DE2303195A1

DE2303195A1 - Photoempfindliches material biologischen ursprungs

Info

Publication number: DE2303195A1
Application number: DE2303195A
Authority: DE
Inventors: Esther Dr Dujardin; Marie-Rose Michel-Wolwertz; Cyrille Dr Sironval
Original assignee: SA PRB SA; Agfa Gevaert AG
Current assignee: SA PRB SA; Agfa Gevaert AG
Priority date: 1972-01-25
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1973-08-16
Also published as: GB1423992A; BE794187A; US3871888A

Description

DR. MÜLl,ER-BOR£ DlPL-PHYS. DR. MANiTZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW

München, 23. Januar 1973

AGFA-GEVAERO) Aktiengesellschaft 5090 Leverkusen / Deutschland

und

ERB Societe Anonyme
Avenue de Broqueville 12, B 1150 Brüssel / Belgien

Photoempfindliches Material biologischen Ursprungs

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein photoempfindliches Material biologischen Ursprungs, das bei Raumtemperatur eine hohe Stabilität besitzt, und auf ein·-? Verfahren zur Herstellung dieses Materials.

Die hohe Stabilität des photo empfindlichen Ilaterials macht es für die Verwendung bei der Aufzeichnung und Reproduktion einer Information geeignet, wie es in der Patentschrift ·..·..· (Patentanmeldung der gleichen Anmelderin vom gleichen Datum und dem Xitel "Aufzeichnung und Reproduktion einer Information mittels photoempfindlichen Materials biologischen Ursprungs" und dem internen Aktenzeichen A 2261) beschrieben ist·

Es ist bekannt, dass bei Dunkelheit gewachsene (bl.etchfarbige) Pflanzen unter dem ,Sinfluas von Licht tpektraie

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Df. Maitar-Boi* Di. Mertte ■ Dr. DwM · Dipt.-Ing. FiiwtwwekJ DjpWne. Orimkow

»Bftuntchw«lg,AinBöreerp«rk· · München 22, Rotmt-Koch-Sir··· 1 7 MuHgMt-BMl CwNWtatt, MWtMnS* S

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: i B«yr. obtw. MOwdww. K>o.-Wr. WM PMMdMCk: IMMtwn H

Änderungen durchmachen. Durch KurζZeitbeleuchtung der bleichfarbigen Pflanzen wird das anfängliche Absorptionsmaximum irreversibel von etwa 647 nm auf etwa 676 nm und das anfängliche Fluoreszenzemissionsmaximum bei niederer Temperatur (gemessen in flüssigem Stickstoff) irreversibel von etwa 657 cm auf etwa 688 nm geändert,, Das Protochlorophyll(id), das sich in den bei Dunkelhei^gewachsenen Pflanzen angesammelt hat und die Vorstufe des Chlorophylls ist, das in normalen, grünen Chloroplasten gefunden wird, ist für das obengenannte Phänomen durch Photoreduktion des Protochlorophyll(ids) zu Chlorophyll(id) verantwortlich. Wesentlich für die Photoreduktiön des Protochlorophyll(ids) zu Chlorophyll(id) ist eine spezifische Bindung mit einem Apoprotein. Dieser binäre Komplex des Protochlorophyll(id)s mit Apoprotein wird als Protochlorophyll(id)-Holochrom bezeichnet.

Das Protochlorophyll(id), gebunden an das Apoprotein, ist aus bei Dunkelheit^gewachsenen Pflanzen, z.B. mit Glyzerin, extrahiert worden (siehe J.H.C. Smith, Carn. Inst. Wash. Jahrbuch, Kr, 51, 153 (1952) und J.H.C.Smith und A. Benitez, dto., Fr. 52, 151 (1953) ) und mit Pufferlösungen (siehe A.A. Krasnovskii u.a., Doklady Akad. Nauk SSSR, 8£, 177 (1952) ) in einer Form, die · durch Licht umsetzbar ist, was bedeutet, dass das Protochlorophyll (id) von der Pflanze in seiner hoIoehromatischen Form getrennt wird.

Seitdem sind Methoden für die Reinigung des extrahierten, photoaktiven Protochlorophyll(id)holochroms beschrieben worden, z.B. von Schopfer u.a., in Plant. Physiol. 1968,

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43 (6), 990-6, oder um die minimale Einheit des Protochlorophyll(id)-Eomplexes zu isolieren, die die photochemische Transformation weiterführen kann, z.B. durch J.CH. Smith und D.W. Kupke in "Nature", 178 (1956), 751-752 und von K.V. Henningsen und A. Kahn in Plant Physiol. 4£ (1971), 685-690. Diese Methoden sind sehr kompliziert und umfassen ausgedehnte Behandlungen_?um den gesuchten Zweck zu erreichen.

