- 相關(guān)推薦
生物超弱發(fā)光及其應(yīng)用研究概述
關(guān)鍵字：生物 超弱發(fā)光
生物超弱發(fā)光(UltraweakorSuperweakbioluminescence)，簡稱超弱發(fā)光，又叫超弱光子輻射（UltraweakPhotonemission）、自發(fā)光（SpontaneousLuminescence）、超弱化學(xué)發(fā)光（UltraweakorsuperweakChemiluminescence）[1]。超弱發(fā)光是一種低水平的化學(xué)發(fā)光，發(fā)光強(qiáng)度極其微弱，僅為100-103hv/(s.cm2)，量子效率也很低，約為10-14-10-9，波長范圍為200-800nm[2-6]。實(shí)際上超弱發(fā)光早已為人所知，早在1923年，前蘇聯(lián)科學(xué)家G.Gurwitsh在有名的“洋蔥試驗(yàn)”中就已發(fā)現(xiàn)了超弱發(fā)光現(xiàn)象[7]。但是，由于儀器條件的限制，直到1954年意大利人Colli等利用裝有光電倍增管的儀器才首次科學(xué)地證明了超弱發(fā)光現(xiàn)象[8]。到了六十年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家對(duì)超弱發(fā)光進(jìn)行了大量研究，Mamedov[9]對(duì)90余種生物的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，除藍(lán)藻和原生動(dòng)物外，所有生物都有不同程度的發(fā)光，證明了超弱發(fā)光的普遍性。Slawinska等更進(jìn)一步，提出任何生命物質(zhì)都存在著超弱發(fā)光現(xiàn)象[10]。到目前為止，人們已對(duì)于超弱發(fā)光的機(jī)理及應(yīng)用開展了大量研究工作，取得了可喜成績，但都還有待進(jìn)一步深入[3]。
我國超弱發(fā)光研究起步較晚，主要在應(yīng)用研究上開展了一些工作。中國科學(xué)院生物物理研究所等單位在人和動(dòng)物上進(jìn)行了大量有益的研究[11-23]。七十年代末以來，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位在農(nóng)作物、豆科牧草、沙生植物和水果的抗生（尤其是抗旱性）鑒定上[24-43]進(jìn)行了大量探討，農(nóng)作物已涉及小麥、玉米、大豆等8種，其中對(duì)小麥、玉米研究最多。理化因子如稀土、特定電磁輻射、電離輻射、氧化劑及代謝抑制劑等對(duì)超弱發(fā)光的影響也已涉及[28、40、44、49]。縱觀這些年來我國超弱發(fā)光研究的歷程，總的來說取得了一定的進(jìn)展和成績，但也存在著一些不足。這里僅就超弱發(fā)光的機(jī)理、測(cè)量、理化影響因素，及其在我國農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究加以概括和總結(jié)，以便對(duì)過去的工作有一個(gè)總的了解和回顧，并為今后進(jìn)一步研究提供有益參考。
1超弱發(fā)光的機(jī)理
