生物超弱發(fā)光及其應用研究概述
關(guān)鍵字：生物 超弱發(fā)光
生物超弱發(fā)光(UltraweakorSuperweakbioluminescence)，簡(jiǎn)稱(chēng)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(cháng)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”中就已發(fā)現了超弱發(fā)光現象[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)光現象[8]。到了六十年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家對超弱發(fā)光進(jìn)行了大量研究，Mamedov[9]對90余種生物的測定發(fā)現，除藍藻和原生動(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(zhù)超弱發(fā)光現象[10]。到目前為止，人們已對于超弱發(fā)光的機理及應用開(kāi)展了大量研究工作，取得了可喜成績(jì)，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，主要在應用研究上開(kāi)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(lái)，甘肅農業(yè)大學(xué)等單位在農作物、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，農作物已涉及小麥、玉米、大豆等8種，其中對小麥、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超弱發(fā)光的影響也已涉及[28、40、44、49]�？v觀(guān)這些年來(lái)我國超弱發(fā)光研究的歷程，總的來(lái)說(shuō)取得了一定的進(jìn)展和成績(jì)，但也存在著(zhù)一些不足。這里僅就超弱發(fā)光的機理、測量、理化影響因素，及其在我國農業(yè)和醫學(xué)中的應用研究加以概括和總結，以便對過(guò)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)光的機理
代謝和核酸合成是生物超弱發(fā)光的兩主要來(lái)源，萌發(fā)綠豆中這兩者和約為96%[44]。代謝發(fā)光又主要來(lái)源于氧化還原等代謝過(guò)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(guò)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明顯增強血紅素蛋白的發(fā)光強度[49]、呼吸抑制劑NaN3對萌發(fā)綠豆超弱發(fā)光的抑制達72%[44]等都是極好的例證。關(guān)于代謝發(fā)光的機理，Valadimirov曾提出過(guò)酶反應機制學(xué)說(shuō)，認為它來(lái)源于代謝產(chǎn)生的過(guò)氧化物的酶解；但現在一般認為代謝發(fā)光是不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的過(guò)氧化自由基復合后形成的三重態(tài)過(guò)氧化物退激所致[4]Wright.J.R等研究發(fā)現，脂肪酸的最大發(fā)光值提取物對超弱發(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(lái)源之一。核酸DNA和RNA的合成反應是超弱發(fā)光的另一個(gè)來(lái)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(guò)DNA光子貯存假說(shuō)和分化的物理模型[54，55]。Rattemeyer等根據溴化憶錠對超弱發(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DNA發(fā)光特異性進(jìn)行了研究[57]，結果表明在所有堿基中只有鳥(niǎo)嘌呤能夠發(fā)光，且發(fā)光強度與濃度（亦即DNA濃度）成正相線(xiàn)性關(guān)系。該研究還發(fā)現，鳥(niǎo)嘌呤衍生物發(fā)光強度因取代基不同而不同，鳥(niǎo)嘌呤＜鳥(niǎo)嘌呤核苷＜脫氧鳥(niǎo)嘌呤核苷＜一磷酸鳥(niǎo)苷＜三磷酸鳥(niǎo)苷＜脫氧一磷酸鳥(niǎo)苷＜脫氧三磷酸鳥(niǎo)苷；甲基化對發(fā)光有抑制作用，O6甲基化和N7甲基化鳥(niǎo)嘌呤核苷酸的發(fā)光強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萌發(fā)綠豆超弱發(fā)光的影響[44]。