Obgleich das isolierte Protochlorophyll(id)holochrom, das aus bleichfarbqgsn Pflanzen gemäss der Literatur extrahiert wurde, zumindest teilweise wochen- oder sogar monatelang in photoaktiver Verfassung gehalten werden kann, unter der Voraussetzung, dass die Extrakte bei Dunkelheit bei einer Temperatur unter O⁰C, Vorzugsweise unter -10 G, aufbewahrt; werden, verlieren sie allmählich in wenigen Tagen oder sogar in wenigen Stunden oder einigen Minuten alle Photoaktivität wenn sie bei Raumtemperatur aufbewahrt werden. Daher sind diese Protochlorophyll(id)holochrom~Extrakte für die Verwendung bei der Aufzeichnung und Eeproduktion einer Information bei gewöhnlicher Temperatur ungeeignet.

Es wurde nun gefunden, dass das Protochlorophyll(id)-holochrom, das aus bleichfarbigem Pflanzenmaterial extrahiert wurde, monatelang bei Raumtemperatur photoaktiv bleibt, indem ein sogenannter "ternärer Komplex" aus dem extrahierten Protochlorophyll(id)-Apoproteinbinärem Material gebildet wird, z.B. mit Polyäthylenglykolj Dextran, Antikörpern usw, und der gebildete "ternäre Komplex" im wesentlichen entwässert wird.

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Der Ausdruck "ternärer Komplex" wird hier benutzt_; um ein photoaktives Produkt zu bezeichnen, das aus bleichfarbigem Pflanzenmaterial extrahiert ist und mit Hilfe von natürlichem oder synthetischem, polymerem Material ausgefällt wird. Es ist jedoch nicht bekannt, ob das polymere Material wirklicher Teil . des Komplexes ist oder ob das polymere Material nur an den binären Komplex gebunden ist.

Wie später noch gezeigt wird, fand man, dass die Erhaltung einer Photoaktivität des sogenannten ternären Komplexes über eine lange Zeit hinweg bei Raumtemperatur stark von der Abwesenheit freien Wassers im Komplex abhängt; es soll nur das Konstitutionswaeser verbleiben.

Die vorliegende Erfindung liefert also ein photoaktives, im wesentlichen entwässertes Material, das einen Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplex enthält, der aus bleichfarbigem Pflanzenmaterial extrahiert wurde und mit einem natürlichen oder synthetischen, polymeren Material komplex!ert oder verbunden ist.

Der entwässerte, photoaktive, ternäre Komplex der Erfindung kann von dem nicht entwässerten, ternären Komplex durch sein IPluoreszenzemissionsmaxxmum bei niederer Temperatur nach der Photoumsetzung unterschieden werden. Während der entwässerte, photoaktive, ternäre Komplex der Erfindung, wenn er bei Raumtemperatur aufbewahrt wird, ein konstantes Buoreszenzemissionsmaximum nach der Photoumsetzung zeigt, das unveränderlich bei etwa » 688 nm liegt, zeigt der nicht entwässerte Komplex, wenn er belichtet wird, nachdem er von einigen Sekunden bis

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zu einigen Minuten bei Raumtemperatur gehalten wurde, ein JTuoreszenzemissionsmaximum bei niedriger Temperatur, das sich zu einer kürzeren Wellenlänge verändert hat, obgleich esenfanglich auch bei etwa 688 nm liegen musste.

Die meisten höheren, angiospermen Pflanzen besitzen, wenn sie bei Dunkelheit gewachsen sind, die Eigenschaft, den Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplex zu erzeugen und können als Ausgangsmaterial für den photoaktiven, binären Komplex verwendet werden. Der Komplex sammelt sich nicht nur in den Blättern, sondern auch in den anderen Organen der Pflanze, z.B. in den Knospen und den Petiolen und, obwohl in niederem Grade, in den Stengeln, Zweigen, Ästen und Samen. Es beansprucht eine gewisse Zeit, um die optimale Konzentration des Protochlorophyll(id)-holochroms im bel·- Dunkelheit gewachsenen Pflanzenmaterial zu erhalten, wobei die Zeit von der Art des verwendeten Pflanzenmaterials abhängt. Gewisse Leguminosen, wie Bohnen und Erbsen, und grasartige Pflanzen (Gramiraceen), wie Gerste und Mais, können in ihren bei Dunkelheit gewachsenen Blättern einen beträchtlichen Gehalt von Apoprotein-Protochlorphyll(id)-Komplex enthalten. Eine optimale Konzentration von Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplex kann man beispielsxireise in bleichfarbigen Bohoen auf folgende Weise erhalten:

