生物超弱发光是近年兴起的生物物理现象研
生物超弱发光研究
第7卷第3期激 光 生 物 学 报Vol.7 No.3 1998年9月ACTA LA SER BIOLOGY SINICA Sep.1998・专题综述・生 物 超 弱 发 光 研 究李韶山 朱延彬 刘颂豪(华南师范大学激光生命科学研究所,广州510631)摘 要 生物超弱发光是自然界普遍在的一种生命现象。
本文概述了近年来生物超弱发光研究的进展,探讨了生物超弱发光在医学和农业上应用的可能性,并提出了该领域有待深入研究的问题。
关键词 生物超弱发光 人体 血液 植物Research on Ultra weak BioluminescenceL i Shaoshan Zhu Yanbin L iu S onghao(Institute o f L aser L ife Science,So uth China N o rmal U niv ersit y,Guangzhou510631)Abstract Ultra weak bioluminescence is a kind o f spontaneous phenom ena in nature.Recent ad-vances on ultra w eak biolum inescence research w er e summ arized in this paper.Possible applications of ultra w eak bioluminescence in m edical science and agr iculture w ere discussed.The future research directions w er e also po inted o ut in present paper.Key words Ultra weak bioluminescence Hum an bo dy Blood Plant 任何有生命的物质都发射一种强度为10～104Photons/cm2.s的超弱光子流,其发射光谱覆从红外经可见到近紫外的很宽谱区(200～800 nm),称之为生物超弱发光(ultra w eak biolumi-nescence),亦被称为生物系统超弱光子辐射(ultra w eak photon em ission from biolog ical sy stem)。
-1.生物系统的发光原理--超弱发光
“代谢发光”机制
代谢发光机制以光生物化学为基础，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。
细胞代谢过程离不开氧，生物氧化过程是细胞获 得能量的过程，但是同时也产生了一些高活性的 化合物——自由基。
这些过氧化自由基在复合反应的过程中，生成单 线态氧或激发态羰基，它们退激回到基态则辐射 出光子。
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：
ROO*＋ ROO*
1O2＋RO＋ROH
“相干辐射”机制的总结
相干理论较好地解释了生物分裂时的超微 弱发光。
指出DNA是生物超弱发光的一个相干辐射源, 生物细胞间超微弱发光具有一定的相干 性，生物超微弱发光与细胞间通讯有关。
解释了许多看来近乎“神秘”的生物现象：如 酶活性可以认为由超弱光子场所控制；免 疫反应和修补过程除了由光子场相干成分 的花样识别外几乎无法用其他理论解释。
“相干辐射”机制的不足
这个理论将生物系统与相干电磁场相联 系，是一个大胆的设想。有相当比例的发 光实验无法用这个理论进行解释。
两种机制的比较
代谢机制包含了活性氧生成与控制两个方 面，能较好地解释自由基引起的超微弱发光 的可能性。但在细胞分裂时产生的超微弱发 光及动植物生长时所表现出的方向性无法解 释
代谢发光的实验证据之二
小鼠肝脏微粒体的化学发光与脂类过氧化 的研究表明，脂肪酸的最大发光值或总发 光值都与脂肪酸氧化酶呈线性关系
生物发光现象的物理学解析
生物发光现象的物理学解析生物发光现象是生命的一种奇妙表现形式，也被称为生物发光或生物荧光。
生物发光现象是指生物体内产生的光，包括自身辐射发光和吸收外部光源后再次发射的荧光。
这种现象在自然界中很常见，如虫子、细菌、贝类、海洋生物等都有着发光的特性。
通过物理学的解析，我们可以更深刻地了解到生物发光现象的本质，探究其在生态环境中的作用。
一、发光生物的分类发光生物的分类较为复杂，包括原核生物和真核生物。
其中原核生物包括细菌和古菌。
真核生物除包括植物、真菌、动物外，还包括海洋浮游植物。
各类发光生物的发光机制也各不相同，有些通过氧化反应来释放能量，例如细菌、蘑菇、萤火虫等；有些则是通过荧光蛋白来实现发光，例如珊瑚、海藻等；还有些则是通过吸收外部光源后再次发射，例如鳐鱼、海鲸、某些鱼类等。
二、生物发光的物理机制生物发光的本质是能量的释放和转移，其物理机制主要有以下几个方面。
1、化学发光化学发光是指一种通过化学反应来释放能量并产生荧光或发光的现象。
例如，萤火虫在体内含有荧光素和酶，而荧光素则能在酶的作用下发光。
细菌产生的感光蛋白也使用了类似的“发光化学反应”，通过吞噬有机物质在体内释放化学能，进而导致感受器上的电信号变化，从而引起自身发光。
2、光生物发光光生物发光是指一种通过光生化学反应来释放能量并产生荧光或发光的现象。
光生化学反应是指在光照下，包括某些微生物在内的生物体内能够发生发光化学反应。
例如，夜光虫等海洋生物对紫外线高度敏感，在紫外线照射下能够将化学能转化为电能并产生荧光或发光。
3、荧光蛋白发光荧光蛋白是一种能够在特定光谱下发光的特殊蛋白质。
生命体中包括珊瑚、海藻等发光生物皆含有荧光蛋白，通过荧光蛋白能够实现发光。
荧光蛋白会吸收外部光子激发电子跃迁并产生激发态，激发态会释放出多余的能量，并通过荧光蛋白内部电子复合产生发光。
通过荧光蛋白的发光，发光生物可以在暗淡的水中看清彼此身体内部的形态和运作状态。
三、生物发光在生态环境中的作用生物发光在生态环境中扮演着重要角色，起到了很多生物学和生态学上的功能。
生物发光现象的物理学解释与应用
生物发光现象的物理学解释与应用生物体发光现象是指一些生物体在一定条件下能够发出可见光或紫外线辐射的现象。
这种现象一般存在于海洋和陆地中，如火萤、海藻、珊瑚等。
在科学研究和工业应用中，对于生物发光现象，物理学解释和应用方面无疑是非常重要的领域。
一、生物发光现象的物理学解释：生物发光现象的发生，主要是因为生物中存在一些化学反应，这些反应在一定的条件下会产生能激发原子和分子发光的电子态。
这种电子态称作光激发态，一旦这个光激发态的电子跃迁至较低的激发态时，能量差会以光波的形式释放出来，从而产生可见光或者紫外线的发光现象。