他們發(fā)現，雖然蛋白合成抑制劑環(huán)已亞胺通過(guò)抑制蛋白質(zhì)合成中的移位酶迅速阻斷了細胞質(zhì)中的全部蛋白質(zhì)合成反應，但并沒(méi)有對超弱發(fā)光產(chǎn)生影響。因此，蛋白質(zhì)合成過(guò)程對超弱發(fā)光沒(méi)貢獻。并由此推斷出，核酸代謝抑制劑放線(xiàn)菌素D之所以抑制超弱發(fā)光是因為它抑制了DNA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(lái)源。關(guān)于物理因素引起的超弱發(fā)光，Sapezhinskii等認為，是這些環(huán)境因素作用下生物體內產(chǎn)生的各種自由基（尤其是過(guò)氧自由基）經(jīng)過(guò)一系列反應后生成的單線(xiàn)態(tài)氧和激發(fā)態(tài)羥基退激發(fā)光[58]。
2我國農業(yè)中的超弱發(fā)光應用研究
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)光強度有差異，根（或胚根）發(fā)光最強[28，33，38，39]，因為種子萌發(fā)后細胞分裂活動(dòng)主要集中在胚根的分生區[24]。于這一點(diǎn)，國外有類(lèi)似報道，對小麥、菜豆、扁豆和玉米的研究顯示，根的發(fā)光強度是莖的的10多倍[8]。但也有例外，在玉米根、芽、胚、種中，芽的發(fā)光強度最大[31]。對大豆的研究顯示，子葉的發(fā)光強度高于真葉[61]，究其原因，子葉是苗期養分的主要來(lái)源，而真葉才剛開(kāi)始生長(cháng)。作物萌發(fā)過(guò)程中，超弱發(fā)光的動(dòng)脈變化呈現單峰曲線(xiàn)[31，32，35，58]，中期發(fā)光強度萌發(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(guò)程中發(fā)光強度呈雙峰曲線(xiàn)；并認為第一峰主要與營(yíng)養物質(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；但峰值出現的早晚因作物種類(lèi)而不同[28，60]。不同物物間超弱發(fā)光強度有所不同，比如苗期發(fā)光強度大麥＞小麥＞玉米，反映了它們在干旱適應性上的差異[37]。種子超弱發(fā)光強度與某些物質(zhì)的含量有關(guān)，豆科牧草種子萌動(dòng)之初，超弱發(fā)光強度與干種子中飽和脂肪酸C014-18、棕櫚酸、ATP含量呈負相關(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)光強度與成熟度及著(zhù)生部位有關(guān)，對玉米的研究表明，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，細胞分裂和呼吸作用強；進(jìn)入完熟期后，籽粒新陳代謝和細胞分裂減弱，超弱發(fā)光也相應減弱。此外，不同著(zhù)生部位的籽粒超弱發(fā)光強度也有所不同，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)光趨勢正好相反，前者反映了果穗的發(fā)育和成熟過(guò)程，后者則反映了玉米是穗收獲后穗部營(yíng)養物質(zhì)轉運和累積的規律。
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[59]。國外對這三種缺失體也有研究，據Jinyewang等報道，三者及組合的組織勻漿中，Lox1+Lox3的發(fā)光強度最低[61]。種子超弱發(fā)光強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)光強度均與發(fā)芽率和發(fā)芽指數呈顯著(zhù)或極顯著(zhù)正相關(guān)關(guān)系[25]。用超弱發(fā)光強度鑒定種子活力，樣品量少又不破壞種子，對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)光強度有相同趨勢，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)光強度可作為鑒定和篩選抗穗發(fā)芽品種的依據。只要把品種按發(fā)光值和統計結果排列，即可把抗性品種和抗性差的品種分開(kāi)，而且條件單一，不需模擬逆境。