代謝和核酸合成是生物超弱發(fā)光的兩主要來源，萌發(fā)綠豆中這兩者和約為96%[44]。代謝發(fā)光又主要來源于氧化還原等代謝過程，如脂肪酸氧化[50、51]、酚的醛的氧化、H2O2的酶解、花生四烯酸的氧化、兒茶酚胺和單寧的過氧化，醌的氧化裂解[4]、蛋白質(zhì)和氨基酸的氧化[52]等。氧化劑D2O明顯增強(qiáng)血紅素蛋白的發(fā)光強(qiáng)度[49]、呼吸抑制劑NaN3對(duì)萌發(fā)綠豆超弱發(fā)光的抑制達(dá)72%[44]等都是極好的例證。關(guān)于代謝發(fā)光的機(jī)理，Valadimirov曾提出過酶反應(yīng)機(jī)制學(xué)說，認(rèn)為它來源于代謝產(chǎn)生的過氧化物的酶解；但現(xiàn)在一般認(rèn)為代謝發(fā)光是不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的過氧化自由基復(fù)合后形成的三重態(tài)過氧化物退激所致[4]Wright.J.R等研究發(fā)現(xiàn)，脂肪酸的最大發(fā)光值提取物對(duì)超弱發(fā)光和脂肪酸氧化酶相似的抑制作用；脂肪酸氧化酶抑制劑Co2+、Mn2+、Hg2+和EDTA同樣也抑制超弱發(fā)光[53]，證明脂肪酸氧化是超弱發(fā)光的主要來源之一。核酸DNA和RNA的合成反應(yīng)是超弱發(fā)光的另一個(gè)來源，它在綠豆種胚超弱發(fā)光中約占24%[44]。關(guān)于核酸的超弱發(fā)光，Popp等提出過DNA光子貯存假說和分化的物理模型[54，55]。Rattemeyer等根據(jù)溴化憶錠對(duì)超弱發(fā)光的影響，也初步證明了DNA是一個(gè)超弱發(fā)光源[56]。馬文建等還對(duì)DNA發(fā)光特異性進(jìn)行了研究[57]，結(jié)果表明在所有堿基中只有鳥嘌呤能夠發(fā)光，且發(fā)光強(qiáng)度與濃度（亦即DNA濃度）成正相線性關(guān)系。該研究還發(fā)現(xiàn)，鳥嘌呤衍生物發(fā)光強(qiáng)度因取代基不同而不同，鳥嘌呤＜鳥嘌呤核苷＜脫氧鳥嘌呤核苷＜一磷酸鳥苷＜三磷酸鳥苷＜脫氧一磷酸鳥苷＜脫氧三磷酸鳥苷；甲基化對(duì)發(fā)光有抑制作用，O6甲基化和N7甲基化鳥嘌呤核苷酸的發(fā)光強(qiáng)度僅為正常核苷酸的15%，毛大璋等研究了核酸代謝抑制劑對(duì)萌發(fā)綠豆超弱發(fā)光的影響[44]。他們發(fā)現(xiàn)，雖然蛋白合成抑制劑環(huán)已亞胺通過抑制蛋白質(zhì)合成中的移位酶迅速阻斷了細(xì)胞質(zhì)中的全部蛋白質(zhì)合成反應(yīng)，但并沒有對(duì)超弱發(fā)光產(chǎn)生影響。因此，蛋白質(zhì)合成過程對(duì)超弱發(fā)光沒貢獻(xiàn)。并由此推斷出，核酸代謝抑制劑放線菌素D之所以抑制超弱發(fā)光是因?yàn)樗种屏薉NA發(fā)光和/RDA合成。因此，DNA和/RNA合成是超弱發(fā)光的一個(gè)來源。關(guān)于物理因素引起的超弱發(fā)光，Sapezhinskii等認(rèn)為，是這些環(huán)境因素作用下生物體內(nèi)產(chǎn)生的各種自由基（尤其是過氧自由基）經(jīng)過一系列反應(yīng)后生成的單線態(tài)氧和激發(fā)態(tài)羥基退激發(fā)光[58]。
2我國農(nóng)業(yè)中的超弱發(fā)光應(yīng)用研究
2.1作物的超弱發(fā)光特征
作物幼苗不同器官間超弱發(fā)光強(qiáng)度有差異，根（或胚根）發(fā)光最強(qiáng)[28，33，38，39]，因?yàn)榉N子萌發(fā)后細(xì)胞分裂活動(dòng)主要集中在胚根的分生區(qū)[24]。于這一點(diǎn)，國外有類似報(bào)道，對(duì)小麥、菜豆、扁豆和玉米的研究顯示，根的發(fā)光強(qiáng)度是莖的的10多倍[8]。但也有例外，在玉米根、芽、胚、種中，芽的發(fā)光強(qiáng)度最大[31]。對(duì)大豆的研究顯示，子葉的發(fā)光強(qiáng)度高于真葉[61]，究其原因，子葉是苗期養(yǎng)分的主要來源，而真葉才剛開始生長。作物萌發(fā)過程中，超弱發(fā)光的動(dòng)脈變化呈現(xiàn)單峰曲線[31，32，35，58]，中期發(fā)光強(qiáng)度萌發(fā)比前期和后期高出2-3倍[32]，發(fā)光量在總發(fā)光量中占絕大部分[35]。