生物在实现这个发光过程中，能够发挥一些自身特性。
例如，鳞翅目昆虫和软体动物是通过通道腺将化学反应产生的光引导到自己的外部，照亮周围环境；此外，一些海洋生物如放射虫和蓝藻则通过自身外部壳层为生物体发光。
二、生物发光现象的应用：生物发光现象可以广泛应用于农业、医学以及环境监测等领域。
下面分别讨论一下其应用：1. 农业中的应用生物发光现象在农业中的应用主要体现在植物生长的监测上。
由于光合作用过程所需的能量差，光能的利用效率并不高，因此，引入LAMP技术可以很好地测量光合作用和呼吸作用的相关指标，包括氧气浓度、CO2浓度、水蒸气与温度等等。
此外，在调节植物生长周期的过程中，通过控制光照浓度、时间等因素，可以促进植物发育，提高产量。
2. 医学中的应用在医学领域，生物发光现象可以用来研究细胞内过程和诊断患者疾病。
例如，Luminol法可以用来检测有关细胞内的炎症反应、心血管疾病等多种因素。
此外，生物发光现象还可以被利用于免疫学检测中，应用发光分子特异性与生物识别等技术，提高诊断细胞病毒感染、细菌感染和恶性肿瘤的准确性。
值得一提的是，发光分子可在细胞内和组织中实现非侵入性和动态性检测，进而实现对细胞与组织的保护。
3. 环境监测中的应用生物发光现象可以被广泛应用于海洋生态监测、生态毒理学和水环境监测等领域。
生物发光现象的原理及应用
生物发光现象的原理及应用生物发光现象是指生物体产生并发出光的现象。
这种现象常见于微生物、植物和动物中的一些特定器官或细胞中。
从物理学角度看，生物发光是由于化学能转化为光能而产生的，而这种化学能主要来自于氧化还原反应。
本文将从生物发光的原理、种类和应用等方面进行讨论，以期让读者更深入地了解这个神奇的现象。
一、生物发光的原理生物发光的原理可以用一个简单的氧化还原反应来描述。
典型的例子就是萤火虫的发光现象，其发光原理可以描述为：萤火虫体内的荧光素与 ATP 在存在 Adenylpyrophosphate(PP<sub>i</sub>) 或 Mg<sup>2+</sup> 离子的催化下发生氧化反应，产生荧光素的激发态，使荧光素从基态跃迁到激发态，同时释放出光线和 CO<sub>2</sub>，从而显示出绿色光。
这个过程可以用下面的公式表示：荧光素+ ATP + PP<sub>i</sub> + O<sub>2</sub>@→ 荧光素激发态 + AMP + PP<sub>i</sub> + CO<sub>2</sub> + 光其中，“@”符号表示催化剂，AMP 表示腺苷酸，PP<sub>i</sub> 表示无机焦磷酸盐。
由此可见，生物发光过程中主要涉及两种化学物质，即荧光素和 ATP。
荧光素是一种发光色素，有着一定的化学稳定性，在荧光素参与的反应中，荧光素会从基态跃迁到激发态，同时释放能量，并产生可见光。
对于 ATP，则是提供能量的来源，ATP 所含的磷酸键可以可逆地断裂和形成，这种化学反应释放的能量也被用来激发荧光素和驱动其他生物发光过程。
二、生物发光的种类生物发光可以归纳为两种类型：外源性发光和内源性发光。
外源性发光是由于微生物与外部有机物接触而导致的，它通常不引起人们的注意，因为它发生在常温下，亮度也很微弱。
生物发光的机制和应用
生物发光的机制和应用生物发光是一种生物体特有的自然现象，也是一种新兴领域的研究方向。
许多生物体在暗处或夜晚会发出弱光，这种光可以用于自卫、交配和捕捉猎物等方面的生理活动。
同时，这种特殊的光也被应用于工业领域，例如生命科学、药物研发和食品安全方面等。
生物体内发光的机制主要有两种：荧光和生物发光反应。
荧光是指在生物分子中吸收能量后产生荧光并发出光能的过程。
生物发光反应则是指通过某些酶类催化剂在有氧条件下发生化学反应，产生高能态的介质激发并放射出光能的过程。
比较常见的生物发光反应是昆虫的发光反应，其中最具代表性的是萤火虫。
萤火虫的发光反应由萤火虫酶催化二马来酰亚胺分子与辅酶A结合生成荧光素物质，发出绿色或黄色的荧光。
此外，很多其他昆虫如螳螂、蝉、龙虾和深海鱼类也具有类似的生物发光反应。
除了传统的应用领域外，生物发光近年来也逐渐应用于新的领域。
例如，在药物研发方面，生物发光被广泛用于检测、筛选和诊断药物。
通过特定荧光标记分子，可以快速高效地检测药物分子的活性、毒性和结构等信息，同时还可以应用于生物分子如蛋白质、核酸和细胞等方面的研究。
此外，生物发光还可以应用于食品安全领域。
近年来食品安全问题愈来愈引人关注，特别是针对农产品和水产品中有害物质的检测。
利用荧光标记技术和生物发光技术，可以快速便捷地检测食品中的有毒或致病微生物，提高食品安全性。
生物发光作为一种独特的现象，在生命科学、药物研发和食品安全等领域具有重要的应用价值。
未来，随着科技的不断发展和研究的深入开展，相信生物发光将会有更多的应用领域和应用前景。
Bpcl-原理与应用-介绍
J.B.C 生物物理所 徐建兴
茶多酚对于羟自由基（ 茶多酚对于羟自由基（ OH）引起的 ） DNA损伤发光有抑制作用 损伤发光有抑制作用
5 4 3 2 1 0 Non-DNA DNA 0.125g/ml 0.25g/ml 0.5g/ml 1.0g/ml 2.0g/ml
0
150
300
450
600
750
近年应用此项仪器技术发表论文-2004年 年 近年应用此项仪器技术发表论文 国内杂志135篇，国外杂志 篇 国内杂志 篇 国外杂志64篇
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 96 97 98 99 00 01 02 03 04
16 14 12 10 8 6 4 2 0 96 97 98 99 00 01 02 03 04
研究员） 张 仲 伦 （研究员）
1979-1998） 中国计量学会电离辐射专业委员会委员 （1979-1998） 1991-2001） 中国辐射防护学会常务理事 （1991-2001） 中国辐射研究与辐射工艺学会常务理事（1992-2003） 中国辐射研究与辐射工艺学会常务理事（1992-2003） 1987-1999） 中国科学院生物物理所副所长 （1987-1999） 1961-1991） 专业领域 ：电离辐射测量（1961-1991） 1981-2006） 光辐射测量（1981-2006）
ACS-180 system
微粒子化学发光免疫测定促甲状腺素敏 感性方法的建立与应用
中国科学院理化技术研究所 王永宁
图1 酶促化学发光反应的动力学曲线 Fig 1 Kinetics curve of enzyme -accelerating chemilumine-scence reaction a: 50 mIU/L TSH ; b: 25 mIU/L TSH; c: 10 mIU/L TSH.