Bohnenkeimlinge (Phaseolus vulgaris, var. Commodore) lässt man in vollständiger Dunkelheit in Töpfen aufwachsen, die sterilisiertes Vermiculit enthalten, das

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mit Leitungswasser befeuchtet wird. Die Temperatur wird auf 23 + 2⁰C u:
etwa 80 % gehalten.

wird auf 23 ± 2⁰C und die relative Feuchtigkeit auf

Die Wachstumszeit, die notwendig ist, um die optimale Konzentration zu erhalten, kann leicht bestimmt werden, indem man z.B. zu verschiedenen Zeitintervallen eine angegebene Menge Pflanzenmaterial nimmt und den Pigmentgehalt der Blätter nach Extraktion der Pigmente misst. Wenn man die Intensität der Lichtemission von Blattproben verschiedenen Alters bei 657 nm (vor der Belichtung) und bei 688 nm (nach der Belichtung) vergleicht, kann man daraus schliessen, welche Probe die höchste Konzentratin des photoaktiven Komplexes hat. Es ist klar, dass beim Vergleich der Proben alle physikalischen Umstände der Erregung, der Fluoreszenz die gleichen sein sollten.

Man kann den photoaktiven, ternären Komplex des Protochlorophyll(id)-Apoproteins mit einem natürlichen öder synthetischen, polymeren Material durch die folgenden Schritte erhalten:

Extrahieren des Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplexes von bleichfarbigem.Pflanzenmaterial, indem man das Pflanzenmaterial in einer Pufferlösiing homogenisiert, das Homogenat filtriert, indem man es durch ein feingewebtes Tuch presst und das FiItrat zentrifugiert und dann das natürliche oder synthetische, polymere Material mit der überstehenden Flüssigkeit mischt und dadurch den ternären Komplex ausfällt, der dann durch Zentrifugieren gesammelt wird»

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Das bleichfarbige Pflanzenmaterial, von dem der Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplex extrahiert werden soll, wird in einem dunklen, kalten Saum bei Anwesenheit eines Puffers, der einen pH-Wert zwischen etwa 7 und etwa 10 aufrechterhält,und einer Verbindung gemahlen, die das Protein gegen Oxidation oder Denaturierung schützt, z.B. Glycerin, Polyvinylpyrrolidon, Triäthanolamin und Saccharose. Die Menge des Puffers und des verwendeten Schutzmittels ist so bemessen, dass das zu mahlende Volumen so niedrig wie möglich gehalten wird. Das Mahlen kann von Hand in einem Mörser oder mit Hilfe eines mechanischen oder elektrischen Mahlwerks vorgenommen werden, vorausgesetzt, dass keine aktive Strahlung durch den Mechanismus und die verwendeten Motoren ausgesendet wird.

Die groben Teile werden vom Homogenat entfernt, indem man sie durch ein Filter mit grossen Poren filtriert, z.B. durch ein Tuch presst, woraufhin das Ifiltrat zentrifugiert wird, beispielsweise 30 bis 60 Minuten bei Geschwindigkeiten in der Grössenordnung von 5 000 bis 30 000 g oder mehr, was von der Viskosität des Mediums abhängt. Die überstehende Flüssigkeit, die den photoaktiven Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplex enthält, wird gesammelt und dazu verwendet, den ternären Komplex herzustellen.

Der ternäre Komplex des Protochlorophyll(id)-Apoproteins mit einem polymeren Material wird gebildet, indem man zu der überstehenden Flüssigkeit ein polymeres Material, einschliesslich eines proteinhaltigen Materials gibt, das imstande ist, mit dem Protochlorophyll(id)-Apoprotein einen Niederschlag zu bilden. Der Niederschlag des söge-

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nannten ternären Komplexes wird dann durch Zentrifugieren gesammelt.

Alle Lösungen und die Ausrüstung, die während der Extraktion des binären Komplexes und der Bildung des ternären Komplexes verwendet werden, xvercfei bei niedriger Temperatur gehalten, d.h. unter 5°C· Wenn eine Sichtkontrolle notwendig ist, kann während dieser Vorgänge und auch während der Ausbleichung ein mattes, grünes Sicherheitslicht verwendet werden.