但有的研究也顯示萌發(fā)過程中發(fā)光強(qiáng)度呈雙峰曲線；并認(rèn)為第一峰主要與營養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝（主要是不飽和脂肪酸的氧化）有關(guān)，第二峰主要與有絲分裂有關(guān)，兩者同行并存；但峰值出現(xiàn)的早晚因作物種類而不同[28，60]。不同物物間超弱發(fā)光強(qiáng)度有所不同，比如苗期發(fā)光強(qiáng)度大麥＞小麥＞玉米，反映了它們?cè)诟珊颠m應(yīng)性上的差異[37]。種子超弱發(fā)光強(qiáng)度與某些物質(zhì)的含量有關(guān)，豆科牧草種子萌動(dòng)之初，超弱發(fā)光強(qiáng)度與干種子中飽和脂肪酸C014-18、棕櫚酸、ATP含量呈負(fù)相關(guān)，和雙健不飽和脂肪酸C1-318-24含量成正相關(guān)[38，39]，這和一些沙生植物是一致的[41]。作物籽粒的發(fā)光強(qiáng)度與成熟度及著生部位有關(guān)，對(duì)玉米的研究表明，成熟度小的籽粒高于成熟度大的籽粒[61]。其原因在于，授粉初期籽粒主要器官分化，細(xì)胞分裂和呼吸作用強(qiáng)；進(jìn)入完熟期后，籽粒新陳代謝和細(xì)胞分裂減弱，超弱發(fā)光也相應(yīng)減弱。此外，不同著生部位的籽粒超弱發(fā)光強(qiáng)度也有所不同，授粉48天后的玉米果穗，上部籽粒＜中粒籽粒＜下部籽粒；采后貯存30天的果穗，發(fā)光趨勢(shì)正好相反，前者反映了果穗的發(fā)育和成熟過程，后者則反映了玉米是穗收獲后穗部營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和累積的規(guī)律。
2.2缺失體和種子活力
三種大豆脂肪酸氧化酶同工酶缺失體Lox1、Lox2、Lox3及其組合缺失體的子葉和真葉有相同的發(fā)光規(guī)律，雙缺失體＞單缺失體＞正常品種，表明缺失體苗期葉片的超弱發(fā)光與脂肪酸氧化酶的基因型有關(guān)，這也許可以成為鑒別脂肪酸氧化酶同工酶缺失體的指標(biāo)[59]。國外對(duì)這三種缺失體也有研究，據(jù)Jinyewang等報(bào)道，三者及組合的組織勻漿中，Lox1+Lox3的發(fā)光強(qiáng)度最低[61]。種子超弱發(fā)光強(qiáng)度的高低能在一定程度上反映種子活力的大小，馬鈴薯整種子及其粉碎后的提取液超弱發(fā)光強(qiáng)度均與發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系[25]。用超弱發(fā)光強(qiáng)度鑒定種子活力，樣品量少又不破壞種子，對(duì)于種子量少的珍貴品種極其有益。
2.3抗生研究
2.3.1抗穗發(fā)芽能力、抗冷性、抗鹽堿不同抗穗發(fā)芽能力小麥品種完熟期貯藏幼苗的超弱發(fā)光強(qiáng)度有相同趨勢(shì)，休眠期短的品種（易帶穗發(fā)芽）＞中抗品種＞抗性品種[26]。因此，籽粒超弱發(fā)光強(qiáng)度可作為鑒定和篩選抗穗發(fā)芽品種的依據(jù)。只要把品種按發(fā)光值和統(tǒng)計(jì)結(jié)果排列，即可把抗性品種和抗性差的品種分開，而且條件單一，不需模擬逆境。
