生物化學(xué)發(fā)光測(cè)量?jī)x的原理和應(yīng)用

生物發(fā)光和化學(xué)發(fā)光是自然界中一種普遍現(xiàn)象。至今人們已知能發(fā)光的生物種類(lèi)繁多，從低等的xijun到高等的發(fā)光魚(yú)類(lèi)，從植物幼苗、植物枝葉到人體表面經(jīng)絡(luò)穴位、腦、肝、血清等，其發(fā)光的主要物質(zhì)幾乎都是由瑩光素酶、瑩光素及其輔助因子所組成。隨著對(duì)生物發(fā)光機(jī)制的深入研究，一些生物體的發(fā)光體系已經(jīng)初步搞清并用這些體系去分析生物體和化學(xué)中的一些微量物質(zhì)。生物發(fā)光分析法漸漸地被引入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，諸如通過(guò)瑩火蟲(chóng)瑩光素酶發(fā)光體系測(cè)量xijun中的ATP，用以確定尿路感染中的xijun數(shù)；以發(fā)光xijun的發(fā)光強(qiáng)度為指標(biāo)去定量**素的效價(jià)、標(biāo)定環(huán)境的污染狀況等。因此，對(duì)這一領(lǐng)域的研究有著重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1、工業(yè)：發(fā)酵工業(yè)中測(cè)量生物量，控制發(fā)酵條件。油脂、食品工業(yè)中測(cè)量油脂、食品的氧化變質(zhì)程度。橡膠、塑料工業(yè)，測(cè)量產(chǎn)品的老化程度，檢測(cè)摻入抗氧化原料的效果。醫(yī)藥工業(yè)，檢測(cè)**的效價(jià)。   

2、 農(nóng)業(yè)：根據(jù)植物幼苗的發(fā)光強(qiáng)度，判斷植物的抗寒性、抗熱性、抗鹽性及農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)發(fā)育生長(zhǎng)狀況等，為農(nóng)業(yè)育種和栽培技術(shù)提據(jù)。

3、 藥學(xué)：測(cè)量吞噬細(xì)胞的吞噬作用相伴隨的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度和使用發(fā)光mianyi分析法，檢查肌體的mianyi功能，了解體內(nèi)微量**、微量元素、維生素及**的含量。測(cè)量體液中   的ATP，判斷肌體的能量代謝狀況，尿路感染的程度，測(cè)量血清（血漿）的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度。間接地判斷**的發(fā)生、發(fā)展和程度，鑒別診斷某些病患。測(cè)量自由基的反應(yīng)，為抗衰老、抗腫瘤、抗輻射篩選有效的自由基**。

4、 環(huán)保：用xijun、動(dòng)物、植物及化學(xué)發(fā)光體系的發(fā)光指標(biāo)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染,同時(shí)可對(duì)水和廢水進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于發(fā)光測(cè)量具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、反應(yīng)速度快、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光分析技術(shù)的研究和應(yīng)用必將在mianyi學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、臨床檢驗(yàn)、毒理學(xué)及醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)?？茖W(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。為了促進(jìn)發(fā)光分析技術(shù)的發(fā)展，上海市檢測(cè)技術(shù)所(原上海市技術(shù)監(jiān)督局實(shí)驗(yàn)工廠)為社會(huì)提供高靈敏、高穩(wěn)定度、線性范圍寬、應(yīng)用面廣、有計(jì)算機(jī)控制及自動(dòng)作圖、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)打印結(jié)果的全自動(dòng)生物化學(xué)發(fā)光測(cè)量?jī)x。為生物、化學(xué)發(fā)光及超微弱發(fā)光的檢測(cè)提供了有效的手段，對(duì)發(fā)光分析技術(shù)的研究和應(yīng)用，將作出一定的貢獻(xiàn)。

生物、化學(xué)發(fā)光反應(yīng)及超微弱發(fā)光基本原理

當(dāng)物質(zhì)分子通過(guò)化學(xué)反應(yīng)吸收能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，物質(zhì)本身從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)拌有光的產(chǎn)生，即為化學(xué)發(fā)光。生物發(fā)光是產(chǎn)生于生物活體的一種特殊的化學(xué)發(fā)光，它在許多生物系統(tǒng)中起作用，其發(fā)光能源來(lái)自生物活體，利用某種特殊的蛋白質(zhì)作為發(fā)光反應(yīng)的催化劑。例如瑩火蟲(chóng)瑩光素一類(lèi)光素酶反應(yīng)是以三磷酸腺苷（ATP）作為能源。從分析化學(xué)觀點(diǎn)看，化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光屬于相同的現(xiàn)象，其不同點(diǎn)一般在生物發(fā)光反應(yīng)的量子效率比化學(xué)發(fā)光反應(yīng)高，前者為0.1～0.8，后者只有0.01～0.05，此外在特異性上也以生物發(fā)光反應(yīng)較高。生物系統(tǒng)超微弱發(fā)光不同于一般的生物發(fā)光，它是一種反映生物體生命狀態(tài)，傳遞一定信息，表達(dá)一定功能的極微弱光流輻射，屬于超微弱生物發(fā)光或稱(chēng)之謂“低水平的生物化學(xué)發(fā)光”。

一、超微弱發(fā)光可以分為二類(lèi)：

  1． 自發(fā)發(fā)光：（生物的化學(xué)發(fā)光）

A  代謝化學(xué)發(fā)光            B  細(xì)胞分裂發(fā)光

2． 誘導(dǎo)發(fā)光：

A   延遲發(fā)光   B   電離輻射發(fā)光   C  電子作用的化學(xué)發(fā)光D   聲致發(fā)光   E   熱發(fā)光

二、生命系統(tǒng)（如細(xì)胞）的自發(fā)發(fā)光大致有如下特點(diǎn)：

1.極其微弱：生物系統(tǒng)表面每cm2每秒發(fā)射的光子可以從幾個(gè)到幾百個(gè)，這一強(qiáng)度相當(dāng)于遠(yuǎn)在10公里甚至100公里外一根蠟燭發(fā)出的光。

2.分裂的細(xì)胞比休止的細(xì)胞發(fā)光強(qiáng)，并主要在細(xì)胞分裂 前期發(fā)射，所以稱(chēng)有絲分裂發(fā)光。

3.發(fā)射光譜很寬，至少覆蓋從紫外到紅外的整個(gè)光譜區(qū)。

4.發(fā)光強(qiáng)度與生物系統(tǒng)的生理和生物學(xué)功能有多方面的聯(lián)系。

5.對(duì)各種物理和化學(xué)因素很敏感，幾乎任何一種化學(xué)物質(zhì)都能影響細(xì)胞發(fā)光的強(qiáng)度。

6.這種光輻射有可能是相干的。