发光资源中心
萤火虫发光的尾巴或海洋中明亮的蓝色波浪是自然界中最常见的发光例子。在生物化学和分子生物学的早期，研究人员认识到这一现象是开发生物分析的强大平台。1991年，我们发布了我们的第一个荧光素酶检测产品，这是我们通过创新使用生物发光系统建立的许多其leyu乐鱼网他检测产品中的第一个。
了解更多关于发光的工作原理，它与荧光的不同之处，以及如何使用发光来促进自己的研究。
什么是生物发光?
生物发光是在生物有机体中发现的一种发光，由于自然催化的化学反应而发出光。这些发光反应出现在各种生物中，如萤火虫、水母、细菌等。
还有其他类型的发光，如辐射发光，它依赖于放射性(例如，闪烁体)产生光;还有电致发光，它依赖于电。
生物发光是如何工作的?
在生物发光反应中，光由化学能产生。一个很好的例子是荧光素酶催化的反应，这与萤火虫发光的反应是一样的。该反应涉及荧光素、氧(O2)和三磷酸腺苷(ATP)为试剂。荧光素酶和Mg2 +是反应的催化剂。荧光素酶催化荧光素氧化为氧荧光素。在反应过程中，荧光素激发到一个更有能量的化学状态。然后，化合物经历振动弛豫到一个较低的能态。最终松弛到基态的氧荧光素以光的形式释放能量，这一过程称为发射。
这种荧光素酶-荧光素反应是天然生物发光系统的典型例子。然而，天然荧光素酶基因并不适合用于基因报告分析或其他生物学分析。在20世纪90年代，我们的科学家利用基因工程稳定地优化了原生萤火虫荧光素酶基因。最终的设计提供了一个系统，其中荧光素酶在哺乳动物宿主细胞中均匀和最佳地表达，最大限度地减少脱靶反应，并快速响应转录动态。
其他底物和酶配对也可以产生生物发光。发射光的颜色、强度和持续时间将根据特定反应的热力学和动力学而变化。例如，我们的科学家利用定向进化将深海虾的生物发光系统转化为我们的NanoLuc®荧光素酶系统。与原生萤火虫荧光素酶相比，NanoLuc®与furimazine底物的反应亮度是其100倍。
由发光反应产生的发光信号可以耦合到该反应中的任何其他试剂。例如，在遗传报告分析中，编码荧光素酶的基因被置于来自感兴趣基因的调控序列的控制之下。当含有荧光素和ATP的试剂被添加到细胞中时，产生的光量将与荧光素酶的表达量成正比。基因表达越高，荧光素酶表达越高，发光信号越强，反之亦然。其他测定方法可以测量荧光素或其他发光底物的ATP浓度或酶促释放的数量或变化。
生物发光和荧光有什么区别?
生物发光和荧光都是自然现象，在实验室中经常被用作表征生物系统的工具。生物发光与荧光的主要区别在于激发源。化学能驱动生物发光，而光子驱动荧光。
与发光发射相比，荧光发射可以非常明亮，因为驱动激发到激发态的光子可以以很高的速率引入到系统中。然而，在生物分析中，由于两个因素，光子的涌入也会导致更高的背景:光探测器需要区分激发和发射光子，以及样品中其他荧光基团的干扰。
对于一些技术，如细胞显微镜和流式细胞仪，仪器光学可以限制光线，因此高背景不是问题。在这些情况下，系统的亮度是最重要的因素，荧光是最常用的。
对于光学检测仪器较为简单，需要分析的样品较多的情况，则需要较低的背景。在这些情况下，发光可以成为一种更有价值的生物分析工具。
发光测试有什么好处?
灵敏度
生物发光测定法的一个主要优点是它们通常非常敏感。很少有真核细胞自己发光，所以生物发光反应发出的信号强度比任何背景信号都要高得多。因此，生物发光分析具有非常高的信号-背景比-生物发光可以常规测量到低至10的水平-20年摩尔数。对于一个典型的生物样本，这相当于每个细胞只检测到几个分子。这种敏感性水平通常与内源性表达水平兼容，允许生物发光工具准确反映原生细胞生物学。
动态范围
生物发光分析的明亮信号允许测量生物发光发射的大动态范围。大多数生物发光测定在6到8个量级的底物浓度上给出线性响应。幸运的是，作为量化生物发光的首选仪器，光度计能够在这些非常大的范围内工作。
高通量分析
生物发光的大线性动态范围和相应的灵敏度可以使分析小型化，并在中高通量板格式，甚至1536孔板中进行。我们的科学家已经优化了原生生物发光反应，以实现基于光的定量测量，使用“添加-混合-测量”方法，简化了高通量分析格式。
灵活的检测设计
原生萤火虫的生物发光反应会产生短暂的闪光，半衰期约为2分钟。我们的科学家已经开发出能够产生更长寿的生物发光信号的系统。在我们的闪光型测定中，信号半衰期可能只有10分钟左右，但信号相对较亮。相比之下，我们的发光型分析强度较低，但信号半衰期通常持续几个小时。这些试剂也可以直接添加到培养中的细胞中，允许“添加-混合-测量”分析，消除样品预处理，并与低通量到高通量检测工作流程兼容。
信号可以耦合到一系列进程
生物发光分析的另一个好处是，生物发光反应产生的光强度取决于组分反应物的浓度。通过将生物过程与这些组件耦合，生物发光信号可以与各种分子过程相关联，包括细胞死亡、基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用和激酶活性。
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如何测量发光?
光度计是测量发光最常用的仪器。它们通常比用来测量吸光度或荧光的仪器更简单，因为它们不需要光源或滤光片，只需要一个光探测器。光度计通常不需要为分析选择特定的检测波长——它们只会收集整个可见光谱中的光。这有助于用发光分析实现强信号到背景的转换。
发光计可以是平板阅读器或单管阅读器格式，一些仪器，如GloMax®Discover和GloMax Explorer®，可以测量发光，荧光和吸光度。平板阅读器亮度计将有一个光收集器，测量来自各个微孔板的发光信号，并将结合控制防止相声这种情况发生在一个井的光溢出到相邻的井中。
要进行发光实验，你还需要另外两件设备。
如果您正在使用微孔板阅读器来分析您的分析，那么您将需要不透明的白色微孔板，它可以反射光线，并将您的分析信号最大化。井底可以是不透明的，也可以是透明的。
如果你使用的是产生“闪光型”信号而不是“发光型”信号的发光分析，那么你还需要一件设备——注射器。注入器将添加启动发光反应所需的衬底，并将使注入与来自发光计的信号收集相协调。
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