½ cc i Alaska, Panama og ved Zoofysiologisk institutt

Hvordan måle forbrenning hos en sel, en fugl, et menneske? ½ cc står for en halv kubikkcentimeter gass. UiOs første zoofysiolog målte nøyaktig innhold av respirasjonsgasser i en prøve på en halv kubikkcentimeter. 

Bakerst står ½ cc’en Scholander hadde med fra USA. Instrumentet i front ble bygget på instrumentverkstedet, med importerte glassdeler. Foto: Anne Vaalund/MUV

Av Anne Vaalund

Norsk-svenske Per Fredrik Scholander var medisiner som gikk over til biologien på 1930-tallet. Doktorgradsavhandlingen hans fra 1934 omhandlet karplanter på Svalbard. På reisene til arktiske strøk fattet Scholander interesse for hvordan seler kunne gjennomføre så langvarige dykk. I kjelleren på Fysiologisk institutt i Domus bibliotheca begynte Scholander å forske på sel. Det fantes ikke ennå et eget miljø ved universitetet for fysiologisk forskning på dyr.

Rockefeller-stipend og instrumentutvikling

Interessen for dyr og menneskers tilpasning til arktiske strøk kontra varme strøk preget Scholanders forskning i mange år framover. Scholander var en kapasitet, og i 1939 førte et Rockefellerstipend ham til USA. Ved Swarthmore College i Pennsylvania utviklet han et apparat for å måle stoffskifte hos luftlevende dyr: ½ cc’en, som ga en nøyaktig analyse av dyrets respirasjonsgasser.

Fra US Army Air Force til Alaska

Den første 1/2cc’en var ferdig før Scholander forlot Swarthmore College i 1943. Den sentrale delen av instrumenteringen er en kompleks glassdel. Denne ble laget av den særs dyktige amerikanske glassblåseren Jimmy Graham. Dette var midt under 2. verdenskrig, noe som også påvirket biologer i USA. Fra 1943 tjenestegjorde Scholander som forskningsoffiser hos U.S. Army Air Force. Der utviklet og testet han overlevelsesutstyr. Siste halvdel av 1940-tallet hadde han basen sin i Alaska, men også flere opphold i Panama. Han sammenlignet stoffskifte i kaldt og varmt klima.

Illustrasjonen er fra Scholanders publikasjon der ½ cc'en ble presentert. Det svarte er kvikksølv, som går helt inn i mikrometeret.

Blodgassanalysator og trykkbombe

Scholander utviklet flere instrumenter for å møte behovene i forskningen sin: sirkulasjonsforandringer hos dyr som dykker, regulering av kroppstemperatur, menneskers og dyrs tilpasning til kulde, gassvekslings- og stoffskifteforhold, væskeopptak i planter og trær. Ett apparat kalles «Scholanders trykkbombe».

Instrumentet i bruk

Men her konsentrerer vi oss om ½ cc’en. Oksygenforbruket og karbondioksidproduksjon ble målt i utblåsningsluften fra lungene til dyret. Denne luften ble først samlet opp i et respirometer. En halv kubikkcentimeter av denne gassprøven ble så overført til analysekammeret. Gassprøven utsettes for en løsning som absorberer co2. Volumreduksjonen av gassprøven viste co2-innholdet i gassprøven. Deretter utsettes gassprøven for en løsning som absorberer o2-innholdet. Volumreduksjon i gassprøven viser o2-innholdet. Det resterende gassvolumet representerte n2-innholdet i gassprøven. Gassvolumene er sterkt påvirket av temperaturen. Derfor var analysekammeret og de ulike løsningene oppbevart i vannbadet med kjent og konstant temperatur.

Den nederste delen av analysekammeret er fylt opp med kvikksølv. Kvikksølvnivået kan trekkes ned med mikrometeret som er festet nederst på glassdelen. En liten motor sørger for at analysekammeret rister så løsningen blandes raskt med gassen.

