生物化学与生物物理进展.pdf

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1、×100×生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.1999;26(3)新技术讲座编者的话：微弱发光分析技术和测量仪器近年获得了快速发展，并在生物、医学、化学、环境等科研与应用领域得到了广泛应用。为了介绍和推广这项技术，我们特意组织此次新技术讲座，将从本期开始逐期发表微弱发光分析技术原理及应用的文章，希望能对读者有所帮助。微弱发光分析技术原理及应用实例(一)张仲伦(中科院生物物理所，100101，北京)摘要微弱发光分析技术近年得到迅速发展，在自由基、活性氧分析、化学发光分析、生物的超微弱发光分析

2、、发光免疫分析、生物发光分析等领域得到广泛应用。本文简要介绍微弱发光分析技术的测量原理，并以一些研究成果为实例讲解如何应用微弱发光分析技术进行研究和实践。关键词发光分析，微弱发光测量，学科分类号Q6-33一、微弱发光现象应时，部分化学能总是以光的形式发射出来，探发光现象是生物、化学、物理变化中最基本测化学发光的变化规律是研究各种化学反应和生过程之一。现已发现，所有生物机体都存在一种物化学反应的有力手段。化学发光分析已成为分极微弱的光子辐射，称之为生物的超微弱发光。析化学、电化学、生物化学领域不可缺少的方法。其光谱在1

3、80－800nm范围，光强很弱，只有103.超微弱发光分析人、动物、植物和微生－10000光子/sec·cm2。光虽很弱，但这种发物所具有的超微弱发光，是生命体本身所固有的光现象却与生物系统内的氧化代谢、细胞分裂、一种属性。这种发光可以通过对生物大分子、细光合作用、以及各种生化反应过程有着内在联系。胞、亚细胞组份或生物活体、器官及体液的直接近年来，生物学家、化学家和医学家把这种发光测量探测出来。测量应用于生物、化学、医学等科研和应用领域4.发光免疫分析发光测量可用于测量人体形成发光分析技术。的激素、维生素、药物及微量

4、元素的含量，发光二、发光分析技术免疫分析已成为医学临床免疫检测方法的重要发1.自由基、活性氧分析自由基、活性氧的展方向。产生、变化总是伴随着光子的发射。发光检测自5.生物发光分析现已发展成以荧光素－荧由基和活性氧，可与ESR方法相辅相成。光素酶为代表的细菌发光测试体系。2.化学发光分析化学物质之间产生化学反生物样品光探测器信号放大图1微弱发光测量原理图×100×生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.1999;26(3)三、微弱发光测量原理计数/每秒微弱发光测量原理就是将发光的生物或化学样品置

5、于黑暗的环境中，用灵敏度极高的光探测器接收来自样品的微弱光，将其转换成电信号，再用电路放大，用微机分析处理，从而获得样品系统的发光信息（图1）。由于样品发出的光很弱，就要求光探测器的探测灵敏度极高，信号放大倍数很大，噪声干扰很小。秒BPCL微弱发光测量仪[1]就是用这种原理研制出的，适用于生物、化学、医学、环保、农业、图2巨噬细胞产生的化学发光食品等各领域的仪器。该仪器已经过了几种型号研究结果发现PMA刺激的巨噬细胞给出的化学改进，现在的BPCL各种型号仪器已实现了微机化发光来自两个过程。一个来自巨噬细胞呼吸爆发产采

6、集、分析数据。生的活性氧，另一个来自NO合成酶产生的NO与NADPH氧化酶产生的超氧阴离子之间反应形成的四、细胞内自由基的探测－微弱发光分析技术应用过氧化氮。当PMA和巨噬细胞的比例适当的时候，实例之一由PMA刺激巨噬细胞产生的化学发光曲线上出现两自由基在抗杀微生物和抗杀肿瘤以及机体防护个峰值。第二个峰总是晚于第一峰几分钟出现。图2疾病活动中都起着重要作用。PMA刺激巨噬细胞而（引自文献2）曲线b和c示出氧自由基和NO自由产生呼吸爆发，增加氧的摄取和释放氧自由基。忻基产生的两个发光峰。文娟教授研究组应用微弱发光分析技

7、术所进行的研应用底物和NO合成酶的抑制剂进行的研究发究[3]表明PMA刺激巨噬细胞而产生的不仅有超氧现，前一峰主要来自氧自由基而后一个则主要来自阴离子还有NO自由基。这两种自由基可以互相反应NO自由基。这种动力学研究对于确认NADPH氧化并形成过氧化氮阴离子，它能氧化细胞膜损伤蛋白酶和NO合成酶之间的关系是很有价值的，对于揭示质和酶且在免疫学中起重要作用。NO合成酶的活化过程是很有帮助的。PMA刺激巨噬细胞产生NO和氧自由基的动力参考文献过程是需要研究的很关键、很有价值的问题。对这1．张仲纶，郑雁珍，苏震，等.(Zh

8、angZL,ZhengYZ,SuZetal)单片个动力学过程应用微弱发光测量技术进行研究的方微机化微弱发光测量仪及其在肿瘤研究中的初步应用.生物医学法如下：先将巨噬细胞孵化和分离用15-20ml工程学杂志(J.Biomed.Eng.)，1994，11(1)：24~302．LiHai-tao,ZhaoBao-lu,HouJing-Wu,etal.