生物中的超微弱发光

超微弱发光是所有生物都具有的一种普遍现象,发光强度极其微弱,量子效率也很低,波长范围广,自１９２３年发现超微弱发光以来,各国科学家做了大量的研究,对机理进行探讨,目眼微弱发光的柚是依然不很清楚。生物超微弱发光在许多领域得到广泛的应用,由超微弱发光研究发展为的发光检测技术快速,简便,而且不会对组织材料造成损伤。本语文就生物超微弱发光机理及应用研究进行了综述。     

生物超微弱发光在猪肉新鲜度检测中的应用

为了寻找最佳测试条件来实现猪肉样品新鲜度的检测,采用单光子测试系统测试了不同条件下猪肉的自发辐射强度和延迟发光的变化。4天连续测试的噪声平均值为76.3 counts/s,平均偏差为1.1 counts/s;自发辐射测试中肥肉样品信号较强,其强度随放置时间的增加有增加过程;延迟发光测试中大排及肥肉信号较强;按照延迟发光动力学曲线拟合,拟合系数达0.996。随着测量时间的增加,延迟发光的特征时间t降低,反应了猪肉新鲜度下降。实验结果表明该系统能实现对生鲜猪肉新鲜度的直接检测,具有选材少,检测速度快的特点。     

盐胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光

对不同NaCl浓度胁迫下绿豆种子早期萌发时的超微弱发光变化进行了初步研究。结果表明,随。NaCl浓度的增加,绿豆胚根的生长速度(根长)减慢,生长受到明显抑制,其超微弱发光的强度显著下降。萌发期间,SOD活性随着盐浓度的增加而降低,其活性与生物光子强度有极为密切的关系。这些结果表明生物超微弱发光探测技术有可能成为植物盐胁迫研究的有效工具,对于进一步理解盐胁迫机理有一定的意义。     

草莓果实线粒体呼吸代谢与超微弱发光的关系

该试验以草莓(Fragaria ananassa Duch.)品种‘红颜’果实为试材,采用水杨基氧肟酸(SHAM)抑制线粒体交替呼吸途径,使细胞色素途径单独运行,并用电子传递与氧化磷酸化偶联促进剂[二磷酸腺苷(ADP)、琥珀酸钠(C_4H_4Na_2O_4)]和抑制剂[2,4-二硝基苯酚(DNP)、原钒酸钠溶液(NaVO_4)]对线粒体提取液进行处理,对比分析在促进和抑制呼吸代谢情况下,草莓果实线粒体呼吸代谢与超微弱发光(UWL)的变化及二者之间的关系。结果显示:(1)草莓果实线粒体经促进剂处理后,呼吸代谢关键酶琥珀酸脱氢酶(SDH)、细胞色素氧化酶(COX)、ATP合酶(H~+-ATPase)活性以及呼吸速率、三磷酸腺苷(ATP)含量均随着促进剂浓度的增加而增加,UWL强度亦增强,且各浓度下的呼吸代谢指标和UWL强度均高于对照;经抑制剂处理后,以上呼吸代谢各指标及UWL强度的变化与促进剂处理相反,且均低于对照。(2)各促进剂、抑制剂处理条件下,草莓果实线粒体呼吸代谢各指标均与其UWL强度呈正相关。研究表明,草莓果实线粒体UWL强度随着呼吸代谢的变化而变化;促进剂促进了呼吸代谢,导致UWL强度增加,而抑制剂却抑制了呼吸代谢,导致UWL强度减弱;线粒体是UWL产生的细胞器之一,线粒体呼吸代谢过程中激发了UWL。     

生物超微弱发光在医疗领域的应用研究

随着生物超微弱发光检测技术的发展,越来越多的学者将该技术应用于医疗领域方面的研究。本文通过分析、总结,发现生物超微弱发光在现代医学中不仅能够协助疾病诊断、评估人体皮肤状态,还能应用于针灸、中药药性、中医证型的医疗当中。此外,本文还引入了除光子强度外的其他参数[Q值、压缩状态参数(SSI)和Fano因子],并对情绪、运动、死亡过程的生物超微弱发光变化也进行了总结。生物超微弱发光在医疗领域应用广泛,实用性强。本文对其进行综述,以期对人体超微弱发光有更详细的了解,展示生物超微弱发光在医疗领域的发展潜力。     