Das grüne Sicherheitslicht sollte von niedriger Intensität sein und hauptsächlich Strahlung innerhalb des Bereiches von 5QQ bis 600 nm ausstrahlen, die keine Phototransformation des photoaktiven Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplexes verursacht, welcher seine Hauptabsorption im ultravioletten Bereich des Spektrums (Maximum bei etwa 436 nm) und dem roten Bereich des Spektrums hat (Maximum bei etwa 647 nm für die Blätter und bei 635 bis 645 nm für den extrahierten, binären Komplex und den gebildeten ternären Komplex hat„

Die folgenden Herstellungsbeispiele zeigen Einzelheiten der Herstellung des photoaktiven, ternären Komplexes.

Herstellung 1

Die beiden Keimblätter von bleichfarbigen Bohnen (Phaseolus vulgaris, var. Commodore) werden 21 Tage nach dem Keimen gesammelt. 2 bis 2,5 g dieser Blätter werden in einem Mörser mit 6,0 ml einer Lösung von Glycin (0,2 M) und Kaliumhydroxid bei einem pH-Wert von etwa 9»3 bei An-

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Wesenheit von 4-0 fo±gem. (Vol/Vol) Glycerin gemahlen. Das Mahlen wird in einem, dunklen, kalten Raum bei etwa 4-⁰C vorgenommen, wobei man eine grüne Sicherheitslampe mit einem Maximum bei 520 nm verwendet.

Das Homogenat wird durch ein feingewebtes Tuch gepresst und das Filtrat 4-5 Minuten bei 26 000 g zentrifugiert, wobei die Temperatur bei + 3°C gehalten wird.

Die überstehende Flüssigkeit wird gesammelt, woraufhin eine 50 %ige, wässrige Lösung von Polyäthylenglykol (durchschnittliches Molekulargewicht 6000) tropfenweise bei 3°C zugegeben wird, bis sich eine endgültige Konzentration von 15 % ergibt. Man lässt die Mischung 30 Minuten stehen, woraufhin sie eine Stunde bei -4-⁰C bei einer Geschwindigkeit von 4-8 500 g zentrifugiert wird. Die überstehende Flüssigkeit wird entfernt und der Niederschlag, der ein sogenannter ternärer Komplex von Protochlorophyll(id)-Apoprotein mit Polyäthylenglykol ist, gesammelt.

Herstellung; 2

4-0 g bleichfarbige Bohnenblätter, wie sie in der Herstellung 1 beschrieben sind, werden in einen Mixer gebracht und folgende Ingredienzien zugegeben: 20 g Polyvinylpyrrolidon und 160 ml eines Puffers, der 0,05 Mol Tricin, 0,05 KoI Kaliumhydroxid, 0,002 Mol Magnesiumsulfat, 0,001 Hol Äthylendiamintetraessigsäure-Dinatriumsalz und 0,06 % (Vol/Vol) des Dispex'sionsmittels tert.-Octylphenoxy-palyäthylenoxyäthanol im Handel unter dem Handelshamen TKITON X-100 von der Rohm + Haas Company, Phila-

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delphia, USA, erhältlich.) enthält, sowie 40 % (YoI/ VoI) Glycerin. Die Viskosität des Puffers beträgt 3 cP und der pH-Wert 8,6. Das Ganze xd.rd 2 Minuten bei maximaler Geschwindigkeit des Mixers gemischt, während man die Temperatur auf 3°G hält. Das Homogenat wird' durch Musselin filtriert und das Filtrat eine Stunde bei -4° ι
ζ ent r i fug i er t.

Stunde bei -4-⁰C bei einer Geschwindigkeit von 78 500 g

Die oben stehende Flüssigkeit wird gesammelt und weiterbehandelt wie in Herstellung 1, um den ternären Komplex zu bilden.

Herstellung $

Die bleichfarbigen Keimblätter von Mais werden 12 Tage nach dem Keimerjgesammelt. 10 g Blätter werden 10 Minuten bei einer Temperatur von 0°0 in einem Hörser mit 40 ml eines Phosphatpuffers, der mit Saccharose gesättigt ist, gemahlen. Der Puffer hat einen pH-Wert von 9 und eine Viskosität von 21 cP.

Das Homogenat wird dann durch Musselin filtriert und das Filtrat eine. Stunde bei -4° C b« digkeit von 78 500"g zentrifugiert,

das Filtrat eine. Stunde bei -4°G bei einer Geschwin-

Die überstehende Flüssigkeit wird gesammelt und weiterbehandelt wie in Herstellung 1, um den ternären Komplex zu bilden.