低溫能降低超弱發(fā)光強度，低溫下萌動(dòng)7-8天的玉米籽粒[24]發(fā)光強度不及室溫下的三分之一；且同樣的低溫，抗寒品種發(fā)光強度顯著(zhù)高于不抗寒品種，這種低溫萌動(dòng)時(shí)品種間發(fā)光強度的差異性品種抗冷性一致的表現，為篩選抗寒品種提供了一種簡(jiǎn)捷的鑒定方法。稀土有利于提高根系活力和發(fā)光強度[40]。但稀土只是在作物自身抗寒基礎上發(fā)揮效力。隨著(zhù)溫度的下降可能出現類(lèi)似“閃光”的現象，比如冬天小麥在（40C-O0C-40C）降溫過(guò)程中，根系活力隨之下降，根系超弱發(fā)光強度好反而有所提高。水果對低溫的反應和萌發(fā)強度卻反而有所提高。水果對低溫的反應和萌發(fā)種子有所不同，將葡萄和金拮分別貯藏在低溫和室溫下，結果，在貯藏過(guò)程中發(fā)光強度沒(méi)有顯著(zhù)變化，而且兩種處理亦無(wú)顯著(zhù)差異[42]。
用NaCI溶液對種子進(jìn)行鹽分脅迫處理，結果顯示，高抗鹽品種的發(fā)芽率和超弱發(fā)光強度均高于敏感品種[28，40，43，60]，耐鹽苜蓿的發(fā)光值、代謝和生長(cháng)速率無(wú)大的變化，敏感品種則有顯著(zhù)改變[60]。鹽分脅迫將降低超弱發(fā)光強度，用0.5%naCI溶液萌發(fā)的大麥發(fā)光強度顯著(zhù)低于對照無(wú)顯著(zhù)差異，大豆則差異明顯，這是因為小麥屬中抗鹽作物，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結果是一致的[32，36]。用籽粒的超弱發(fā)光強度來(lái)鑒定作物的抗旱性有許多優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)單易行，速度快，樣品量少，又不破壞種子，對種子量少的珍貴品種尤其適宜。但是，僅僅根據超弱發(fā)光值的方差分析結果來(lái)對品種進(jìn)行抗旱性分類(lèi)，則無(wú)論用LSR0.05還是用LSR0.01作為分類(lèi)標準，其中都有可屬于抗旱性中等的中間類(lèi)型[30]。
蕎麥幼苗的發(fā)光強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(lèi)似規律[35]。冬小麥抗旱品種萌發(fā)過(guò)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)光持續不衰時(shí)間也比不抗旱品種長(cháng)[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]）萎蔫后的復水能力與超弱發(fā)光強度呈正樣關(guān)系，這在評價(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(guò)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，第二葉比第一葉發(fā)光水平更高，且在整個(gè)萌發(fā)過(guò)程中根的發(fā)光長(cháng)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(guò)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(jiǎn)便方法。
此外，人們還對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(guò)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(wú)明顯的峰值出現[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(jiǎn)稱(chēng)模擬干旱），超弱發(fā)光強度有所降低；但不抗旱品種降低程度顯著(zhù)大于抗旱品種。在模擬干旱條件下萌發(fā)時(shí)，發(fā)光強度抗旱品種顯著(zhù)高于普通品種與蒸餾中萌發(fā)情況相反[29]。
2.4理化因素對超弱發(fā)光的影響
超弱發(fā)光強度與環(huán)境因素有關(guān)，理化因子，如特定電磁波（簡(jiǎn)稱(chēng)PDP）、氧化劑、代謝抑制劑、稀土和電離輻射等，都可以改變發(fā)光強度。經(jīng)TDP輻照的大豆干種子，在整個(gè)萌發(fā)過(guò)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(cháng)，增強萌發(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)光強度較高，但不穩定；照后放置24小時(shí)此現象即可消除。TDP也對精子的超弱發(fā)光有影響[46]，家兔精子經(jīng)TDP輻照后孵育，結果，發(fā)光值均高于對照，其中8分鐘對照組與對照組差異極顯著(zhù)。加氧化劑是增強發(fā)光的又一方法。小麥種子[28]萌發(fā)過(guò)程中，分別于6小時(shí)和72小時(shí)用1%KMnO4溶液處理，發(fā)光強度可分別增加10.8%倍和2.5倍，增強幅度隨萌發(fā)時(shí)間的延長(cháng)而減小，這是因為，代謝的氧化底物隨著(zhù)萌發(fā)時(shí)間的推移而減少。在血紅素蛋白研究中也發(fā)現了氧化劑對發(fā)光的增強作用，D2O2能明顯增強血紅素蛋白的發(fā)光強度；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(wú)甚功效[49]。稀土能提高（液體培養的玉米、冬小麥、辣椒和甜菜等[40]）根的超北發(fā)光強度和活力，但稀土只在一定范圍內起作用，遺傳特征是發(fā)光特征及根系活力的決定因素。