低溫能降低超弱發(fā)光強(qiáng)度，低溫下萌動(dòng)7-8天的玉米籽粒[24]發(fā)光強(qiáng)度不及室溫下的三分之一；且同樣的低溫，抗寒品種發(fā)光強(qiáng)度顯著高于不抗寒品種，這種低溫萌動(dòng)時(shí)品種間發(fā)光強(qiáng)度的差異性品種抗冷性一致的表現(xiàn)，為篩選抗寒品種提供了一種簡捷的鑒定方法。稀土有利于提高根系活力和發(fā)光強(qiáng)度[40]。但稀土只是在作物自身抗寒基礎(chǔ)上發(fā)揮效力。隨著溫度的下降可能出現(xiàn)類似“閃光”的現(xiàn)象，比如冬天小麥在（40C-O0C-40C）降溫過程中，根系活力隨之下降，根系超弱發(fā)光強(qiáng)度好反而有所提高。水果對(duì)低溫的反應(yīng)和萌發(fā)強(qiáng)度卻反而有所提高。水果對(duì)低溫的反應(yīng)和萌發(fā)種子有所不同，將葡萄和金拮分別貯藏在低溫和室溫下，結(jié)果，在貯藏過程中發(fā)光強(qiáng)度沒有顯著變化，而且兩種處理亦無顯著差異[42]。
用NaCI溶液對(duì)種子進(jìn)行鹽分脅迫處理，結(jié)果顯示，高抗鹽品種的發(fā)芽率和超弱發(fā)光強(qiáng)度均高于敏感品種[28，40，43，60]，耐鹽苜蓿的發(fā)光值、代謝和生長速率無大的變化，敏感品種則有顯著改變[60]。鹽分脅迫將降低超弱發(fā)光強(qiáng)度，用0.5%naCI溶液萌發(fā)的大麥發(fā)光強(qiáng)度顯著低于對(duì)照無顯著差異，大豆則差異明顯，這是因?yàn)樾←湆僦锌果}作物，而大豆屬不抗鹽作物[43]。稀土能提高作物耐鹽能力，稀土溶液浸種能減弱鹽脅迫引起的春、冬小麥發(fā)光強(qiáng)度降低的程度，且冬小麥比春小麥效果更明顯[40]。
2.3.1抗旱性作物籽粒和幼苗超弱發(fā)光都能在一定程度上反映品種間抗旱性差異。不同抗旱性小麥品種籽料的發(fā)光強(qiáng)度各有一定的范圍，且抗旱性越超弱發(fā)光值也越高[30]，這與冬小麥和蕎麥幼苗的試驗(yàn)結(jié)果是一致的[32，36]。用籽粒的超弱發(fā)光強(qiáng)度來鑒定作物的抗旱性有許多優(yōu)點(diǎn)，簡單易行，速度快，樣品量少，又不破壞種子，對(duì)種子量少的珍貴品種尤其適宜。但是，僅僅根據(jù)超弱發(fā)光值的方差分析結(jié)果來對(duì)品種進(jìn)行抗旱性分類，則無論用LSR0.05還是用LSR0.01作為分類標(biāo)準(zhǔn)，其中都有可屬于抗旱性中等的中間類型[30]。
蕎麥幼苗的發(fā)光強(qiáng)度抗旱品種大于不抗旱品種[36]。玉米抗旱自交系根的超弱發(fā)光積分值高于不抗旱自交系；根芽、根胚、根種超弱發(fā)光積分值的比值，萌發(fā)前期抗旱自交系大于不抗旱自交系（超弱發(fā)光積分優(yōu)值與總積分值的比值亦如此）；后期則相反[31]，大麥超弱發(fā)光的最高峰值亦有類似規(guī)律[35]。冬小麥抗旱品種萌發(fā)過程五個(gè)齡期的的超弱發(fā)光總值比不抗旱品種大（大麥[35]也是這樣），超弱發(fā)光持續(xù)不衰時(shí)間也比不抗旱品種長[32]。芝麻幼苗根莖，根葉超弱發(fā)光的的比值，抗旱性品種比不抗旱品種高[33]。（辣椒[34]、小麥[40]）萎蔫后的復(fù)水能力與超弱發(fā)光強(qiáng)度呈正樣關(guān)系，這在評(píng)價(jià)品種抗旱能力方面有實(shí)際意義[40]。不同抗旱性品種在萌發(fā)過程中有不同的發(fā)光動(dòng)態(tài)，（小麥、大麥[37]）抗旱品種萌發(fā)初期芽和根的超弱發(fā)光都很強(qiáng)，第二葉比第一葉發(fā)光水平更高，且在整個(gè)萌發(fā)過程中根的發(fā)光長盛不衰；不抗旱品種第一、二葉的發(fā)光水平都比較低，雖然萌動(dòng)之初根的發(fā)光值占極大比重，但短時(shí)間內(nèi)又很快下降；中抗品種則介于兩者之間。這種發(fā)光部位動(dòng)態(tài)過程的不同，有可能成為快速鑒定、早期篩選抗性品種的一種簡便方法。