Herstellung 4-

Herstellung 2 wird mit dem Unterschied wiederholt, dass die Ausfällung des Protochlorophyll(id)-Apoproteins bei

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+3°C nunmehr durch Zugabe einer Lösung von Antikörpern zu der überstehenden Flüssigkeit der Zentrifugierung stattfindet. Diese Antikörper werden durch ein Kaninchen erzeugt, dem man zuvor eine Lösung des Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplexes injiziert hat (drei Injektionen - eine Injektion pro Woche).

Der gebildete Niederschlag wird gesammelt, indem man eine Stunde bei -4°C bi
4-S >ΟΟε zentrifugiert.

eine Stunde bei -4°C bei einer Geschwindigkeit von

Durch die Bildung eines ternären Komplexes des Protoclilorophyll(id)-Apoprotein~Komplexes mit einem polymeren Material, wie oben beschrieben, erhält man hohe Ausbeuten eines photoalitiven Komplexes durch einfache Arbeitsgänge, wie Mahlen, Zentrifugieren und Ausfällen. Dieser ternäre Komplex kann mehrere Monate in photaktiveia Zustand gelagert werden, wenn die Lagertemperatur unter -15°C beträgt. Er hat jedoch bei Raumtemperatur innerhalb von einem öder zwei Tagen alle Photo aktivität vollständig verloren.

Wie schon oben bemerkt, wurde gefundäi, dass die Haltbarkeit einer Langzeit-Photoaktivität bei Raumtemperatur des ternären Komplexes streng von der Abwesenheit freien Wassers im Komplex abhängt. Dies wird bei der Spektralanalyse von lyophilisiertem und nicht-lyophilisiertem, ternären Komplex klar ersichtlich. Der ternäre Komplex hat unmittelbar nach seiner Herstellung ein Fluoreszenzemissionsmaximum bei niedriger Temperatur (gemessen in flüssigem Stickstoff, d.h. bei -196⁰C) im roten Bereich des Spektrums, das von 64-5 bis 655

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Herstellung zu Herstellung variieren kann, z.B. 648 mn. ■Durch vollständige, kurzzeitige Photoumsetzung nach der Herstellung.wird dieses Fluoreszenz-Emissionsmaximum bei niedriger Temperatur "bis etwa 688 nm verschoben. Durch Denaturieruhg des unbelichteten, ternären Komplexes zeigt der Komplex nach einer Kurzzeitbelichtung zur Hervorrufung einer vollständigen Photoumsetzung ein Fluoreszenz-Emissionsmaximum bei niedriger Temperatur bei etwa 688 nm und auch ein Fluoreszenz-Emissionsmaximum bei niedriger Temperatur bei 625 bis 6JO nm; das 625 - 630 nm-Emissionsband stammt vom photoinaktiven Protochlorophyll(id)-Apoprotein. Wenn die Denaturierung des photoaktiven Komplexes fortschreitet, nimmt das 625-630 nm-Emissionsband zu und das 688 nm-Emissionsband ab.

Im folgenden Beispiel 1 wird gezeigt, dass bei Raumtemperatur der nicht-lyophilisierte, ternäre Komplex seine Photοaktivität nach 2 Tagen vollständig verloren hat, während der lyophilisierte, feste, grüne, ternäre Komplex mehrere Monate lang photoaktiv bleibt.

Beispiel 1

A. Messung der Denaturierung des nicht-lyophilisierten, ternären Komplexes ;

Eine Menge des frisch hergestellten, ternären, photoaktiven Komplexes wie in Herstellung 1 wird mit Hilfe eines Spatels in Form einer sehr dünnen Schicht auf Filtrierpapier aufgetragen. Auf entsprechende Weise werden eine ganze Serie von solchen Proben hergestellt. Die Proben werden in drei Teile geteilt und jeder Teil in

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einen lichtdichten Metallbehälter gebracht, der als Dunkelkammer dient. Die Behälter werden bei drei verschiedenen Temperaturen gelagert: -10°C, O⁰C und +23°C.