人体超微弱发光图像中的信号检验

用近期研制的具有单光子探测能力的超高灵敏度成像系统获得了人体体表生物超微弱发光的强度数据。为分析图像中的信号检验,二项分布被用于人手不同时间累积发光图像中的信号显著性检验,证实人手存在超微弱生物发光,手指的发光强度在３００～５５０ｐｈｏｔｏｎｓ／ｓ范围内,全手的发光强度在８５０～１２００ｐｈｏｔｏｎｓ／ｓ范围内。     

生物超微弱发光的两维探测

本文介绍了自行研制的二套系统及其应用。1．高灵敏荧光显微镜系统,该系统探测灵敏度达到10－6lx量级,比普通CCD系统提高了104倍,系统用宽量程照度计对微弱光成象性能进行了标定,在给出细胞荧光图象的同时,可以给出每一象元的发光强度,并可给出视觉更易分辨的光强的三维显示和伪彩色图象。在该系统上得到了分红菌甲素在Hela细胞中的分布图象,Hela细胞加入竹红菌甲素后的光照损伤及抗氧化剂维生素E等对细胞的保护图象。2．光子计数成象系统,该系统灵敏度达10-8lx量级,可探测到单个光子及其分布,在其上得到了绿豆芽,树叶,昆明鼠,人手及手指的超微弱发光的光子图象,并用统计理论进行了信号检验。     

盐胁迫下欧李叶片叶绿体结构及功能与超微弱发光激发的关系

为初步探索叶绿体及其功能与超微弱发光（Ultraweak luminescence,UWL）激发的关系,揭示UWL与植物生长生理的关系及植物中UWL产生的来源,本试验以欧李（Cerasus humilis）为材料,采用室内盆栽试验,设置不同浓度盐胁迫处理,研究盐胁迫下欧李叶片的叶绿体结构和功能（叶绿素代谢、光系统Ⅱ活性、光合性能和能量水平）及UWL的变化规律和相关性。结果表明：（1）盐胁迫降低了欧李叶片的UWL强度,且盐浓度越高,UWL强度下降程度越大;（2）盐胁迫破坏了欧李叶片叶绿体结构,并降低了其功能,具体表现为叶绿素合成主要前体物质（ALA、Mg-ProtoⅨ）含量显著降低,叶绿素降解酶叶绿素酶（Chlase）活性显著升高,导致叶绿素（Chla、Chlb、Car和Chla+b）含量显著降低;同时欧李叶片FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0和ΨE0快速下降,光系统Ⅱ活性受到严重抑制;进一步Pn、Tr、Gs下降,Ci同时升高,光合性能显著减弱;ATP含量和EC的显著降低,导致能量水平整体下降;（3）欧李叶片UWL强度与其叶绿素代谢物质及叶绿素含量（ALA、Mg-ProtoⅨ、Chla、Chlb、Car和Chla+b）、光系统Ⅱ活性（FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0、ΨE0）、光合性能（Pn、Tr、Gs）及能量水平（ATP、EC）等参数均呈显著或极显著性正相关关系。（4）盐浓度越高,胁迫时间越长,欧李叶片UWL强度与叶绿体功能各指标变化程度越大,且高浓度处理下的相关性整体高于低浓度处理。可见,在盐胁迫条件下,欧李叶片叶绿体结构被破坏,同时其功能受到损伤活力下降,从而导致UWL强度降低;UWL强度与叶绿体及其功能关系密切,叶绿体可能是UWL的细胞器之一;UWL强度可以用来反映欧李叶片受盐胁迫伤害的程度。     

植物叶绿体和线粒体的超微弱发光

介绍叶绿体和线粒体的超弱发光基础,以及各自的发光特点与影响因素.     

