
【機】 bioluminescence assay
【化】 bioluminescence
【醫】 bioluminescence
mensuration
【機】 measurement
生物發光測定法(Bioluminescence Assay)是一種基于生物體自然發光現象的分析技術,通過檢測生物發光反應中的光信號來定量目标物質(如ATP、特定酶或污染物)。其核心原理是利用熒光素酶(luciferase)催化底物(如熒光素)發生氧化反應産生光子,光強度與目标物濃度成正比。該方法因靈敏度高(可檢測10^{-18} mol ATP)、操作快速而廣泛應用于微生物檢測、環境監測及藥物篩選等領域。
ATP檢測
生物體細胞内ATP含量與活細胞數量直接相關。通過裂解細胞釋放ATP,在熒光素酶催化下,ATP與熒光素反應生成氧化熒光素并釋放光子。光信號強度通過發光檢測儀(luminometer)量化,實現微生物活菌數的快速測定(如食品衛生檢測)。
報告基因系統
将熒光素酶基因(如Firefly Luciferase)連接至目标基因啟動子下遊。當目标基因表達時,熒光素酶同步合成,加入底物後發光強度反映基因表達水平,常用于基因調控研究。
環境毒性評估
特定細菌(如Vibrio fischeri)在正常代謝時發光,有毒物質會抑制發光強度。通過測量樣品暴露前後發光變化,可評估污染物急性毒性(ISO 11348标準方法)。
參考文獻來源:
- 生物化學與生物物理進展(《生物發光技術在分析化學中的應用》)
- Journal of Microbiological Methods("ATP bioluminescence for microbial monitoring")
- Nature Protocols("Luciferase reporter assays")
- Environmental Toxicology and Chemistry("Standardized bioluminescence toxicity tests")
生物發光測定法是一種基于生物體自身發光現象的分析技術,主要通過檢測生物發光反應中的光信號來定量或定性分析目标物質。以下是其核心要點:
生物發光是生物體通過發光細胞或特定酶催化反應将化學能轉化為光能的現象,屬于化學發光的一種,能量轉化效率接近100%。
其核心機制是:生物合成的化合物(如熒光素)在特定酶(如熒光素酶)催化下與目标物質(如ATP)發生反應,釋放光子。例如,ATP生物發光法中,反應式為:
$$
text{D-熒光素} + text{ATP} + text{O}_2 xrightarrow{text{熒光素酶}} text{氧化熒光素} + text{AMP} + text{PPi} + text{H}_2text{O} + text{光}
$$
需注意不同生物體的發光體系差異(如螢火蟲與發光細菌),且環境因素(溫度、pH)可能影響結果準确性。
如需進一步了解具體檢測流程或儀器原理,(ATP檢測)或(發光免疫分析技術)。
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