生物系统的发光原理——超微弱发光朱生物系统的发光现象由生物体内特别体系发出的功能化学发光；与代谢或破坏过程相联系的超微弱发光；受辐射诱导的光诱导发光----诱导荧光。2生物系统的超弱发光生物系统超弱发光概述生物系统超弱发光的理论研究生物系统超弱发光检测技术生物系统超弱发光的应用3概述什么是超微弱发光？超微弱发光的发展历程4生物系统的超微弱发光（PE）生物系统的超微弱发光(theultra-weakphotonemissionfrombiologicalsystem，简称PE）一种极其微弱的准连续光子辐射现象22„发光强度：1~10个光子/s.cm-14-9„量子效率：10~10„光谱范围：180~800nm存在于所有的生物体之中5特点普遍性：所有生物样品中均有-7光强弱：每秒发光强度仅为10瓦谱特征：连续分布、无明显特征峰高敏感：对内部和外界的响应来源：生物分子的能级跃迁，它反应的是自身或外界引起的分子内部结构的变化6超弱发光与生命活动紧密联系生物体内的细胞分裂细胞死亡光合作用生物氧化解毒作用肿瘤发生细胞内和细胞间的信息传递与功能调节等重要的生命过程7生物超微弱发光发现1923年俄罗斯细胞生物学家AlexanderG.Gurwitsch孳生辐射实验8洋怱放在可透紫外线的玻璃管中，外套一中部有孔的金属管另一放入玻璃管的洋怱垂直放在金属管的有孔一侧几小时后，在小孔外形成一外突体用不透紫外光的玻璃挡住，则无外突体形成9孳生辐射实验„洋怱放在可透紫外线的玻璃管中，外套一中部有孔的金属管„另一放入玻璃管的洋怱垂直放在金属管的有孔一侧„几小时后，在小孔外形成一外突体„用不透紫外光的玻璃挡住，则无外突体形成10生物超微弱发光证实1954年，意大利学者L.Colli将植物幼苗放在一个装备有光电倍增管的光谱检测仪上，首次科学证实生物体超弱光子辐射现象：„辐射波长：390－690nm22„总强度：~10hν/s.cm多种植物（小麦、菜豆、小扁豆、玉米）萠发的种子的实验2„光强：250－700hν/s.cm„光谱：400－600nm11生物超微弱发光进一步证实发光来自幼苗本身发光强度„与日龄有关：14~17日发光最强„与pH值相关：pH＝7.5发光最强„与状态有关：在切碎时比全株强2~3倍12研究领域拓展60年代，研究对象多样化„从植物转到动物重要结论：„超弱光子并不是其本身的自发发光，而是一种受激发光„能量来自化学反应，因此与生物体代射有关„生物超微弱发光与普通生物发光不同„生物发光多来自细菌、真菌、昆虫、鱼类，强度大„高等植物与哺乳动物只有超弱发光„任何生命物质都存在超微弱发光13理论研究70年代，超微弱发光的理论解释„物理机制„生理机制14PE纵深发展80年代„细胞、亚细胞甚至分子水平„应用前景„发光光源„自由基复合反应„DNA是生物超微弱发光的一个辐射源„理论研究„自由基理论的发展，促进代谢发光理论的发展15„PE实验表现的相干性，促进相干理论的发展生物系统超弱发光的理论研究“代谢发光”机制“相干辐射”机制Prof.VladimirVoeikovProf.Fritz-AlbertPoppMoscowStateUniversityInternationalInstituteofBiophysics,Germany16“代谢发光”机制非完美理论(imperfectiontheory)„细胞呼吸链上固有的“能力学缺陷”引起了偶发的电子泄漏„产生氧化自由基和脂质过氧化反应„反应中的激发态分子退激发光从生化的角度，把生物超微弱发光与有机体内的代谢过程联系起来，认为这种发光主要来源于氧化还原等代谢反应17“代谢发光”机制的物理基础细胞代谢离不开氧，生物氧化的过程是使细胞获得能量的过程，同时也产生了一些高活性的化合物——氧自由基。由于得到的电子数目不同，可以有三种活性氧：--„O2＋eO2(超氧阴离子自由基）-+„O2＋2e+2HH2O2（过氧化氢）-+„O2＋3e+3HOH·+H2O2（羟自由基）18超微弱发光一般反应过程自由基复合反应生成单线态氧或激发态羰基：1ROO*＋ROO*O2＋RO＋ROHROO*＋ROO*C