Misonidazole—马蔺子甲素对哺乳动物细胞的辐射增敏作用

Miso(misonidazole)是[活]体内或体外都很有效的一种辐射增散剂.但是,因为它的神经毒性使临床应用受到限制.近年来,许多研究逐渐倾向于或是降低它的神经毒性或者是提高它的敏化效率两个方面.本文中马蔺子甲素是用做乏氧辐射增敏剂和修饰剂以降低Miso的细胞毒性.CHO细胞用0.5mM的Miso和0.05mM马蔺子甲素综合处理,然后在乏氧或有氧条件下进行X射线照射.实验结果表明,由于马蔺子甲素的加入使乏氧细胞的毒性降低而且在上述条件下求得增敏比为1.27.该值接近仅加入1mMMiso时的1.29数值.     

人体血液的超微弱发光研究

采用一台高灵敏的单光子计数系统,研究了108例人体血液的超微弱光子辐射.结果表明:正常人血液的发光值平均每秒每平方厘米的计数在29.9水平内波动.血液的发光强度和供血者的年龄、性别有关.在选定的实验条件下,癌症患者血液的发光强度明显高于对照组,尤以肝、卵巢癌症患者显著.这一结果意味着血液的超微弱发光探测,有可能用于癌症的早期诊断.但对临床实践来说,血清的发光将更为有用.     

电离辐射对活细胞超弱发光的影响

本文报导了活细胞(CHO和V_(79)细胞)的辐射诱导低水平发光.实验证明,这种诱导的超弱光子发射要比未受辐照的细胞发光要高,我们发现该诱导发光的强度依赖于照射剂量.辐射增敏剂miso(Misonidazole)可以增强活细胞的超弱光子发射.     

THE NUCLEOLI IN MITOTIC DIVISIONS OF MAMMALIAN CELLS IN VITRO

In a number of mammalian cell strains nucleoli persisted through mitosis. This phenomenon was especially pronounced in several cell lines derived from Chinese hamster tissues. All the methods employed, including radioautography with tritiated uridine, cytochemical stains (methyl green-pyronin and azure B), fluorescent microscopy (coriphosphine O), ribonuclease digestion, and electron microscopy, demonstrated that the bodies identified as persistent nucleoli in the mitotic stages had the same characteristics as did the nucleoli in the interphase. Persistent nucleoli may attach to the chromosomes or may be free in the cytoplasm. In cells where no persistent nucleoli as such were noted, nucleolar material was observed to attach to the chromosomes in shapeless masses which moved with the chromosomes during anaphase. At least a portion of the nucleolar material was included in the daughter nuclei, presumably for immediate use for protein synthesis after cell division.     

THE OUTWARD TRANSPORT OF CORTISOL BY MAMMALIAN CELLS IN VITRO

It has been determined that cortisol and a few other steroids are transported outward from certain mammalian cells growing in vitro. The extrusion process is temperature dependent, glucose dependent, saturable, and operates for only a few selected steroids. Many, but not all, steroids are able to block the extrusion process but are not themselves transported. The outward transport process for steroids has been found in mouse fibroblasts, mouse lymphoma cells, and functional mouse adrenal gland tumor cells growing in vitro. The transport process is not present in two varieties of cells cultured from human sources—HeLa or diploid fibroblasts, WI-38.     

甲胎蛋白在体外对人肝癌细胞生长的影响

本文用MTT比色法观察了甲胎蛋白(AFP)在体外对人肝癌细胞生长的影响。结果表明,AFP能促进SMMC-7721人肝癌细胞的生长。当AFP与AFP抗体合用时,AFP抗体能减弱AFP对SMMC-7721细胞生长的促进作用;AFP抗体单用对此种细胞的生长亦有抑制作用。另一方面,在相同的实验条件下,AFP和AFP抗体对HL-60人白血病细胞的生长无明显影响;提示AFP的促生长作用具有一定的肿瘤细胞特异性,并非一种蛋白质对培养细胞的非特异性营养作用。此外,AFP亦能促进MCF-7人乳腺癌细胞的生长,AFP抗体对此种细胞的生长有抑制作用。由于MCF-7细胞存在功能性AFP受体,也能合成和分泌AFP。这就提示,人肝癌细胞中的AFP很可能与其受体特异性结合,产生促生长效应。确切机制尚待进一步阐明。     

