Zasada pomiaru apatarem Warburga:

Do pomiaru intensywności oddychania tlenowego wykorzystuje się metodę manometrycznego oznaczania spadku ciśnienia tlenu spowodowanego jego zużyciem na procesy utleniania substratu. Ze względu na to, że ubytkowi tlenu - w trakcie oddychania tlenowego- towarzyszy przyrost stężenia dwutlenku węgla, powstający CO₂ jest wiązany na drodze chemicznej (np.20% KOH) by wyeliminować jego wpływ na mierzone ciśnienie. Badania takie przeprowadza się w aparacie Warburga stosując manometry o stałej objętości.

Aparat Warburga składa się z szeregu precyzyjnych, kapilarnych manometrów o średnicy około 1 mm. Rurka manometru wyskalowana jest co 1 mm i wypełniona cieczą manometryczną o ściśle określonej gęstości. Najczęściej stosuje się do tego celu tzw. płyn Brodiego, którego gęstość wynosi 1,033, a ciśnienie atmosferyczne wyrażone w mm słupa płynu Brodiego wynosi 10 000 mm. Koniec manometru połączony jest szlifem z naczyńkiem reakcyjnym zanurzonym w termostatowanej łaźni wodnej. Dodatkowo naczyńko reakcyjne jest wstrząsane w celu ułatwienia wymiany gazowej pomiędzy fazą ciekłą (zawiesina badanych organizmów) a fazą gazową (gaz wypełniający przestrzeń nad cieczą w naczyńku pomiarowym aż do poziomu płynu Brodiego w zamkniętym ramieniu kapilary manometru). W celu doprowadzenia płynu Brodiego, w zamkniętym ramieniu manometru, do umownego punktu zerowego (najczęściej punkt 150 mm) reguluje się objętość cieczy manometrycznej za pomocą przycisku znajdującego się na zbiorniczku z tym płynem umieszczonym u dołu manometru. W czasie badań odczytów dokonuje się na ramieniu otwartym.

Wzrost ciśnienia gazów (wydzielanie się gazów) w naczyńku reakcyjnym powoduje podniesienie poziomu płynu manometrycznego, podczas spadku ciśnienia gazów (pobierania gazów) poziom płynu opada. Wzrost ciśnienia oznaczamy jako (+h), a ubytek (-h).

Ze względu na to, że na zmianę ciśnienia gazu wywiera istotny wpływ wiele czynników, należy je uwzględnić przy podawaniu wyników badań w postaci objętościowej (µl). Do najważniejszych należą objętość fazy gazowej, objętość fazy ciekłej, rozpuszczalność gazu w cieczy, temperatura łaźni wodnej itp.

Czynniki te uwzględnia tzw. stała naczyńkowa k, której wyznaczenie umożliwia przeliczanie obserwowanych zmian ciśnienia (h• k) na zmiany objętości gazu (x).

x= h•k (µl)

Stałą naczyńkową oblicza się wg równania:

Vg – objętość fazy gazowej (naczyńko + zamknięte ramię manometru do umownego punktu zerowego – 150),

Vc – objętość fazy ciekłej w naczyńku ( objętość badanej próby + odczynniki),

T – temperatura absolutna łaźni wodnej (stopnie Kelvina),

P₀ –ciśnienie normalne (10 000 mm płynu Brodiego),

α - rozpuszczalność badanego gazu w cieczy, w temperaturze T i pod ciśnieniem

1013 hPa (760 mm Hg)

Stała naczynkowa k ma wartość stałą dla danych warunków doświadczenia, tj.: dla danego naczyńka, rodzaju gazu, objętości fazy gazowej, objętości fazy ciekłej i temperatury.

Ponieważ podczas oznaczeń ciśnienie atmosferyczne i temperatura łaźni wodnej (pomimo jej termostatowania ) nie są idealnie stałe, dlatego stosuje się każdorazowo manometry kontrolne określane mianem tzw. termobarometrów (Tb). Kontrole te zawierają w naczyńkach tylko wodę w ilości ściśle odpowiadającej objętości zawartej w próbach badanych. Próby te mają dostarczyć informacji na temat zmian odczytów ciśnienia wywołanych wyłącznie przez zmiany warunków zewnętrznych (ciśnienie atmosferyczne i temperatura łaźni wodnej). Są one podstawą do wyznaczenia poprawki dla każdego kolejnego odczytu. W przypadku zgodnego kierunku zmian ciśnienia w termobarometrze i próbie badanej, należy bezwzględną wartość odczytu badanej próby zmniejszyć o poprawkę, a w przeciwnym przypadku poprawkę należy dodać.

Sposób uwzględniania poprawki przedstawia schemat:

odczyt:

-h_t +h_t +h_t -h_t

-h_b +h_b -h_b +h_b

odpowiada to rzeczywistym zmianom ciśnienia :

- (h_b- h_t); + (h_b- h_t); - (h_b+ h_t); + (h_b+ h_t);

W tabeli podano sposób zapisywania odczytów i obliczania µl pobranego tlenu na podstawie odczytów różnic w poziomie płynu Brodiego w tremobarometrze i badanej próbie.

Zapisywanie wyników i obliczanie ilości pobranego tlenu

Czas (min)	Odczyt Tb	Poprawka dla Tb ht	Odczyt próby badanej	Zmiana próby badanej (mm) hb	Zmiana rzeczywista próby badanej (po poprawce)	µl O2 x = (h• k)
0	150	0	150	0	0	0• kO2
5	165	+15	146	-4	-19	-19• kO2
10	160	+10	127	-23	-33	-33• kO2
15	154	+4	94	-56	-60	-60• kO2
20	150	+10	59	-91	-101	-101• kO2
25	149	-1	22	-128	-129	-129• kO2