生物化學發光測量儀的原理和應用

生物發光和化學發光是自然界中一種普遍現象。至今人們已知能發光的生物種類繁多，從低等的細菌到高等的發光魚類，從植物幼苗、植物枝葉到人體表面經絡穴位、腦、肝、血清等，其發光的主要物質幾乎都是由瑩光素酶、瑩光素及其輔助因子所組成。隨著對生物發光機制的深入研究，一些生物體的發光體系已經初步搞清并用這些體系去分析生物體和化學中的一些微量物質。生物發光分析法漸漸地被引入醫學領域，諸如通過瑩火蟲瑩光素酶發光體系測量細菌中的ATP，用以確定尿路感染中的細菌數；以發光細菌的發光強度為指標去定量抗菌素的效價、標定環境的污染狀況等。因此，對這一領域的研究有著重大的經濟和社會效益。

1、工業：發酵工業中測量生物量，控制發酵條件。油脂、食品工業中測量油脂、食品的氧化變質程度。橡膠、塑料工業，測量產品的老化程度，檢測摻入抗氧化原料的效果。醫藥工業，檢測抗菌的效價。   

2、 農業：根據植物幼苗的發光強度，判斷植物的抗寒性、抗熱性、抗鹽性及農作物營

   養發育生長狀況等，為農業育種和栽培技術提據。

3、 藥學：測量吞噬細胞的吞噬作用相伴隨的化學發光強度和使用發光免疫分析法，檢查肌體的免疫功能，了解體內微量激素、微量元素、維生素及藥物的含量。測量體液中                                     

的ATP，判斷肌體的能量

代謝狀況，尿路感染的程度，測量血清（血漿）的化學發光強度。間接地判斷疾病的發生、發展和程度，鑒別診斷某些病患。測量自由基的反應，為抗衰老、抗腫瘤、抗輻射

篩選有效的自由基藥物。

4、 環保：用細菌、動物、植物及化學發光體系的發光指標監測環境污染,同時可對水和廢水進行監測。由于發光測量具有靈敏度高、特異性強、穩定性好、反應速度快、使用方便等優點。發光分析技術的研究和應用必將在免疫學、微生物學、生物化學、臨床檢驗、毒理學及醫學、農業、工業、環保科學等領域得到廣泛應用。為了促進發光分析技術的發展，上海市檢測技術所(原上海市技術監督局實驗工廠)為社會提供高靈敏、高穩定度、線性范圍寬、應用面廣、有計算機控制及自動作圖、自動數據處理、自動打印結果的全自動生物化學發光測量儀。為生物、化學發光及超微弱發光的檢測提供了有效的手段，對發光分析技術的研究和應用，將作出一定的貢獻。

生物、化學發光反應及超微弱發光基本原理

當物質分子通過化學反應吸收能量，從基態躍遷到激發態，物質本身從激發態回到基態時拌有光的產生，即為化學發光。生物發光是產生于生物活體的一種特殊的化學發光，它在許多生物系統中起作用，其發光能源來自生物活體，利用某種特殊的蛋白質作為發光反應的催化劑。例如瑩火蟲瑩光素一類光素酶反應是以三磷酸腺苷（ATP）作為能源。從分析化學觀點看，化學發光和生物發光屬于相同的現象，其不同點一般在生物發光反應的量子效率比化學發光反應高，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光反應較高。

生物系統超微弱發光不同于一般的生物發光，它是一種反映生物體生命狀態，傳遞一定信息，表達一定功能的極微弱光流輻射，屬于超微弱生物發光或稱之謂“低水平的生物化學發光”。

一、超微弱發光可以分為二類：

 1． 自發發光：（生物的化學發光）

A  代謝化學發光            B  細胞分裂發光

2． 誘導發光：

    A   延遲發光   B   電離輻射發光   C  電子作用的化學發光D   聲致發光   E   熱發光

二、生命系統（如細胞）的自發發光大致有如下特點：

1. 極其微弱：生物系統表面每cm²每秒發射的光子可以從幾個到幾百個，這一強度相當于遠在10公里甚至100公里外一根蠟燭發出的光。

    2． 分裂的細胞比休止的細胞發光強，并主要在細胞分裂 前期發射，所以稱有絲分裂發光。

    3． 發射光譜很寬，至少覆蓋從紫外到紅外的整個光譜區。

    4． 發光強度與生物系統的生理和生物學功能有多方面的。

    5． 對各種物理和化學因素很敏感，幾乎任何一種化學物質都能影響細胞發光的強度。

6． 這種光輻射有可能是相干的。