steroide.- 2. Glykoside und Aglykone.- II. Adsorptions- und Verteilungschromatographie.- 1. Adsorptionschromatographie.- 2. Verteilungschromatographie.- III Papierchromatographie.- IV. Die Lösungsmittelsysteme.- 1. Unpolare Sterine.- 2. Glykoside und Aglykone (Cardenolide).- 3. Glykoside und Aglykone (Butadienolide).- P. Nachweis der Steroide durch Farbreaktionen.- a) Phosphorsäure.- b) Trichloressigsäure.- c) Antimontrichlorid.- d) 3,5-Dinitrobenzoesäure.- e) Dragenaadorffs Reagens.- f) Zinntetrachlorid.- Literatur.- Fachausdrücke der Papierchromatographie.