生物超微弱发光的研究进展_刘高峰
生物超微弱发光的研究进展刘高峰（山东省菏泽学院园林工程系274015）摘要超微弱发光是广泛存在于一切生物生命活动中的生理现象，它反映了生物体的综合生命体征。
本文在探讨生物超微弱发光的产生机制及检测方法的基础上，分析了目前生物超微弱发光在生物医学、农业、环境科学方面的应用。
关键词生物超微弱发光产生机制应用早在20世纪20年代，苏联科学家Gurwitsch在研究洋葱根尖细胞分裂机理时就首先发现了生物超微弱发光（ultraweak or superweak bioluminescence，UBL）现象。
但由于当时技术手段的限制，这种辐射的探测结果不理想且不具有重复性，因此未被公认［1］。
随着光子计数技术的发展，1954年意大利人Colli等对UBL作了进一步的研究，证明生物体确实具有光子辐射的功能［2］。
随后UBL的研究得到全面发展。
到了20世纪60年代，发现几乎所有的生命体都具有超微弱发光现象。
一般认为，生物发光是光生物中唯一与其他由光产生的生物效应相反的过程，即由代谢反应而引起的发光［3］。
作为生物发光的一种，生物超微弱发光不同于功能化学发光、荧光，与生物体内代谢或破坏过程相联系，是一种极其微弱的低水平化学发光，发光强度仅为100 103hv/（s·cm2），波长范围为180 800nm［4］。
目前研究表明，UBL与生物体的氧化代谢、信息传递、光合作用、细胞分裂、癌变、死亡及生长调控等基本生命过程密切相关。
1生物超微弱发光的产生机制关于生物超弱发光机制的理论研究很多，可初步分为物理的和化学的两大类。
化学方面主要有“代谢发光”机制，而物理方面则以“相干辐射”机制为主［5］。
“代谢发光”机制认为UBL是生物体内自发的、随机的化学发光。
这种观点是以光生物化学为基础，把引起光子辐射的激发态的产生与生命体内的代谢联系起来，认为这种发光主要来源于氧化还原等代谢反应，如脂肪酸氧化、酚和醛的氧化、H2O2的酶解、醌的氧化裂解、氨基酸的氧化等，其中脂类自由基在超微弱发光中的作用尤为重要［6］。
生物医学光子学
光子学是指研究光和其他辐射能（以光子为量子单位） 的产生和利用。 生物医学光子学：运用光子学的理论和方法解决生物 技术与医学中遇到的基础理论与应用技术等方面的问 题。 按照分属的邻域分：生物光子学和医学光子学
按照应用的目的不同分为光子医学诊断技术和光子治疗 医学技术。前者是将光子作为信息载体，进行探测和分 析，从中获取有关疾病的目的。后者是将光子作为能量 的载体，作用于发病部分达到治疗的目的。
指出微弱的紫外辐射是在细胞 分裂过程中产生的，并能促进其他细胞的分裂，即 所谓有丝分裂
但由于当时仪器条件的限制和理论不完备，解释无法证实
PE包括两类：一种是自发的生物化学发光，与生物 体的氧化代谢有关，称为自发超微弱发光。 另一中是外因诱发的发光，取决与光、电离辐射、超 声、化学药物等外界因素的作用，称为诱导超微弱发 光（又称延迟发光）
生物系统超微弱发光检测 检测需要借ห้องสมุดไป่ตู้微弱光探测器件获取信号。比如光电倍增 管（PMT）、雪崩二级光（APD）和像增强器。 对匹配的电子系统也要求高，要求系统具有高的信噪 比、高灵敏度和高稳定性。
生物系统超微弱发光的主要应用 超微弱发光与生命过程紧密联系，反应了生物体的氧化 代谢、信息传递、光合作用、细胞分裂、癌症死亡以及 生长调控等基本生命过程。
临床应用方面：用于癌症的早期诊断
血液的超微弱发光强度与供血者的年龄有关，还与其健康 程度有关，尤其是肝癌、卵巢癌患者显著。
农业方面：检测农作物对逆境的抗性能力、 判别种子的优劣、检测水果的品质，监控农 作物的生长状态
种子的超微弱发光动态变化与种胚的生理变化有 很强的相关性；在胁迫条件下，种胚萌发的受阻与 发光强度下降呈正比。特别是同种作物而抗性不同 的品种之间，尤其显著。
生物超弱发光的研究
知识介绍生物超弱发光的研究周 禾(中国农业大学草地研究所 北京 100094) 杨起简(北京农学院农学系 北京 102206) 超弱发光是普遍存在于生物有机体内的一种由生长代谢产生的自发化学发光,它提供了有机体代谢及能量转化的重要信息。
本文介绍了生物超弱发光研究的历史、发展及研究现状。
关键词:生物超弱发光 光电倍增管 代谢 生物超弱发光是一种极其微弱的准连续光子辐射,发光强度为几个至几千个光子/scm 2,波长在可见光谱范围(200～800nm )。
随着科学技术的不断进步,生物超弱发光现象被越来越多的实验所证实。
生物超弱发光与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,有着密切的联系。
这些有关生物超弱发光的大量研究课题,构成了当前生命科学发展前沿的一个重要研究领域——生命系统的超弱光子辐射。
生物超弱发光的发现,可追溯到本世纪20年代。
1923年,俄罗斯细胞生物学家A .G.Gurwitsh 做了一个著名的实验[1]。
他将正在萌发的洋葱放在可透过紫外线的玻璃管中,外面再套上一个中部有孔的金属管,将另一个放入玻璃管的洋葱垂直放置在金属管的有孔一侧。
这一设置的用意在于,将一头洋葱的根尖分生区垂直于另一洋葱的伸长区。
几小时后,由于根尖细胞不断分裂时所产生的某种作用,使得另一洋葱伸长区细胞的分裂增加,在小孔相应位置形成一个外突体。
进一步研究发现,这一试验结果是由于根尖细胞在分裂时产生的一种很微弱的光辐射所致。
当时还不能对这种辐射的强度和波长范围进行测定,只知道用一块不透紫外线的玻璃就可以挡住这种光辐射,从而认为它是一种短于350nm 的紫外光。
根据这一实验,Gur-witsh 提出一种假说:分裂的细胞能够发出一种射线,当它照射到其它细胞上时,可以刺激受照细胞进行有丝分裂。
50年代初,光灵敏度较高的光电倍增管的问世,使进一步研究生物超弱发光成为可能。
超微弱发光在医学中的应用
物质 特性 。在生物系统 中维 持生物分子处于稳定非 平衡态 的能 源是新 陈代谢 中的生化 能 ： 生物 细胞相 当于一个 小小 的球状谐 振腔 ， 球状 腔内具有很高 的光场 ， 以引发各 种非 可 线性效 应 ， 生 相 干 辐 射 。用 光 子 统 计 的 方 法对 黄瓜 幼 产
献 ， 超 微 弱 发 光 在 医学 中的 应 用 作 一 概 述 。 对
此 自由基继续 发 展 ， 并产 生 分支 ， 而产 生更 多 的脂 自 由 从 基 。不饱和脂肪酸 的氧化作 用产 生 了过氧 化 自由基 ， 氧 过 化 自由基复合时能形 成处 于激 发态 的过氧 化物 ， 其退 激 时