Nøyaktige målinger

½ cc’en var kanskje den viktigste av Scholanders instrumenteringer fordi det gav meget nøyaktige målinger og var det beste tilgjengelige på den tiden. Instrumentet var så nøyaktig at da det senere ble laget elektroniske apparater som skulle gjøre samme jobb, ble disse kalibrert med ½ cc'en.

Glassdelen er koplet sammen over og under vannkappen, og nederst er det festet på et mikrometer. Foto: Anne Vaalund/MUV

Til Oslo med instrumenter i amerikakofferten

Scholander hadde selvsagt med sine egenutviklede instrumenter når han kom til UiO for å bli instituttbestyrer ved det nyopprettede Zoofysiologisk institutt. Den eldste ½ cc’en vi har i instituttets samlinger hadde han med fra USA. Instituttets verksmester Odvar Iversen gikk raskt i gang med å produsere flere. Glassblåser Grahams analysekamre i glass fortsatte likevel Scholander å importere. Han «importerte» til og med Graham til Norge for en periode for å holde kurs for glassblåserne ved ZEB og fra Sentralinstituttet (SI) som han samarbeidet med.

Hovedfagsstudenter

Per Enger, som senere ble instituttbestyrer, var hovedfagsstudent da Scholander kom til instituttet. Han ble med Scholander på en ekspedisjon til Panama i 1955 der han utførte en rekke analyser med ½ cc’en for å supplere Scholanders tidligere undersøkelser over dyrs varmeregulering. Med trening kunne en analyse gjøres på 5-10 minutter, minnes Enger. Hjemme på instituttet fikk hovedfagsstudenter opplæring av bruk av ½ cc’en gjennom resten av 1950-tallet når de hadde undersøkelser om stoffskifte. På 1960-tallet gikk instrumentet helt ut av bruk.

Professor Scholander foretar en gassanalyse ute i felten. Ukjent fotograf/MUV

Instrumentutvikling etter Scholander

½ cc’en ble ikke videreutviklet til annen bruk, men sammen med verksmester Iversen videreutviklet Scholander andre av sine instrumenter. Scholander ble bare ved universitetet og Zoofysiologisk institutt i 3 år. Men noen av studentene hans kom til å videreutvikle andre av Scholanders instrumenter i samarbeid med verksmester Iversen. Sånn levde instrument-arven til Scholander videre ved instituttet.

Fram i lyset

Det er lenge siden zoofysiologiene flyttet til Kristine Bonnevies hus. Delene til ½ cc’en har blitt oppbevart her og der ved det som i dag heter Institutt for biovitenskap (IBV). I forbindelse med at IBV i samarbeid med MUV nå bygger opp et felles magasin for gjenstander av universitets- og vitenskapshistorisk verdi ble alt samlet på ett sted. Per Enger og Kjell Fugelli som har vært i det zoofysiologiske miljøet siden 1950-tallet har satt instrumentene sammen igjen, lest Scholanders gamle publikasjon og tenkt tilbake på hvordan instrumentet ble brukt.

Disse gjenstandene rommer mye historie! Historien om en usedvanlig innovativ forsker som valgte vekk det fattige etterkrigsNorge etter bare tre år, historien om et nytt institutt, historier om tverrfaglighet, om inspirasjon og om viktigheten av gode instrumentmakere.

Kilder

P.F. Scholander. “Analyzer for accurate estimation of respiratory gases in one-half cubic centimeter samples.” i Journal of biological chemistry vol. 167, No 1, January 1947. (Received for publication September 18, 1946.)

Enger, Per S. 2007. Zoofysiologisk institutt. Avdeling for generell fysiologi.

Norsk biografisk leksikon.

Viktigst er samtalene med pensjonert 1. amanuensis Kjell Fugelli og professor emeritus Per Enger. Enger har vært ved Zoofysiologisk institutt siden opprettelsen, Fugelli nesten like lenge.

 

Av Anne Vaalund
Publisert 18. feb. 2016 22:01 - Sist endret 4. mars 2016 11:47