此外，人們還對(duì)水分脅迫和模擬干旱條件下作物幼苗的發(fā)光情況進(jìn)行了研究。小麥萌發(fā)過程中用20%聚乙二醇進(jìn)行水分脅迫處理，2小時(shí)后發(fā)光值有所下降，此后一直趨于較低水平，并且無明顯的峰值出現(xiàn)[28]。（小麥、大豆和玉米等[27，29]）作物種子萌發(fā)時(shí)用蔗糖模擬干旱（簡稱模擬干旱），超弱發(fā)光強(qiáng)度有所降低；但不抗旱品種降低程度顯著大于抗旱品種。在模擬干旱條件下萌發(fā)時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度抗旱品種顯著高于普通品種與蒸餾中萌發(fā)情況相反[29]。
2.4理化因素對(duì)超弱發(fā)光的影響
超弱發(fā)光強(qiáng)度與環(huán)境因素有關(guān)，理化因子，如特定電磁波（簡稱PDP）、氧化劑、代謝抑制劑、稀土和電離輻射等，都可以改變發(fā)光強(qiáng)度。經(jīng)TDP輻照的大豆干種子，在整個(gè)萌發(fā)過程中，超弱發(fā)光值始終高于未輻射種子[45]，這與TDP輻射能提高種子活力，促進(jìn)種子萌發(fā)，促進(jìn)幼苗生長，增強(qiáng)萌發(fā)種子的代謝活動(dòng)是一致的。（水稻、陸稻、小麥、玉米和蘿卜等[48]）作物種子剛經(jīng)TDP輻照完時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度較高，但不穩(wěn)定；照后放置24小時(shí)此現(xiàn)象即可消除。TDP也對(duì)精子的超弱發(fā)光有影響[46]，家兔精子經(jīng)TDP輻照后孵育，結(jié)果，發(fā)光值均高于對(duì)照，其中8分鐘對(duì)照組與對(duì)照組差異極顯著。加氧化劑是增強(qiáng)發(fā)光的又一方法。小麥種子[28]萌發(fā)過程中，分別于6小時(shí)和72小時(shí)用1%KMnO4溶液處理，發(fā)光強(qiáng)度可分別增加10.8%倍和2.5倍，增強(qiáng)幅度隨萌發(fā)時(shí)間的延長而減小，這是因?yàn)�，代謝的氧化底物隨著萌發(fā)時(shí)間的推移而減少。在血紅素蛋白研究中也發(fā)現(xiàn)了氧化劑對(duì)發(fā)光的增強(qiáng)作用，D2O2能明顯增強(qiáng)血紅素蛋白的發(fā)光強(qiáng)度；自由基清除劑則產(chǎn)生相反的作用一抑制超弱發(fā)光，但不同自由基清除劑間有差別，B-Car，對(duì)血紅素蛋白的發(fā)光有很大的抑制作用，而甘露醇和苯甲酸鈉則無甚功效[49]。稀土能提高（液體培養(yǎng)的玉米、冬小麥、辣椒和甜菜等[40]）根的超北發(fā)光強(qiáng)度和活力，但稀土只在一定范圍內(nèi)起作用，遺傳特征是發(fā)光特征及根系活力的決定因素。
�。ㄗ贤饩�[47]、X-射線、r射線[63]等）電離輻射也能提高超弱發(fā)光的強(qiáng)度。經(jīng)X-射線照射后V70細(xì)胞發(fā)光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，累積照射26.5GY，超弱發(fā)光總超弱發(fā)光峰值出現(xiàn)的位置，輻射細(xì)胞和未輻射細(xì)胞的發(fā)光峰均在634.6nm出現(xiàn)。用X射線或r-射線照射CHO細(xì)胞和V79細(xì)胞，當(dāng)輻射劑量小于26.5GY時(shí)，超弱發(fā)光強(qiáng)度與輻射劑量性相關(guān)。輻射增敏劑Misonidazole能增加X-射線和r-射線誘發(fā)的發(fā)光強(qiáng)度，但不變發(fā)光強(qiáng)度一輻射劑量間的線性關(guān)系；另，僅含Misonidazole的培養(yǎng)液的發(fā)光有受輻射因素的影響。紫外線對(duì)超弱發(fā)光具有促進(jìn)和抑制兩種可能作用，經(jīng)紫外線照射10分鐘的大豆種子萌發(fā)后光峰值和發(fā)光均值都比對(duì)照高將近兩倍，而照射60分鐘的大豆種子反而明顯低于對(duì)照；加入冷光劑后發(fā)光作用得到了加強(qiáng)，但發(fā)光趨勢(shì)不變[47]。