文 章 编 号 ：０ ８— ６２（０７）４— ０ ３— ３ １０ ６ ９ ２ ０ ０ ０ ５ ０
任何具有新 陈代谢 的生物体都在 自发 的向外 辐射一种 极弱的光子流 ， 其波长 范围在 １０— ０ ｎ 强度 仅 为 １ ８ ８ ０ ｍ， ０—
１ ｖ ｍ２． … ０ ｈ ／ｃ ｓ
，一Leabharlann 酸， 它们在 一定条件下 可 以按 照 自由基锁 链反 应机 制进 行 氧化反应 。锁链反应 的特点是 自由基在 与其 它分 子反 应后 并不消失 ， 而是转化 为另一种 自由基 ， 因此 ， 类锁链 氧 化 脂 的过程包括在一 自由基引导下 ， 引发产生一脂 自由基 ， 然后
射性 、 光子计数统计 和光照诱导 的延迟发光 动力学 ， 以及生 物超微弱发光 与生物体的生理和病理 过程的相关性 和对生
利实验小组对 生物的超微 弱发 光进行 了进 一步 研究 ， 实 证 了生物体确实具有 光子辐射 Ｊ ０年代 中期 以后 ， Ｐ Ｐ 。７ 以 ０Ｐ
生物发光性质研究与应用
生物发光性质研究与应用一、生物发光性质的发现与研究生物发光现象早在19世纪就被科学家们所发现，但是直到20世纪才真正被广泛研究。
发光效应是生物体在某些外部刺激下经过化学反应而产生的，这种反应过程又叫做生物荧光。
最初发现生物发光现象的是英国生物学家霍普金斯，他在19世纪末期在海水中发现了一种发出绿色荧光的动物。
此后，科学家们又陆续在自然环境中发现了很多发光生物，例如深海浮游生物、萤火虫、蚯蚓、光动植物等。
这些生物发光现象的研究，大大丰富了人类对生命的认识，并且也为生物技术的发展和生物医学的应用打下了坚实的基础。
二、生物发光性质的机理生物荧光现象的机理一直以来都是个神秘，开始人们认为与光线有关，后来人们又发现，生物体发光并不需要外界光的刺激，类似于CT、MRI和PET等医学成像技术，都是依据生物荧光的原理进行设计的。
生物荧光是一种自然发生的化学反应，在这个过程中，生物分子发生氧化还原反应，发出能量，产生光。
通常情况下，这些分子是由特殊的酶催化的，也有少数是自催化的。
三、生物发光性质的应用1、医学生物发光现象的应用在医学领域中具有很大的价值。
目前，我们已经通过荧光成像技术实现了诊断部分病情和治疗某些疾病。
比如荧光标记法被广泛应用于肿瘤细胞的检测，能够通过口服或注射荧光标记剂进入体内，会自动定位于肿瘤细胞上，从而荧光成像显得很鲜明，医生就能快速找到肿瘤细胞位置，并及时采取措施进行治疗。
此外，还有一些治疗手段采用的同样是生物发光原理。
例如生物纳米荧光材料、光动力疗法、生物投影技术等。
2、环境保护利用生物发光原理研究环境的污染状况，对于设计和制定相应的保护政策和措施是非常有帮助的。
例如，目前在海洋科学领域中研究光敏微生物时，就应用到了生物发光原理。
3、光电子学近年来，生物发光技术也逐渐引起了光电子学领域的注意。
在量子点和生物纳米材料研究方面，生物发光原理被广泛应用于光电子学领域中的研究。
生物发光原理不仅能启发设计新型荧光探针，同时也可以用于光伏电池的生物催化、太阳能光催化等领域。
生物超弱发光及其应用研究概述
生物超弱发光及其应用研究概述：生物超弱发光生物超弱发光(ＵltｒaｗeakoｒSuｐeｒweａｋbioluminesｃｅnｃｅ）,简称超弱发光，又叫超弱光子辐射（UlｔrａｗeaｋPhoｔｏnemｉssion）、自发光（SｎｔａneousLｕｍineｓcence)、超弱化学发光(UｌtｒａweaｋｏｒsuperweａｋChemiｌumｉｎeｓｃｅnce）[１］。
超弱发光是一种低水平的化学发光，发光强度极其微弱,仅为10０－103hｖ/(s．cｍ２）,量子效率也很低,约为10-14-10-９,波长范围为2０0－80０nm［2－6］。
实际上超弱发光早已为人所知,早在1９23年，前科学家G．Guｒwitsｈ在有名的“洋葱试验”中就已发现了超弱发光现象[7］。
但是,由于仪器条件的限制,直到19５4年意大利人Coｌl ｉ等利用装有光电倍增管的仪器才首次科学地证明了超弱发光现象[8］。
到了六十年代，前科学家对超弱发光进行了大量研究，Ｍamedov［9］对90余种生物的测定发现,除蓝藻和原生动物外,所有生物都有不同程度的发光,证明了超弱发光的普遍性.Slaｗiｎskａ等更进一步，提出任何生命物质都存在着超弱发光现象[10］。
到目前为止,人们已对于超弱发光的机理及应用开展了大量研究工作，取得了可喜成绩,但都还有待进一步深入[3].我国超弱发光研究起步较晚，主要在应用研究上开展了一些工作。
生物物理研究所等单位在人和动物上进行了大量有益的研究［11—23］。
七十年代末以来,甘肃农业大学等单位在农作物、豆科牧草、沙生植物和水果的抗生（尤其是抗旱性）鉴定上［2４—43］进行了大量探讨,农作物已涉及小麦、玉米、大豆等8种，其中对小麦、玉米研究最多。
理化因子如稀土、特定电磁辐射、电离辐射、氧化剂及代谢抑制剂等对超弱发光的影响也已涉及［28、40、4４、49]。
纵观这些年来我国超弱发光研究的历程，总的来说取得了一定的进展和成绩，但也存在着一些不足。
生物发光现象的原理与应用
生物发光现象的原理与应用生物发光现象是指生物体在一定的生理条件下，能够产生并发出光的一种自然现象。
生物发光现象在海洋生物、昆虫、真菌、细菌、腔肠动物和哺乳动物等广泛存在，其发光机制和特点各不相同。
近年来，生物发光现象的应用领域越来越广泛，尤其在医学、生命科学、环境监测、食品安全等领域具有重要的研究价值和实际应用意义。
本文将介绍生物发光现象的原理和应用。
一、生物发光的原理生物发光的原理是指通过生物体内某种过程产生的化学能被转化为光能，从而使生物体产生光的过程。
具体来说，生物发光的原理可以分为四步：底物/底物复合物→活性酸化→荧光素生成→荧光素衰灭（发光）。
1.底物/底物复合物底物指引发生物发光反应的化合物。
在大多数生物发光反应中，底物往往需要和底物复合物（底物与生物体内特异蛋白质结合形成的相互作用物质）结合才能发生反应。
2.活性酸化底物/底物复合物被活性酸化后，其结构发生改变，从而产生拟复分子（激发态短暂的中间化合物），通过诱导体内特异的转化酶对拟复分子进行一定的修饰后，产生诱导化合物。
在这个过程中，能量的转化是产生光的关键环节。
3.荧光素生成诱导化合物被修饰后，转化酶通过一系列的反应，将底物分解成两个分子。
