
【机】 bioluminescence assay
【化】 bioluminescence
【医】 bioluminescence
mensuration
【机】 measurement
生物发光测定法(Bioluminescence Assay)是一种基于生物体自然发光现象的分析技术,通过检测生物发光反应中的光信号来定量目标物质(如ATP、特定酶或污染物)。其核心原理是利用荧光素酶(luciferase)催化底物(如荧光素)发生氧化反应产生光子,光强度与目标物浓度成正比。该方法因灵敏度高(可检测10^{-18} mol ATP)、操作快速而广泛应用于微生物检测、环境监测及药物筛选等领域。
ATP检测
生物体细胞内ATP含量与活细胞数量直接相关。通过裂解细胞释放ATP,在荧光素酶催化下,ATP与荧光素反应生成氧化荧光素并释放光子。光信号强度通过发光检测仪(luminometer)量化,实现微生物活菌数的快速测定(如食品卫生检测)。
报告基因系统
将荧光素酶基因(如Firefly Luciferase)连接至目标基因启动子下游。当目标基因表达时,荧光素酶同步合成,加入底物后发光强度反映基因表达水平,常用于基因调控研究。
环境毒性评估
特定细菌(如Vibrio fischeri)在正常代谢时发光,有毒物质会抑制发光强度。通过测量样品暴露前后发光变化,可评估污染物急性毒性(ISO 11348标准方法)。
参考文献来源:
- 生物化学与生物物理进展(《生物发光技术在分析化学中的应用》)
- Journal of Microbiological Methods("ATP bioluminescence for microbial monitoring")
- Nature Protocols("Luciferase reporter assays")
- Environmental Toxicology and Chemistry("Standardized bioluminescence toxicity tests")
生物发光测定法是一种基于生物体自身发光现象的分析技术,主要通过检测生物发光反应中的光信号来定量或定性分析目标物质。以下是其核心要点:
生物发光是生物体通过发光细胞或特定酶催化反应将化学能转化为光能的现象,属于化学发光的一种,能量转化效率接近100%。
其核心机制是:生物合成的化合物(如荧光素)在特定酶(如荧光素酶)催化下与目标物质(如ATP)发生反应,释放光子。例如,ATP生物发光法中,反应式为:
$$
text{D-荧光素} + text{ATP} + text{O}_2 xrightarrow{text{荧光素酶}} text{氧化荧光素} + text{AMP} + text{PPi} + text{H}_2text{O} + text{光}
$$
需注意不同生物体的发光体系差异(如萤火虫与发光细菌),且环境因素(温度、pH)可能影响结果准确性。
如需进一步了解具体检测流程或仪器原理,(ATP检测)或(发光免疫分析技术)。
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