對(duì)萌發(fā)綠豆的研究顯示，不同代謝抑制劑對(duì)超弱發(fā)光有不同的影響[44]。NaN3抑制大部分與氧化有關(guān)的發(fā)光，放線菌素D（AD）則抑制與核酸合成有關(guān)的發(fā)光。呼吸受抑制引起的ATP等的缺乏必然會(huì)降低核酸的合成速度，因此，AD和NaN3對(duì)超弱發(fā)光的抑制既各不相同，又相互影響部位不同。EB是插入DNA分子使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開從而引起超弱發(fā)光增強(qiáng)；AD則主要是通過抑制RNA的合成抑制超弱發(fā)光。此外，EB能消除AD對(duì)發(fā)光的抑制，但不影響NaN3和AD聯(lián)合處理對(duì)發(fā)光的抑制。
3超弱發(fā)光在人體和運(yùn)行研究中的應(yīng)用
人體體表不同部位超弱發(fā)光強(qiáng)度有差異，手指＞手心＞面頰[13]，僅就手而言，指尖＞手心＞虎口＞手背[11]。人體體表有14條高發(fā)光線，其中92.97%與《靈樞經(jīng)》中描繪的人體十四經(jīng)的體表經(jīng)穴、經(jīng)線的高發(fā)光生物物理特性。病人某些部位的發(fā)光強(qiáng)度不對(duì)稱，如單側(cè)顏面神經(jīng)麻痹和面肌痙攣者的左右商陽穴[11]。不同刺激劑對(duì)人外周血多形核白細(xì)胞（PMN）發(fā)光的刺激作用有別[15]，酵母多糖（OZ）和伴刀豆球蛋白刺激效率低，持續(xù)時(shí)間短；佛發(fā)波醇刺激效率高，低濃度即能使PMN穩(wěn)定發(fā)光達(dá)6小時(shí)。另外，測(cè)量體系中血含量也對(duì)PMN受激發(fā)光有影響，105左右含血量最佳。針刺能增加動(dòng)物某些穴位發(fā)光強(qiáng)度，對(duì)家兔的研究[12]顯示，電針刺外關(guān)穴前后同側(cè)耳部發(fā)光強(qiáng)度有顯著差異；而針刺非經(jīng)穴部位，未見明顯變化，驗(yàn)證了祖國醫(yī)學(xué)外穴與耳部位存在特殊的三焦經(jīng)經(jīng)絡(luò)通路的論述，以及經(jīng)穴對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)特有的調(diào)整作用。該研究還發(fā)現(xiàn)，用藥物封閉周圍神經(jīng)通路后，電針刺激不能明顯改變發(fā)光強(qiáng)度，證明在經(jīng)絡(luò)激動(dòng)劑和抑制劑對(duì)超弱發(fā)光有相反的作用。fMLP、A2387等均可刺激大鼠腹腔中性粒細(xì)胞和次黃嘌呤一黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)發(fā)光[23]。超弱發(fā)光在癌癥研究中也得到了應(yīng)用，畸胎癌組織抽提液的發(fā)光峰值603nm和651nm與原卟淋IX標(biāo)準(zhǔn)樣品基本吻合，證明畸胎癌組織中有卟啉[21]。另一項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，卟淋和白蛋白復(fù)合物的發(fā)光特性與臨床診斷中選擇的癌固有特征峰或患者血清特征峰相吻合[22]。超弱發(fā)光在國內(nèi)經(jīng)絡(luò)研究上應(yīng)用較多，目前已在循經(jīng)感傳與經(jīng)穴發(fā)光的定量關(guān)系、人體體表冷光變化與針刺對(duì)人體的調(diào)節(jié)作用、以及喻穴、特定穴、交會(huì)穴、子母穴的冷光特性等研究中取得初步進(jìn)展，部分驗(yàn)證了祖國醫(yī)學(xué)的有關(guān)經(jīng)絡(luò)學(xué)說[12]。