其中一个分子是荧光素，它是一种发光分子，能够将反应能转化为光能。
荧光素本身是无色的，但一旦被激发，就会放射出绿色荧光。
4.荧光素衰灭（发光）荧光素生成后，通过荧光素与氧分子间的作用，荧光素最终发生衰灭，并产生光，也就是我们所看到的荧光。
二、生物发光的应用1.生物成像生物成像常用的标记物有荧光标记、放射性标记等。
荧光成像是通过施加激发光，观察样品荧光的发光强度来实现的。
生物发光技术通过可控性、透明度、低毒、低光损伤等优点，促进了荧光成像在活体中的应用，实现了体内分子动态的长时间跟踪和分析。
2.环境监测生物发光技术在环境监测领域应用广泛。
例如，海洋生物发光已经成为海洋污染监测和水质检测领域的重要分析手段。
生物发光现象的原理
生物发光现象的原理生物发光现象指的是在生物体内自发产生光的现象，通常可以见于某些浮游生物、深海生物、昆虫、真菌和细菌等生物。
生物发光现象自古以来就广受关注，历史上曾有很多关于生物发光现象的神话和传说。
如今，人们对于这种现象的研究已经非常深入，不断揭示着这一神奇现象的奥秘。
生物发光现象的原理可以简单地归结为内源性氧化还原反应，通俗地说，就是将化学能转化成光能。
这个过程需要三个必要条件：发光物质、酶和ATP。
其中，发光物质是关键，也是最基本的。
为了产生发光，需要一些特殊的化学物质，被称为发光素。
发光素的种类和结构各异，但都具有一定的共性特征，即它们都是能发射光的分子。
这种化学物质主要可以分为两种：荧光素和琥珀酸酯。
而在生物体内，发光物质则可以分为两种类型，一种是由细胞自身合成的，另一种则是细胞外分泌的。
其中，荧光素主要存在于某些昆虫的身体或翅膀上，它们通常以酯形式存储，当需要发光时，酯化酶会将其转化为荧光素。
再以蛋白质为载体，传递到细胞膜或色素细胞中，通过ATP的作用，产生发光现象。
而琥珀酸酯则通常存在于深海生物中，这些生物可以通过自身的代谢产生ATP，但它们无法将ATP传递给酶，直接将ATP通过某些方法（如酰化）转化为琥珀酸酯，再通过酶和发光物质一起参与发光反应。
除了发光物质以外，还需要酶和ATP参与到发光反应中。
酶能够加速化学反应的速率，使反应更快地进行，最常见的酶是荧光素酶和琥珀酰辅酶A还原酶。
而ATP则作为能量来源，提供足够的能量供应酶参与反应。
以上的三个条件交互作用，产生了生物发光现象。
但是，这一过程具有极为复杂的调节机制。
比如，荧光素酶对温度非常敏感，其反应速率会随温度变化而增加或降低，甚至当温度过低或过高时，荧光素酶处于不活性状态，会导致荧光素无法进行酯化反应。
除了温度之外，其他环境因素也可能会影响到生物发光现象。
如光线强度、氧气浓度、pH值等参数都会对发光现象产生重要影响。
这些调节机制是复杂而精密的，它们保证了生物发光反应能够在恰当的条件下进行，让我们看到了生命中最神奇的一面。
生物发光的原理与应用
生物发光的原理与应用生物发光是指生物体在某些特定条件下发出的光亮现象，通俗而言，就是“生物的闪光”。
生物发光一般发生在水中，是许多海洋生物的独特特性，比如在夜晚发光的浮游生物、生活在深海中的深海鱼以及寄生于其他生物体上的藻类和细菌等，它们能够以各种不同的方式制造光，使其自身变得更为鲜明，以便在竞争激烈的海洋环境中吸引异性、捕食或吓退敌人。
生物发光机制生物发光的机制可以分为生物化学和生物物理两个方面，这两种机制往往同时存在。
生物化学机制是指由特定的化学反应产生的发光，最常见、最广泛的化学反应来自于一类叫做“生物发光酶”的酶类，这种酶被称作荧光素酶，能够将荧光素类化合物（荧光素、荧光素内酯以及辅酶A）转换为荧光素单酰胺。
这种化学反应需要三个因素：荧光素类化合物、氧气和荧光素酶催化。
当这三个因素齐全时，就会发生光反应，甚至在非常弱的光线下也能照亮四周。
生物物理机制是指通过机械作用或活体源动力产生发光，例如发光的珊瑚和水母，这些生物可以通过其肌肉和神经系产生脉冲，使细胞内的钙离子发生突变，并在钙离子浓度达到最高点时通过活性膜释放出荧光素类化合物，从而造成整个细胞的发光现象。
生物发光的应用生物发光在生物科学、生物技术、医学以及环境保护等领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用：药用荧光素类化合物在医学诊断中经常被用于检测生物标志物（比如生长激素、甲状腺激素和病毒等），因为荧光素类化合物有很强的荧光和发光性质，可以帮助检测样品中非常细微的变化。
食品和环境监测生物发光技术可以在食品和环境监测中起到重要作用，可以检测出各种有毒、致病的物质，例如食品中的兽药残留、水质检测和检测毒性物质等。
基因工程荧光素类化合物还被用于遗传工程，可以在细胞增殖或分化时监测，因为荧光素类化合物往往与特定的生物产物有关联。
此技术对于治疗癌症和其他重大疾病中的基因操作非常有帮助，可以监测到病人细胞中的变化。
生物成像生物发光技术也是生物成像技术的重要组成部分，生物成像是通过控制荧光素类化合物的发光来观测活体的生化过程和分子级别的信息，以及某些病理生理过程，从而实现病理诊断和治疗灵敏度的提高。
43.为什么会有生物发光？
为什么会有生物发光？——探索自然界的光与生命生物发光（Bioluminescence）是自然界中的一大奇观，指的是某些生物能够在没有外部光源的情况下，自己产生并释放出光。
这种现象在海洋生物、昆虫、植物和某些微生物中都可以看到。
你或许曾在夜晚看到萤火虫闪烁，或者在潜水时目睹过海洋中的某些生物发出神秘的蓝绿色光芒。
那么，为什么会有生物发光？它背后到底有着什么科学原理和进化意义呢？什么是生物发光？生物发光是指一些生物体能够通过化学反应自发地产生光的现象。
这种光通常是非常微弱的，但却足够在黑暗中引起我们的注意。
生物发光的原理与光的产生方式有所不同，主要依赖于生物体内部的化学反应，而非热量或电流。
生物发光的光通常没有热量，因此这类发光被称为冷光。
这种现象在自然界中非常普遍，尤其在深海、热带雨林和洞穴环境等缺乏外部光源的地方，生物发光尤为常见。
生物发光的原理：化学发光反应生物发光并非通过普通的热光反应（如火焰或灯泡），而是通过一种叫做化学发光（Chemiluminescence）的过程。
化学发光是指某些化学反应在不产生热量的情况下释放出光。
1.化学反应的过程生物体内的发光通常涉及以下几种关键物质：•发光物质（Luciferin）：这是一类能够在化学反应中释放光的化学物质。
