Promega的Cookie政策

我们使用cookie和类似的技术使我们的网站工作,运行分析,改进我们的网站,并向您展示个性化的内容和广告。其中一些cookie对我们的网站工作是必不可少的。对于其他的,除非你接受,否则我们不会设置。要了解更多关于cookie和如何管理cookie的信息,请阅读我们的饼干的政策

发光资源中心

萤火虫发光的尾巴或海洋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,研究人员认为这种现象是发展生物分析的一个强有力的平台。1991年,我们发布了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他检测leyu乐鱼网产品中的第一个。

了解更多关于发光是如何工作的,它与荧光的区别是什么,以及如何使用发光来推动自己的研究。

什么是生物发光?

生物发光是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,它依靠放射性(如闪烁体)产生光;还有电致发光,它依赖于电。

一只发光的萤火虫停在一片草叶上。

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。一个很好的例子是由荧光素酶催化的反应,这和让萤火虫发光的反应是一样的。这个反应涉及荧光素、氧(O2)和三磷酸腺苷(ATP)作为试剂。荧光素酶和镁2 +是反应的催化剂。萤光素酶催化萤光素氧化为氧化萤光素。在反应过程中,荧光素被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。最后弛豫到基态时,氧化荧光素以光的形式释放能量,这一过程称为发射。

一个简化的雅布隆斯基图,展示了生物发光反应中的激发、振动弛豫和发射。
glow-bar
荧光素、ATP和氧气之间的生物发光反应在萤火虫荧光素酶和二价镁的催化下产生氧化荧光素、AMP、无机焦磷酸盐、二氧化碳和光。
glow-bar

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,原生荧光素酶基因并不适合用于基因报告分析或其他生物分析。在20世纪90年代,我们的科学家使用基因工程稳步优化原生萤火虫的荧光素酶基因。最终的设计提供了一个系统,使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,并对转录动态快速响应。

其他底物和酶配对也能产生生物发光。发光的颜色、强度和持续时间取决于特定反应的热力学和动力学。例如,我们的科学家使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®与呋喃咪嗪底物的反应亮度是其100倍。

了解更多关于NanoLuc®荧光素酶的信息

发光反应产生的发光信号可以与反应中的任何其他试剂耦合。例如,在基因报告分析中,荧光素酶的基因编码被置于来自感兴趣基因的调控序列的控制之下。当向细胞中加入含有荧光素和ATP的试剂时,产生的光量将与荧光素酶的表达量成正比。基因表达越高,荧光素酶表达和发光信号越强,反之亦然。其他测定法可以测量ATP浓度的数量或变化,或荧光素或其他发光底物的酶促释放。

观看此视频了解更多关于生物发光分析

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。生物发光和荧光的主要区别在于激发源。而化学能驱动生物发光,光子驱动荧光。

水母在深海中发出紫色的光,这是生物发光生物的一个例子。
玻璃瓶中的粉末在紫外线照射下发出荧光。

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,光子的涌入也会导致更高的背景,这是由于两个因素:光探测器需要区分激发和发射光子,以及来自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术,仪器光学可以限制光线,所以高背景不是问题。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。

对于光学检测仪器比较简单,需要分析的样品较多的其他情况,则需要较低的背景。在这些情况下,发光可能是一个更有价值的生物分析工具。

发光化验有什么好处?

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。真核细胞很少会自己发光,所以生物发光反应发出的信号或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本比——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来说,这相当于在每个细胞中只检测到几个分子。这种水平的敏感性通常与内源性表达水平兼容,使生物发光工具能够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。大多数生物发光分析给出的线性响应超过6到8个数量级的底物浓度。幸运的是,定量化生物发光的仪器——光度计,能够在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允许测试被小型化,并在中到高通量板格式中执行,甚至1536孔板。我们的科学家对原生生物发光反应进行了优化,使基于光的定量测量能够使用“添加-混合-测量”方法,简化高通量分析格式。

灵活的分析设计

萤火虫的原生生物发光反应会产生短暂的闪光,其半衰期约为2分钟。我们的科学家已经开发出能够产生更持久生物发光信号的系统。在我们的闪光测试中,信号的半衰期可能只有10分钟左右,但信号是相对明亮的。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数小时。这些试剂也可以直接添加到培养细胞中,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分析工作流程兼容。

信号可以耦合到一系列的进程

生物发光分析法的另一个好处是,生物发光反应产生的光强依赖于组分反应物的浓度。通过将生物过程与这些成分偶联,生物发光信号可以与各种分子过程相关,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。

glow-bar
luminescence-questions

想知道生物荧光分析如何帮助您回答研究中的问题吗?

和我们的科学家谈谈,看看你有什么选择。我们在生物发光和生物发光分析方面有30多年的经验。

与我们的科学家交谈

如何在你的研究中使用发光分析?

在Promega,我们已经开发了各种发光分析,可以回答您的具体研究问题。探索下面的资源,以找到您乐鱼体育是什么需要的分析。

想看到生物发光的力量在行动吗?观看这些视频,看看科学家是如何利用生物发光分析来改变他们的研究的。

为HT筛选开发生理相关的三维肝脏模型

斯旺西大学的Samantha Llewellyn博士使用CellTiter-Glo®3D分析技术来研究她的3D细胞肝脏模型。了解更多关于生物发光分析优化使用3D细胞培养模型与我们的3D细胞培养指南简介。

从活细胞到裂解物:将纳米比特技术应用于生化检测格式

Francis Crick研究所的Mohammad Ismail博士以一种新颖的方式使用NanoBiT®蛋白质:蛋白质相互作用试验来检测癌症药物发现靶点的小分子抑制剂。了解更多关于我们如何NanoBiT®技术适用于生物化学分析

如何测量发光?

光度计是最常用的测量发光的仪器。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,只需要光探测器。光度计通常不需要为测定选择特定的探测波长——它们只需要收集整个可见光谱中的光。这有助于通过发光分析实现强信号到背景的转换。

glomax-instruments

光度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。平板阅读器光度计将有一个光收集器,测量来自个别微板孔的发光信号,并将纳入控制防止相声当一个井的光流入相邻的井时,就会发生这种情况。

探索我们的光度计选择

进行发光检测还需要另外两件设备。

如果你使用微板阅读器来分析你的检测结果,那么你就需要不透明的白色微板,它可以反射光线,最大化你的检测信号。井底也可以是不透明的或透明的。

阅读如何选择用于发光分析的板

如果你使用的是产生“闪光型”信号而不是“发光型”信号的发光检测方法,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,并将使注入与来自光度计的信号收集相协调。

了解更多关于与光度计一起使用注入器的信息
发现gloo 2021 Logo

想了解更多关于生物发光如何支持生命科学中的新发现的信息吗?参加我们的Discover Glo 2021系列网络研讨会,加入行业领袖和Promega科学家,了解靶向蛋白质降解、GPCR和激酶生物学和CRISPR/Cas9敲入标记等重要研究主题的最新进展。

观看Discover Glo点播