兔和大鼠[16，17]油酸肺損傷時(shí)H2O2能顯著提高發(fā)光值和降低發(fā)光衰減系數(shù)。經(jīng)H2O2處理的兔血漿發(fā)光強(qiáng)度明顯高于全血和紅細(xì)胞懸液；但溶血后三者的發(fā)光值均顯著增加，其中全血和紅細(xì)胞懸液發(fā)光值分別增加了15.5倍和6.1倍。白細(xì)胞降低90%后油酸性肺損傷發(fā)光值的升高程度顯著減小，支氣管肺泡藻洗液中蛋白含量和化學(xué)發(fā)光水平也顯著降低，表明白細(xì)胞在肺內(nèi)聚集將加重肺損傷程度。離體的不同發(fā)育時(shí)期的雞胚神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)光有很大差異[19]，9天以后的雞胚神經(jīng)細(xì)胞有明顯的特征曲線，該曲線的產(chǎn)生與外界的溫度、氧、電場作用和光照等因子有關(guān)。溫度由410C降到370C過程中，發(fā)光強(qiáng)度亦降低，同時(shí)最大峰位置后移，但當(dāng)溫度低于370C時(shí)，則特征曲線變得不明顯；外界電場和光照能使發(fā)光迅速增加，但不能改變發(fā)光曲線的特征，且移去外電場后，能迅速恢復(fù)到原發(fā)光水平。苯對(duì)水介質(zhì)中鯉肝微粒體的發(fā)光有增強(qiáng)作用，但需要適量過渡金屬離子F2+或Cu2+存在；F2+誘導(dǎo)活力比Cu2+大，所用劑量僅為Cu2+的1/6，且兩者的作用方式也有區(qū)別，F(xiàn)2+所刺激的肝微粒體發(fā)光是陡升陡落，Cu2+則是緩升緩降[19]。超弱發(fā)光與許多生理生化反應(yīng)有關(guān)，對(duì)綿羊精子的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)光強(qiáng)度與活力、呼吸、果糖酵解、磷酸肌酸呈正相關(guān)，這種發(fā)光與活力和能量代謝間的內(nèi)在聯(lián)系，反映了精子能量轉(zhuǎn)化過程，是評(píng)價(jià)品質(zhì)很有價(jià)值的指標(biāo)[20]。
4超弱發(fā)光的測(cè)量
現(xiàn)在簡要談一下檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)[4]。超弱發(fā)光的測(cè)定主要是基于光電倍增管的檢測(cè)方法，共有測(cè)量輸出電流（DC法）、測(cè)量輸出電流中的交流成分（AC法）、單光子計(jì)數(shù)（SPC法）和同步單光子計(jì)數(shù)（SSPC法）等四種方法，其優(yōu)越性為DC法＜AC法＜SPC法＜SSPC法，但現(xiàn)在常用的主要是后兩種。常用的檢測(cè)系統(tǒng)有，BCL發(fā)光測(cè)定儀、Beckman公司生產(chǎn)的LS-5801、LS-9800液體閃爍計(jì)數(shù)器的單光子計(jì)數(shù)裝置，以及EM19789QB型、EM19635QB型、GDB-52型等光電倍增管裝配的儀器。