不同的生物使用不同种类的luciferin，但它们的基本特性相似——能够在特定酶的作用下发生反应。
•酶（Luciferase）：这些酶催化luciferin的反应，帮助它们与氧气发生反应，从而产生发光。
•氧气（O2）：氧气通常是这些化学反应的一个关键成分，与luciferin结合，触发反应。
当luciferin在luciferase的作用下与氧气反应时，会产生一种电子跃迁，释放出光子，进而形成我们所看到的发光效果。
2.生物发光的颜色生物发光的颜色因生物种类、反应条件以及反应中使用的具体化学物质而有所不同。
一般来说，生物发出的光可以是：•蓝色或绿色光：这通常是海洋生物发光的颜色，如某些深海鱼类、浮游生物等。
生物发光现象的研究
生物发光现象的研究生物发光现象是指生物体在一定条件下自发地发出光辐射的现象。
这种生物发光现象广泛存在于自然界中，例如海浪、蘑菇、萤火虫、珊瑚、球形水母、小蚯蚓等都具有发光能力。
这些发光生物给人留下了深刻的印象，也引起了科学家的极大兴趣。
近年来，随着科学技术的发展，对生物发光现象研究的兴趣逐渐增加，研究领域也进一步拓展。
从表观形态到分子机制，生物发光现象成为了一个跨学科的研究领域。
一、研究背景在19世纪中叶，化学家发现了一种化学反应能发出光的材料，即化学发光现象。
到了20世纪，人们发现了若干种生物也能够自发地发光，这种现象被称为生物发光现象。
在发现这种现象之初，人们主要将其用于实践应用，例如测量ATP、利用火药制造闪光弹等。
而随着对生命科学的研究深入，越来越多的人开始关注生物发光现象背后的机理和原理，开展相关的理论和实验研究。
生物发光现象的研究不仅有助于提高我们对自然界的认识，还为人们探索新的荧光标记法和检测技术提供了理论和实践基础。
二、研究进展1. 生物发光现象的机理目前对生物发光现象的研究有利于揭示该类生物体发光机理。
在发现生物发光现象的前提下，科学家们探索了发光生物的组织、代谢和结构特征。
通过实验与模拟，科学家们发现同一种或不同种的生物体，在生命状态、生长环境、物理化学条件、温度等方面存在差异，因此，产生发光的机理也具有生物多样性、时空可塑性和物质多样性，科学家们对这些差异进行了深入的研究，成功探索了若干类生物发光现象的机理。
在瞭解了发光现象机理的基础上，科学家们还研究了其生物学意义和应用，例如发光荧光蛋白对生命进程和疾病标记、发光植物的高效荧光照亮等。
此外，生物发光现象还能增加生物的存活几率和繁殖机会, 这为科学家提供了一个富含生物学价值的研究对象。
2. 发光物质的提取与应用由于特殊的结构，生物所产生的荧光素、金粉和NADH等有机化合物能够通过一种名为共轭体系的电子结构，吸收和发出光。
而实际上，人们还发现了更多的有机发光分子，这些发光分子不仅来源于鱼、菇类生物中，也可以从植物、昆虫等生物中提取。
生物发光现象的研究
生物发光现象的研究生物发光现象是指一些生物体内能够产生自身发光的现象，也被称为生物体内发光现象。
这一现象最早被人类记录下来可以追溯到古代，而现代科学研究也对生物发光现象进行了深入的探索。
在过去的几十年中，科学家们对生物发光现象的作用和机制进行了广泛的研究，并取得了很多重要的发现和进展。
生物发光现象在动植物中广泛存在。
其中，发光昆虫是最为典型的例子。
螢火虫就是其中之一，它们使用自身产生的发光来吸引异性或对抗天敌。
此外，很多浮游动物、水母、水螅、珊瑚、蘑菇等也会发光。
海洋中，由于生物发光现象更加普遍，有很多种类的动物能够进行发光，形成了一个独特的海洋生物发光系统。
在研究生物发光现象的过程中，科学家们发现，生物发光的机制并不相同。
主要发光机制有三种：生物内生物化学发光、生物体内共生发光和生物外共生发光。
其中，生物内生物化学发光是指由生物体内的特殊化学反应产生的发光现象。
生物体内共生发光则是指生物体内存在一种有发光细胞的生物，这些细胞能产生发光并供给寄主使用。
而生物外共生发光则是指生物体表面寄生的微生物能够产生发光现象。
生物发光现象的研究不仅对科学的发展有着重要的意义，同时也对人类社会产生了很大的影响。
生物发光可以应用于医学、环境保护、食品安全、军事等领域。
在医学领域，生物发光被应用于体内的光学成像技术，可以在人体内观察和诊断疾病。
此外，生物发光还被应用于环境保护，用于监测水质变化和水生生物生态状态。
在食品安全领域，生物发光技术被用于检测食品中的有害物质。
在军事领域，生物发光技术可用于标识和追踪敌方目标。
对于了解和研究生物发光现象的方法主要包括实地观察、实验室实验、遗传学和分子生物学技术等。
实地观察是最早的方法之一，科学家们通过观察生物体的发光现象来研究其作用和机制。
实验室实验则是通过控制实验条件来模拟和研究生物发光现象。
遗传学和分子生物学技术则是从生物基因和蛋白质水平研究生物发光的机制。
例如，科学家们通过克隆和研究发光昆虫的发光蛋白质基因，揭示了生物发光的分子机制。
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第28卷第12期 光 子 学 报 Vo1128No112 1999年12月 ACTA PHO TON ICA SIN ICA December1999不同作物品种超弱生物光子发射的比较①李德红 邢达 罗明珠1 廖飞雄(华南师范大学激光生命科学研究所,广州 510631)(1华南农业大学农学系,广州 510642)E2mail:lidehong@ or lidhg@摘 要 利用自行研制超弱发光探测系统,对不同品种的甘蔗和(组培)菜心叶片的超弱生物光子发射(UB E)进行了比较1试验发现大田生长处于糖份积累期的高糖品种和低糖品种(组合)甘蔗的+1叶片UB E差别很明显;组培的两种菜心经不同时间的热处理,不耐热品种比耐热品种的UB E变化剧烈得多1表明了品种间的某种内在差异,预示了UB E的农业应用前景1 关键词 超弱生物光子发射(UB E);甘蔗;菜心;作物品种0 引言 生物超弱发光是近年兴起的生物物理现象研究的热点之一,其中,植物超弱发光(ultraweak biophoton emission,UB E)是该领域内研究得较为深入的部分11我们先前自行研制了超弱发光探测系统2,并用该系统对植物的超弱生物光子发射进行了多方面探索1研究发现植物的(诱导)超弱发光和光形态建成与光合作用等生长代谢过程密切相关31并对花生、水稻等大田作物的幼苗生长发育过程中的UB E变化特征及其与某些生化指标变化的关系进行了初步研究4,51国内的有关研究也显示UB