生物化学发光测量仪的原理和应用

生物发光和化学发光是自然界中一种普遍现象。至今人们已知能发光的生物种类繁多，从低等的细菌到高等的发光鱼类，从植物幼苗、植物枝叶到人体表面经络穴位、脑、肝、血清等，其发光的主要物质几乎都是由莹光素酶、莹光素及其辅助因子所组成。随着对生物发光机制的深入研究，一些生物体的发光体系已经初步搞清并用这些体系去分析生物体和化学中的一些微量物质。生物发光分析法渐渐地被引入医学领域，诸如通过莹火虫莹光素酶发光体系测量细菌中的ATP，用以确定尿路感染中的细菌数；以发光细菌的发光强度为指标去定量抗菌素的效价、标定环境的污染状况等。因此，对这一领域的研究有着重大的经济和社会效益。

1、工业：发酵工业中测量生物量，控制发酵条件。油脂、食品工业中测量油脂、食品的氧化变质程度。橡胶、塑料工业，测量产品的老化程度，检测掺入抗氧化原料的效果。医药工业，检测抗菌的效价。   

2、 农业：根据植物幼苗的发光强度，判断植物的抗寒性、抗热性、抗盐性及农作物营

   养发育生长状况等，为农业育种和栽培技术提据。

3、 药学：测量吞噬细胞的吞噬作用相伴随的化学发光强度和使用发光免疫分析法，检查肌体的免疫功能，了解体内微量激素、微量元素、维生素及药物的含量。测量体液中                                     

的ATP，判断肌体的能量

代谢状况，尿路感染的程度，测量血清（血浆）的化学发光强度。间接地判断疾病的发生、发展和程度，鉴别诊断某些病患。测量自由基的反应，为抗衰老、抗肿瘤、抗辐射

筛选有效的自由基药物。

4、 环保：用细菌、动物、植物及化学发光体系的发光指标监测环境污染,同时可对水和废水进行监测。由于发光测量具有灵敏度高、特异性强、稳定性好、反应速度快、使用方便等优点。发光分析技术的研究和应用必将在免疫学、微生物学、生物化学、临床检验、毒理学及医学、农业、工业、环保科学等领域得到广泛应用。为了促进发光分析技术的发展，上海市检测技术所(原上海市技术监督局实验工厂)为社会提供高灵敏、高稳定度、线性范围宽、应用面广、有计算机控制及自动作图、自动数据处理、自动打印结果的全自动生物化学发光测量仪。为生物、化学发光及超微弱发光的检测提供了有效的手段，对发光分析技术的研究和应用，将作出一定的贡献。

生物、化学发光反应及超微弱发光基本原理

当物质分子通过化学反应吸收能量，从基态跃迁到激发态，物质本身从激发态回到基态时拌有光的产生，即为化学发光。生物发光是产生于生物活体的一种特殊的化学发光，它在许多生物系统中起作用，其发光能源来自生物活体，利用某种特殊的蛋白质作为发光反应的催化剂。例如莹火虫莹光素一类光素酶反应是以三磷酸腺苷（ATP）作为能源。从分析化学观点看，化学发光和生物发光属于相同的现象，其不同点一般在生物发光反应的量子效率比化学发光反应高，前者为0.1～0.8，后者只有0.01～0.05，此外在特异性上也以生物发光反应较高。

生物系统超微弱发光不同于一般的生物发光，它是一种反映生物体生命状态，传递一定信息，表达一定功能的极微弱光流辐射，属于超微弱生物发光或称之谓“低水平的生物化学发光”。

一、超微弱发光可以分为二类：

 1． 自发发光：（生物的化学发光）

A  代谢化学发光            B  细胞分裂发光

2． 诱导发光：

    A   延迟发光   B   电离辐射发光   C  电子作用的化学发光D   声致发光   E   热发光

二、生命系统（如细胞）的自发发光大致有如下特点：

1．       极其微弱：生物系统表面每cm²每秒发射的光子可以从几个到几百个，这一强度相当于远在10公里甚至100公里外一根蜡烛发出的光。

    2． 分裂的细胞比休止的细胞发光强，并主要在细胞分裂 前期发射，所以称有丝分裂发光。

    3． 发射光谱很宽，至少覆盖从紫外到红外的整个光谱区。

    4． 发光强度与生物系统的生理和生物学功能有多方面的联系。

    5． 对各种物理和化学因素很敏感，几乎任何一种化学物质都能影响细胞发光的强度。

6． 这种光辐射有可能是相干的。

根椐以上的生物化学发光的原理,我上海市检测技术所(原上海市技术监督局实验工厂)研制开发生产的全自动生物化学发光测量仪,目前已在工业,农业,环保,医学,免疫,临床等领域广泛使用。