�。ㄗ贤饩�(xiàn)[47]、X-射線(xiàn)、r射線(xiàn)[63]等）電離輻射也能提高超弱發(fā)光的強度。經(jīng)X-射線(xiàn)照射后V70細胞發(fā)光強度明顯增強，累積照射26.5GY，超弱發(fā)光總超弱發(fā)光峰值出現的位置，輻射細胞和未輻射細胞的發(fā)光峰均在634.6nm出現。用X射線(xiàn)或r-射線(xiàn)照射CHO細胞和V79細胞，當輻射劑量小于26.5GY時(shí)，超弱發(fā)光強度與輻射劑量性相關(guān)。輻射增敏劑Misonidazole能增加X(jué)-射線(xiàn)和r-射線(xiàn)誘發(fā)的發(fā)光強度，但不變發(fā)光強度一輻射劑量間的線(xiàn)性關(guān)系；另，僅含Misonidazole的培養液的發(fā)光有受輻射因素的影響。紫外線(xiàn)對超弱發(fā)光具有促進(jìn)和抑制兩種可能作用，經(jīng)紫外線(xiàn)照射10分鐘的大豆種子萌發(fā)后光峰值和發(fā)光均值都比對照高將近兩倍，而照射60分鐘的大豆種子反而明顯低于對照；加入冷光劑后發(fā)光作用得到了加強，但發(fā)光趨勢不變[47]。
對萌發(fā)綠豆的研究顯示，不同代謝抑制劑對超弱發(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(xiàn)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雙螺旋結構解開(kāi)從而引起超弱發(fā)光增強；AD則主要是通過(guò)抑制RNA的合成抑制超弱發(fā)光。此外，EB能消除AD對發(fā)光的抑制，但不影響NaN3和AD聯(lián)合處理對發(fā)光的抑制。
3超弱發(fā)光在人體和運行研究中的應用
人體體表不同部位超弱發(fā)光強度有差異，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(xiàn)，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(xiàn)的高發(fā)光生物物理特性。病人某些部位的發(fā)光強度不對稱(chēng)，如單側顏面神經(jīng)麻痹和面肌痙攣者的左右商陽(yáng)穴[11]。不同刺激劑對人外周血多形核白細胞（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，持續時(shí)間短；佛發(fā)波醇刺激效率高，低濃度即能使PMN穩定發(fā)光達6小時(shí)。另外，測量體系中血含量也對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)光強度，對家兔的研究[12]顯示，電針刺外關(guān)穴前后同側耳部發(fā)光強度有顯著(zhù)差異；而針刺非經(jīng)穴部位，未見(jiàn)明顯變化，驗證了祖國醫學(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)穴對機體生命活動(dòng)特有的調整作用。該研究還發(fā)現，用藥物封閉周?chē)窠?jīng)通路后，電針刺激不能明顯改變發(fā)光強度，證明在經(jīng)絡(luò )激動(dòng)劑和抑制劑對超弱發(fā)光有相反的作用。fMLP、A2387等均可刺激大鼠腹腔中性粒細胞和次黃嘌呤一黃嘌呤氧化酶系統發(fā)光[23]。超弱發(fā)光在癌癥研究中也得到了應用，畸胎癌組織抽提液的發(fā)光峰值603nm和651nm與原卟淋IX標準樣品基本吻合，證明畸胎癌組織中有卟啉[21]。另一項研究還發(fā)現，卟淋和白蛋白復合物的發(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)光在國內經(jīng)絡(luò )研究上應用較多，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人體的調節作用、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，部分驗證了祖國醫學(xué)的有關(guān)經(jīng)絡(luò )學(xué)說(shuō)[12]。