E可能作为鉴定农作物品种特性的一种新方法6-81为探索UB E的农业应用前景,我们进一步对不同品种甘蔗和组培菜心叶片的超弱发光进行比较,以寻找UB E在农业上的可能应用途径11 试验装置如图1所示1采用自行研制的超弱发光探测系统进行图象观测21该装置放于暗室中,它是由样品暗箱(内壁涂黑)、变焦物镜(数值孔径为1:1.8,焦距50mm)、光纤微通道板象增强器(HM C3100)、制冷(-42℃)CCD探测系统(PI Inc. TE/CCD2512T K B)、控制器和计算机控制系统等部分组成的超高灵敏度成象系统1生物样品经变焦物镜成象在光纤微通道板象增强器的光阴极(光敏波长范围为360～930nm)上,经光放大(每一个入射光电子可产生约100个光电子计数),在出射荧光屏上的图象由中继透镜投射在制冷CCD 探测器象面上,经由数据采集系统ST2130进入计算机进行图象处理1这样,可获得超弱生物光子发射的二维图象,如果对生物样品进行连续、多次采集,就能同时获得超弱生物光子发射的时空分布信息1利用光纤微通道板象增强器的象增强作用和低温制冷的高灵敏度背向照明CCD探测器(背景噪音〈0.2counts.s-1.pixel-1),使得探测器灵敏度可达到探测10光子.cm-2.s-1图1 超弱发光图象探测系统示意图Fig.1Schemaric diagram of UBE image detecting system①国家杰出青年基金和广东省自然科学基金资助项目 收稿日期:1999—03—15左右的UB E 图象的水平1此外,经象面增益修正结合图象处理技术使图象具有非常低的噪声和较高的空间分辨率12 材料和方法2.1 试验材料同时播种在大田生长的两种甘蔗(S accha 2rum of f ici narum L.)新台糖10号和71/210,均处于糖份积累期(11月中旬)1组织培养(温度25℃)的两种菜心(V rassica cam pest ris L.var.parachinesis Baily Tsen et Lee )四九菜心和六十天特青,生长到二叶一心时,开始热处理(温度35℃),处理时间分别为0h 、2h 、8h 、12h 、24h 1分别取其+1叶片进行UB E 图象观测12.2 试验方法采用图1所示的探测系统进行超弱发光图象观测1将不同作物、不同品种、不同处理的+1叶片经30s 白炽灯照射(10μmolm -2s -1)后放入样品池,暗置10s 后开始采集图象1每幅图象采集30s 13 试验结果与分析3.1 不同品种甘蔗叶片的UB E 比较3.1.1 两种甘蔗叶片的超弱发光强度差别大田生长的两种甘蔗均处于糖分积累期,其中新台糖10号(XT —10)是含糖分较高的品种,71/210是含糖分较低的品种(组合)1试验发现其+1叶的超弱发光差别很明显1实验观察比较了5min 内(10幅图象)UB E 的变化,叶基部和叶中部的UB E 都是前者高于后者1其中尤以叶中部差别最显著,叶基部次之1而叶尖部的差别不明显(图2)1图2 两种甘蔗叶片的超弱发光比较Fig.2 UBE of leaves from two sugarcane varieties3.1.2超弱发光的衰减新台糖10号71/210两品种(组合)叶片的基部、中部和尖部三个部分的UB E 衰减规律很一致,差别很稳定,表现出品种间的固定差异(图3)1从UB E 的衰减趋势图来看,在新台糖10号和71/210之间也是叶中部UB E 差别最明显,其次是叶基部,而叶尖部的UB E 差别很小,达不到显著水准1上述结果显示,就叶片而言中部最能代表品种的特性1这与生物学试验研究中取叶片中部进行生理生化指标分析的方法、原则是一致的1图3 甘蔗叶片基部(a )、中部(b )和尖部(c )超弱发光的衰减规律比较Fig.3 UBE attenuation of the basal ,middleand tip parts of sugarcane leaves3.2不同品种菜心叶片的UB E 比较组织培养的四九菜心(耐热品种)和六十天特8501 光 子 学 报 28卷青(不耐热品种)分别经不同时间(oh 、2h 、8h 、12h 、24h )的热处理,比较两种菜心+1叶片UB E 强度1未经热处理前耐热品种的UB E 略高于不耐热的品种1热处理使UB E 大幅度上升,热处理2h 和8h 时,UB E 可增加1.3～3.5倍1不耐热品种比耐热品种增加的幅度大得多,六十天特青叶片的UB E 明显高于四九菜心1热处理24h 后叶片的UB E 又回落到原来的水平,耐热品种略高于不耐热的品种,与热处理前相似(图4)1显然,不耐热品种明显比耐热品种因对热刺激敏感,其UB E 变化也比耐热品种剧烈1这也表明了品种间的某种内在差异1图4 菜心叶片的UBE 比较Fig.4 Comparing on UBE of Caixin leaves4 讨论文献9发现光照后延时发光的光谱特性不变性,自发发光水平亦不变1笔者曾对超弱生物光子发射的性质进行探讨,判明我们所观测到的超弱生物光子发射不是叶绿素的延时发光,因为失活的叶片(叶绿体)光子发射少31这均说明利用活体的延时发光特性能够反映内在的代谢特征1国内外对作物超弱发光的研究较少,本文从超弱发光的二维图象入手,发现了不同品种间的UB E 差别1曾有人对大麦、小麦、玉米、大豆等作物的抗性与超弱发光的关系进行了初步研究,发现不同抗性品种的籽粒萌发时表现出品种间的差异6～81此外,还发现超弱发光反映出玉米果穗籽粒成熟时营养物质的转化、运输和累积1与新陈代谢的强弱变化有关101一般认为,任何生成或消耗利用A TP 、NAD (H 2)、NADP (H 2)和FMN H 2的反应均可导致一部分代谢能以光子形式释放出来1因此,超弱发光可作为植物体内物质代谢和能量转化活动的一项指标71本文的试验结果亦显示,由于不同品种甘蔗积累糖分的能力不同,在糖分积累期+1叶的超弱发光也不一致1积累糖分能力强的品种(如新台糖10号)的UB E 较强,反映出其营养物质转化运输能力较强,代谢较活跃,相似地,两种菜心的耐热能力不同,其+1叶的超弱发光也很不一样1在常温下,UB E 强度较弱;处于逆境时,UB E 大幅度升高,此时的代谢十分活跃,而不耐热品种(如六十天特青)的UB E 上升幅度远大于耐热品种1表明了品种之间的特性差异1故超弱发光反映了植物体内物质代谢和能量转化的活跃程度,利用UB E 作为测定植物新陈代谢水平(或抗性)的指标,可能为农作物鉴定提供一种新的可靠方法1这里对作物品种间UB E 差别的观测表明,一方面我们自行研制的这套超弱发光探测系统是十分灵敏有效的;另一方面,通过探测作物的UB E 可以从一个侧面反映其固有的、内在的某种差异,UB E 可作为作物品种特征差异的又一新指标,预示了UB E 探测可能在农业上有较好的应用前景1与此相关的工作很多,而超弱发光生物学机制的研究较欠缺,目前只是非常初步的结果,尚待深入研究1参考文献1 Popp FA ,et al.Recent advances in biophoton research and it ,s application.Singapore :World Scientific ,1992;1～462 谭石慈,邢达.