生物系统超弱发光的探测:绿豆、大鼠血液和3T3细胞的发光

本文报道一台用于生物系统微弱发光研究的高灵敏单光子计数系统、能在200—900nm范围测量生物样品的发光强度、光谱和发光动力学.由于光电倍增管以液氮冷却、噪声降至40cps,在99.9%置信度和6小时测量条件下,最小可探测0.3光子/秒、厘米~2的微弱光子流.用该系统研究了萌发绿豆、大鼠血液和体外培养正常和转化3T3细胞的发光.这些样品的发光都含有一个光诱导成份,且以不同的速率衰减、最后达到稳定水平代表了这些生物系统自发的代谢发光.实验发现,转化的3T3细胞的发光强度比正常细胞约低30%.     

阿片肽类物质对大鼠黄体细胞孕酮生成的影响

本文观察了外源性阿片肽对大鼠离体黄体细胞孕酮生成的影响,结果表明:β-内啡肽以剂量-反应依赖方式促进黄体细胞孕酮生成,有效浓度范围是10~(-8)-10~(-6) mol/L;强啡肽仅在浓度为10~(-6)mol/L时才显示刺激孕酮生成的作用;而甲硫-脑啡肽无明显作用。μ-阿片受体激动剂DAGO和乙基吗啡也能明显促进孕酮的生成。纳洛酮可完全阻断β-内啡肽,DAGO和乙基吗啡的作用。由于大鼠血液中β-内啡肽含量较低,而卵巢局部具有较高浓度的β-内啡肽。因此,我们认为,β-内啡肽可能在卵巢局部参与黄体细胞孕酮生成的调节,是卵巢内促黄体因子之一,这种作用可能是由μ-型阿片受体介导的。     

胰岛素样生长因子Ⅱ对大鼠离体培养黄体细胞孕酮生成的影响

本实验观察了胰岛素样生长因子Ⅱ（ＩＧＦ－Ⅱ）对大鼠离体培养黄体细胞孕酮生长的影响,并对其作用机制进行了探讨。结果显示,ＩＧＦ－Ⅱ能显著地促进大鼠离体培养黄体细胞孕酮生成并呈剂量－效应关系,同时还能促进＾３Ｈ－亮氨酸掺入黄体细胞蛋白质的合成,促进＾３Ｈ－胸腺嘧啶掺入ＤＮＡ的合成,而上述效应分别被放线菌酮（ＣＹＸ）和放线菌素Ｄ所抑制。此外,ＩＧＦ－Ⅱ对大鼠离体黄体细胞内泊性ｃＡＭＰ和ｈＣＧ诱导的ｃＡＭ     

棉酚对大鼠前列腺细胞增殖的影响

我们从体内及体外二个方面研究了棉酚对大鼠前列腺细胞的影响。在体内研究中,给成年SD大鼠口服棉酚对其前列腺作组织学观察;在体外研究中,将棉酚溶液直接加入培养系统中,对包括组织学结构、细胞生长速度、DNA合成状态及细胞分裂周期等多项指标进行分析。实验结果指出,在形态学上,经棉酚处理的大鼠前列腺的体积及重量均下降,与对照组有明显差异;二组前列腺的腺泡在组织学结构上也有明显不同:对照组前列腺的腺泡中充满突出的褶襞,由饱满的立柱形的上皮细胞构成这些褶襞及腺泡壁;而在实验组的腺泡中褶襞较少,构成褶襞及腺泡壁的为方形或扁方形的细胞。而腔内具有褶襞的腺泡总量实验组低于对照组约14%。根据体外实验的结果,可见随着棉酚浓度的增加,细胞增殖水平和DNA合成水平也相应下降,而呈剂量及时间的相关效应,其中10μg/ml的剂量能引起最大的抑制作用。根据对细胞分裂周期的分析,在棉酚组细胞进入S期的比例仅为全部细胞的31%,而对照组则为41%,这进一步说明了由于棉酚阻碍细胞进入S期从而抑制了细胞的增殖。