兔和大鼠[16，17]油酸肺損傷時(shí)H2O2能顯著(zhù)提高發(fā)光值和降低發(fā)光衰減系數。經(jīng)H2O2處理的兔血漿發(fā)光強度明顯高于全血和紅細胞懸液；但溶血后三者的發(fā)光值均顯著(zhù)增加，其中全血和紅細胞懸液發(fā)光值分別增加了15.5倍和6.1倍。白細胞降低90%后油酸性肺損傷發(fā)光值的升高程度顯著(zhù)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(zhù)降低，表明白細胞在肺內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)細胞的發(fā)光有很大差異[19]，9天以后的雞胚神經(jīng)細胞有明顯的特征曲線(xiàn)，該曲線(xiàn)的產(chǎn)生與外界的溫度、氧、電場(chǎng)作用和光照等因子有關(guān)。溫度由410C降到370C過(guò)程中，發(fā)光強度亦降低，同時(shí)最大峰位置后移，但當溫度低于370C時(shí)，則特征曲線(xiàn)變得不明顯；外界電場(chǎng)和光照能使發(fā)光迅速增加，但不能改變發(fā)光曲線(xiàn)的特征，且移去外電場(chǎng)后，能迅速恢復到原發(fā)光水平。苯對水介質(zhì)中鯉肝微粒體的發(fā)光有增強作用，但需要適量過(guò)渡金屬離子F2+或Cu2+存在；F2+誘導活力比Cu2+大，所用劑量?jì)H為Cu2+的1/6，且兩者的作用方式也有區別，F2+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有關(guān)，對綿羊精子的研究發(fā)現，發(fā)光強度與活力、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在聯(lián)系，反映了精子能量轉化過(guò)程，是評價(jià)品質(zhì)很有價(jià)值的指標[20]。
4超弱發(fā)光的測量
現在簡(jiǎn)要談一下檢測方法和檢測系統[4]。超弱發(fā)光的測定主要是基于光電倍增管的檢測方法，共有測量輸出電流（DC法）、測量輸出電流中的交流成分（AC法）、單光子計數（SPC法）和同步單光子計數（SSPC法）等四種方法，其優(yōu)越性為DC法＜AC法＜SPC法＜SSPC法，但現在常用的主要是后兩種。常用的檢測系統有，BCL發(fā)光測定儀、Beckman公司生產(chǎn)的LS-5801、LS-9800液體閃爍計數器的單光子計數裝置，以及EM19789QB型、EM19635QB型、GDB-52型等光電倍增管裝配的儀器。
光致發(fā)光和溫度對超弱發(fā)光的測定有很大影響。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，通常是測量暗避光處理，測量時(shí)避光。暗避光時(shí)間的長(cháng)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細胞[45]、萌發(fā)綠豆種子[5，44]都很短，僅需幾分鐘。溫度對超弱發(fā)光也有影響，發(fā)光強度隨著(zhù)溫度的升降而增強的減弱[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，有必要增強發(fā)光以利于測定。增強超弱發(fā)光的方法很多，如引入活化劑、H2O2，以及通過(guò)電流等，現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，對活細胞CHO和V79的研究表明輻射增敏劑Misonidazole能增強超弱發(fā)光強度[63]。
綜上所述，經(jīng)過(guò)二十余年的努力，我國在生物超弱發(fā)光，尤其是農作物的抗逆研究中，已取得了可喜成績(jì)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，對于后繼者也是一個(gè)很大的策動(dòng)力，但應該看到的我國超弱發(fā)光的研究領(lǐng)域尚存在一些問(wèn)題，值得大家關(guān)注。主要集中在應用研究上，我們認為今后應強化這方面的工作，機理的研究能推動(dòng)應用研究，并為應用研究提供堅實(shí)的理論基礎。在應用研究方面，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(méi)有量化。筆者以為，每種作物都應測量盡可能多的不同抗逆性的品種，然后在超弱發(fā)光指標與抗逆性之間建立定量關(guān)系，即數學(xué)模型。有了這樣的模型，對于一個(gè)抗逆性未知的樣品，只要測出它的超弱發(fā)光指標，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，還應將超弱發(fā)光機理與作物抗逆性機理聯(lián)系起來(lái)研究，而不是僅著(zhù)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)光及其應用研究向前跨一大步。
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