生物超微弱发光图象的观测.科学通报,1997,42(6):644～6463 李德红,邢达,谭石慈等.绿豆和花生的超弱发光.植物生理学报,1998,24(2):177～1824 李德红,何永红,罗明珠等1生长在不同光质下的花生幼苗的超弱发光1生物物理学报,1998,14(3):548～5525 李德红,邓江明,邢达1不同光质对水稻幼苗的超弱发光和谷氨酰胺合成酶活性的影响1生命科学研究,1998,2(2):109～76 周禾,杨起简1成熟小麦抗穗发芽能力与超弱发光关系的研究1生物化学与生物物理进展,1995,22(3):109～1177 汪沛洪,吕金印1利用生物超弱发光鉴定抗旱性的小麦品种初探1生物化学与生物物理进展,1990,17(5)399～4008 杨起简1几种作物籽粒萌发时超弱发光与其抗逆性关系1生物化学与生物物理进展,1993,20(4):315～317950112期 李德红等1不同作物品种超弱生物光子发射的比较9 Hideg E,Scott R Q,Inaba H.S pectral resolution of long term(0.5～50s)delayed fluorescence from s pinach chloroplasts.Archives of Biochemistry and Biophysics,1991,285(2):371～372.10 杨起简,周禾1玉米果穗超弱发光特性的研究1生物物理学报,1997,13(3):479～481THE U LTRAWEAK BIOPH OTON EMISSIONOF DIFFERENT CR OP VARIETIESLi Dehong,Xing Da,Luo Mingzhu1,Liao Feixiong,Tan ShiciInstitute of L aser L if e Science,South China Norm al U niversity,Guangz hou5106311Depart ment of A gronomy,South China A gricultural U niversity,Guangz hou510642Received date:1999—03—15Abstract The ultraweak biophoton emission(UB E)of different sugarcane(S accharum of f ici narum L.) and Caixin(B rassica cam pest ris var.parachinesis Baily Tsen et Lee)varieties were studied with high2sensi2 tive image detecting system developed by ourselves.The results showed that the UB Es of the+1leaf of sug2 arcane and Caixin varieties were very dyfferent.The UB E of sugarcane variety with higher sugar content, which growing in field,had stronger UB E than that of low sugar content variety(combination)during the stage of sugar accumulation.Two kinds of Caixin,which growing under tissue culture condition,pretreated with heat2shock for different time periods,the change of UB E of the heat2non2resistant variety was much more violent than that of heat2resistant variety.It was concluded that some intrinsic differences between va2 rieties could be distinguished by UB E detection,and UB E detection probably has bright prospect in agricul2 tural applications.K eyw ords Ultraweak biophoton emission(UB E);S accharum of f ici narum L;B rassica cam pert ris var.parachinesis Baily Tsen et Lee;CropvarietyLi Dehong was born in Oct,1967.He was awarded Ph.D.degree in J une1996(majorin plant physiology).From then on,he has been working in Institute of Laser Life Sci2ence,South China Normal University.He studies in the cross field of photon—biology,plant physiology and biophysics.Now he is working on the mechanism of UB E and itsapplication basis10601 光 子 学 报 28卷。