Um die Denaturierung au verfolgen, werden zwei Proben von jeder der Portionen, die bei verschiedenen Temperaturen lagern, zu verschiedenen Zeitabschnitten herausgenommen, z.B. alle zwei Tage. Bei jedem Zeitintervall werden die Fluoreszenzemissionsspektren bei niedriger Temperatur einerseits auf einer nicht beleuchteten Vorlage aufgezeichnet und andererseits auf einer Vorlage, die eine sättigende Blitzbelichtung erhalten hat (1/700 Sek. - 160 Wsec) und zwar mittels eines Multlblitz - 50 - Elektronenblitzgerätes, in den Handel gebracht von der Gesellschaft für Multiblitzgeräte, Dr. Ing. Mannesmann, Porz-Westhoven, Deutschland; der Blitz ist einige mm von der Vorlage entfernt aufgestellt. Die Vorlage wird unmittelbar nach der Beleuchtung in flüssigem Stickstoff eingefroren.

Die Fluoreszenz-Emissionsspektren werden gemessen, wie es von C. Sironval u.a. für bleichfarbige Blattmuster in Photosynthetica 2, (4), 1968, 268-287 besärieben wurde; man verwendet jedoch nun anstelle der Blattmuster Vorlagen des belichteten oder nicht belichteten, ternären Komplexes.

Die aufgezeichneten Spektren gestatten

a) zu unter,suchen, ob die Proben richtig gelagert worden sind, ohne Licht ausgesetzt worden zu sein (nicht belichtete Proben) und

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b) den Prozentsatz der Denaturierung des ternären Komplexes (belichtete Probe) mittels des Index D zu bestimmen:

D % = ⁶^ χ 100

^H628 ^{+ H}688

E_rna die Höhe des Fluoreszenz-Emissionsmaximums bei 628

628 nm und

H^oo die Höhe des Fluoreszenz-Emissionsmaxiniums bei 688 nm darstellt.

Die erhaltenen Ergebnisse werden nachfolgend angegeben.

B. Messung der Denaturierung des lyophilisierten, ternären Komplexes

Der ternäre, photoaktive Komplex, den man wie in Herstellung 1 erhalten hat, wird mittels eines Spatels in Form einer sehr dünnen Schicht auf Filtrierpapier aufgebracht. Auf ähnliche Weise wird eine ganze Reihe von Proben angefertigt. Die Proben werden dann 2 bis 3 ge bei einer Temperatur von etwa -1.3°C und einem Vi von 2 bis 3 Mikron Quecksilber lyophiliGiert.

Die Proben werden in drei gleiche Teile geteilte Jeder Teil wird in einem lichtdichten Metallbehälter untergebracht, worin durch Calciumchlorid die Atmosphäre trocken gehalten wird. Ein Behälter wird bei -10°C, ein anderer bei O⁰C und der dritte bei +23°C gelagert.

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Um die Denaturierung zu verfolgen, werden zwei Proben aus den verschiedenen Behältern in verschiedenen Seitabschnitten herausgenommen; bei jedem Zeitintervall werden die Fluoreszenz-Emissionsspektren bei niedriger Temperatur aufgezeichnet, wie es oben schon für den nicht-lyophilisierten Komplex beschrieben v.Orden ist.

¹J. Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen, dass für den nicht-lyophilisierten, ternären Komplex die Denaturierung bei -1O⁰G nach der Herstellung mit 3 % nach 2 Wochen zunimmt, mit 7 % nach einem Monat und mit 10 % nach 2 Monaten, während die Denaturierung bei 0 C nach der Herstellung mit 30 % nach 2 Wochen zunimmt, mit 3& % nach einem Monat und mit 50 % nach zwei Monaten.

Bei ^e'-jöhnlicher Temperatur (23°C) ist der nichtlyophilisierte ternäre Komplex in weniger als zwei Tagen nach der Herstellung denaturiert.

Der lyophilisierte, ternäre Komplex erleidet während der Lyophilisierung eine Denaturierung von etx^a 12 %= Sowohl bei -1O°C als auch bei O⁰G ist für etwa einen Konat eine leichte Eenaturierung festzustellen, woraufhin nach mehreren Monaten Lagerung eine leichte Denaturierung· folgt. Bei gewöhnlicher Temperatur erleidet der¹ lyophilieierte, ternäre Komplex nach einer Woche sine weitere Denaturierung von 38 %, woraufhin sin-": lionaturierung folgt, so dass 1 Monat nach der

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Lyophilisation die Denaturierung mit. nur 12 °/o zugenommen hat. Sogar 7 Monate nach der Lyophilisation hat die Denatur.ieru.ng weniger als 15 % zugenommen.