光致發(fā)光和溫度對(duì)超弱發(fā)光的測(cè)定有很大影響。超弱發(fā)光通常包括光致發(fā)光和自發(fā)發(fā)光，但光致發(fā)光比自發(fā)發(fā)光的成分強(qiáng)得多[5]，因此必須消除光致發(fā)光的影響。消除光致發(fā)光有多種發(fā)光有多種方法，通常是測(cè)量暗避光處理，測(cè)量時(shí)避光。暗避光時(shí)間的長短，不同試材有所不同，萌發(fā)馬鈴薯種子需要5小時(shí)[25]。3T3細(xì)胞[5]和小麥幼苗、淡水蚤[2]需要1-2小時(shí)，大鼠血液[5]、CHO細(xì)胞[45]、萌發(fā)綠豆種子[5，44]都很短，僅需幾分鐘。溫度對(duì)超弱發(fā)光也有影響，發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度的升降而增強(qiáng)的減弱[24]、，將樣品放入比它低幾度的樣品室中，5分鐘后，與溫度不平衡相關(guān)聯(lián)的可衰減發(fā)光就只剩下了近1/4[44]。還有人認(rèn)為，為了降低光電倍增管的本底，提高信噪比，需將光電倍增管冷卻到300C或更低。由于超弱發(fā)光太弱，有必要增強(qiáng)發(fā)光以利于測(cè)定。增強(qiáng)超弱發(fā)光的方法很多，如引入活化劑、H2O2，以及通過電流等，現(xiàn)在主要是向樣品中加入新配制的冷光劑[31-33，37-39，45，63]。輻照處理時(shí)可同樣加入輻射增敏劑，對(duì)活細(xì)胞CHO和V79的研究表明輻射增敏劑Misonidazole能增強(qiáng)超弱發(fā)光強(qiáng)度[63]。
綜上所述，經(jīng)過二十余年的努力，我國在生物超弱發(fā)光，尤其是農(nóng)作物的抗逆研究中，已取得了可喜成績和進(jìn)展，這為我國生物超弱發(fā)光的進(jìn)一步深入研究打下了基礎(chǔ)，對(duì)于后繼者也是一個(gè)很大的策動(dòng)力，但應(yīng)該看到的我國超弱發(fā)光的研究領(lǐng)域尚存在一些問題，值得大家關(guān)注。主要集中在應(yīng)用研究上，我們認(rèn)為今后應(yīng)強(qiáng)化這方面的工作，機(jī)理的研究能推動(dòng)應(yīng)用研究，并為應(yīng)用研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在應(yīng)用研究方面，尤其是作物抗性研究方面有必要拓寬范圍和增加深度。在抗逆研究中，目前已有的結(jié)果大都僅僅反映了超弱發(fā)光與作物抗逆性之間的定性關(guān)系，沒有量化。筆者以為，每種作物都應(yīng)測(cè)量盡可能多的不同抗逆性的品種，然后在超弱發(fā)光指標(biāo)與抗逆性之間建立定量關(guān)系，即數(shù)學(xué)模型。有了這樣的模型，對(duì)于一個(gè)抗逆性未知的樣品，只要測(cè)出它的超弱發(fā)光指標(biāo)，即可得出其抗逆性大小，也只有這樣，超弱發(fā)光在抗逆研究中才能真正發(fā)揮作用。此外，還應(yīng)將超弱發(fā)光機(jī)理與作物抗逆性機(jī)理聯(lián)系起來研究，而不是僅著眼于兩者的表面聯(lián)系，這樣才能從更深的層次探索兩者的本質(zhì)聯(lián)系，使超弱發(fā)光及其應(yīng)用研究向前跨一大步。
【生物超弱發(fā)光及其應(yīng)用研究概述】相關(guān)文章：
最新法學(xué)論文概述05-14
統(tǒng)計(jì)學(xué)醫(yī)療應(yīng)用研究05-02
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用研究06-09
關(guān)于雷電定位系統(tǒng)的原理與應(yīng)用研究05-22
初中數(shù)學(xué)課件設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究05-23
談初中生物理學(xué)習(xí)的逆反心理及其對(duì)策08-08