Zu Anschauungszwecken werden Fluoreszenz-Emissions-.spektren niederer Temperatur (relative Fluoreszenz : F gegen Wellenlänge : nm) in der beigefügten Zeichnung gezeigt, die man vor (durchgehende Linie) und nach (gestrichelte Linie) der Photoumsetzung durch einen Blitz erhält, wie es oben von dem nicht-lyophilisierten, ternären Komplex "beschrieben wurde, der 2 Tage lang bei Raumtemperatur aufbewahrt worden war (Fig. I), und vom lyophilisierten, ternären Komplex:, der 45 Tage nach der Lyophilisierung bei Raumtemperatur aufbewahrt worden war (Fig. II).

Aus Fig. I ist klar ersichtlich, dass der nicht-lyophilisierte Komplex nicht mehr photoaktiv ist, nachdem er 2 Tage bei Raumtemperatur aufbewahrt worden war; Fig. II zeigt, dass der lyophilisierte Komplex noch photoaktiv ist, nachdem er sogar 4-5 Tage bei Raumtemperatur gelagert wurde. Wie im folgenden Beispiel 2 veranschaulicht wrden wird, kann der stabile, lyophilisierte Komplex zur Aufzeichnung und Reproduktion einer Information verwendet werden.

Nähere Information über die Verwendbarkeit des lyophilisierten, ternären Komplexes als photoaktive Substanz bei Aufzeichnung und Reproduktion einer Information sind in der schon erwähnten Patentschrift ....... (Patentanmeldung der gleichen Anmelderin vom gleichen Tag mit dem Titel "Aufzeichnung und Reproduktion einer

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Information mittels photoempfindlichen Materials biologischen Ursprungs", internes Aktenzeichen A 2261) beschrieben.

Beispiel 2

Eine Kupferplatte wird mit Karton bedeckt, der eine rechteckige Öffnung hat. Die Öffnung wird mit dem ternären Komplex gefüllt, der in Herstellung 1 beschrieben wurde, woraufhin der Komplex bei -13°0 und 2-5 Mikron Quecksilber lyophilisiert wird.

Die lyophilisierte Schicht des ternären Komplexes wird in Kontakt mit einer trannparenten Vorlage gebracht, woraufhin sie durch einen sättigenden Blitz wie in Beispiel 1 beschrieben belichtet wird, der in einem Abstand von 30 cm aufgestellt ist.

Die belichtete Platte, die die aufgezeichnete Information trägt, wird dann in einem Dewar-Gefäss in ein Medium von flüssigem Stickstoff gebracht, um weibere Photoumsetzung zu vermeiden. Während sich das Material im Dewar-Gefäss befindet, wird es mit Strahlung einer Quecksilberdampflampe durch ein Bandfilter mit einer Spitzentransmission bei 442 nm, einer Bandbreite bei halber Spitzentransmission von 422 bis 4-72 nm und einer Bandbreite bei 1/20 Spitzentransmiasion von 416 nm bis 490 nm belichtet. Durch die erregende Strahlung haben die belichteten Bereiche eine Fluoreszenzemission bei niedriger Temperatur bei etwa 688 nm, während die unbelichteten Bereiche eine Fluoreszenzemission bei niedriger Temperatur mit einer

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Spitze von etwa 650 nm haben» Wenn man die Platte durch ein Filter "betrachtet, das alles Licht von einer Wellenlänge über 660 nm durchlässt, wird ein direktes, positives Bild des Originals klar erkennbar, das auf photographische Silberhalogenidmaterialien aufgezeichnet werdenkann.

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Claims

Pat ent ansprüciie

Phot ο aktive s, im wesentlichen entwässertes Material, dadurch gekennzeichnet , dass es einen Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Eomplex enthält, der aus bleichfarbigem Pflanzenmaterial extrahiert ist und mit einem natürlichen oder synthetischen, polymeren Material komplexiert oder daran gebunden ist.

2. Photoaktives Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das polymere Material Polyäthylenglykol i st.

5. Photoaktives Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Material, wenn es bei Raumtemperatur aufbewahrt wird und eine Photoumsetzung stattfindet, ein konstantes STuoreszenz-Emissionsmaximum hat, das unveränderlich bei etwa 688 nm liegt.

4-, Photoaktives Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennz eichn e t , dass der Protochlorophyll(id)-Apoprotein-Komplex aus den Blättern von bleichfarbigen Bohnen oder Mais extrahiert ist.

5· Photoaktives Material nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 4-, dadurch gekennzeichnet , dass das Material erhalten ist, indem vom bleichfarbigen Pflanzenmaterial der photoaktive, Protochlorophyll (id)-Apoprotein-binare Komplex extrahiert und der

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"binäre Komplex mit dem polymeren Material υ. nt er Bildung .eines sogenannten ternären Komplexes zum Komplex gebunden oder damit assoziiert, und der ternäre Komplex entwässert wird.

G. Photoaktives Material nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , dass die Extraktion des binären Komplexes, die Bildung des ternären Komplexes und die Entwässerung des ternären Komplexes bei einer Temperatur von höchstens 5°C stattfindet.

7» Photoaktives Material nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass der ternäre Komplex erhalten ist, indem der binäre Komplex extrahiert wird, indem das bleichfarbige Pflanzenmaterial mit einer Puff ei-lösung homogenisiert wird, die ein Mittel enthält, das das Apoprotein gegen Benaturierung schützt, indem weiterhin das Homogenat filtriert und das Filtrat zentrifugiert, die überstehende Flüssigkeit mit der natürlichen oder synthetischen,-polymeren Verbindung gemischt und dadurch der ternäre Komplex zum Ausfällen gebracht wird, indem weiterhin der Niederschlag durch Zentrifugieren gesammelt und der ternäre Komplex im wesentlichen entwässert wird.

S. Photoaktives Material nach Anspruch 7» dadurch g e kennzeichnet , dass das Schutzmittel Glycerin ist.

9· Photoaktives Material nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η Z e i c h net, dass die Entwässerung durch Lyophilisierun;:: erfolgt ist=

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1ü. Photoalitives Material nach. Antimon 9» dadurch g e "'c- ennzeichnet , dass die Lyophili-Eierunn; bei einer 'Temperatur unter -10 C und bei einem Vakuum in der GrosBenordnung von einigen Mikron Quecksilber erfolgt ist.

11. Photoaktives Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 his 10, dadurch gekennzeich net, dass der Puffer einen pH-Wert zwischen etwa 7 und etwa 10 hat.

12o Photoaktives Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass der Puffer ein Glycerin/Kaliumhydroxid-, ein Tricin/Kaliumhydroxid- oder ein Phosphatpuffer ist.

1J. Verfahren zur Herstellung eines photoaktiven Materials biologischen Ursprungs, das bei Raumtemperatur photoaktiv bleibt, dadurch gekennzeich net, dass ein photoaktiver Protochlorophyll(id)-Apoprotein-binärer Komplex aus bleichfarbigem Pflanzenmaterial extrahiert und der binäre Komplex mit einem natürlichen oder synthetischen, polymeren Material unter Bildung eines sogenannten ternären Komplexes komplexiert oder associiert und οξο ternäre Komplex entwässert wird»

14-. Verfahren nach Anspruch I3, dadurch g e k e η η zeichnet , dass bleichfarbige Bohnen- oder Maisblätter als gebleichtes Pflanzenmaterial verwendet werden.

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15. Verfahren nach Annpruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , dass als polymeres Material Polyätüylenglykol verwendet wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 "bis 15, dadurch g e 1: e η η ζ e i c h η e t , dass alle Arbeitsgänge bei einer Temperatur von höchstens 5⁰C erfolgen.

17· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

13 bis 16, dadurch gekennzeichnet , dass es folgende Schritte umfasst: Das Homogenisieren des.Pflanzenmaterials mit einer Pufferlösung, die ein Mittel enthält., das das Apoprotein gegen Denaturierung schützt, das Filtrieren des Homogenats und das Zentrifugieren des Filtrats, das Mischen der natürlichen oder synthetischen, polymeren Verbindung mit der überstehenden Flüssigkeit unter Ausfällung des ternären Komplexes das Sammeln des Niederschlags durch Zentrifugieren und das Entwässern des ternären Komplexes.

18„ Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , dass als Schutzmitte-1 Glycerin verwendet wird.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

14 bis 171 dadurch gekennzeichnet , dass die Entwässerung durch Lyophilisieren.erfolgt.

2Oo Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η zeichnet, dass das Lyophilisieren bei einer Temperatur unter -1O⁰C und einem Vakuum in der Grössen-

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Ordnung einiger Mikron Quecksilber stattfindet.

21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
17 his 20, dadurch ge ken η ζ eich net , dass
ein Puffer mit einem pH-tfert zwischen etwa 7 und etwa 10 verwendet wird.

22. Yerfaliren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Puffer ein Glycerin/Kaliumhydroxid-, ein Tricin/Kaliumhydroxid- oder ein Phosphatpuffer verwendet xiird.

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