生命之光-淺談熒光素

自然界有許許多多可以發出熒光的物質，人們在日常生活與科學研究中也有許多地方會用到熒光素（Fluorescein），今天小編就帶大家了解一些關於熒光素的知識。

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魯米諾

luminol

許多的偵探小說電視劇中都有提到這種神奇的化合物——用來檢驗犯罪現場留下的血跡。魯米諾可以檢測出肉眼不可見的極微量的血液殘留，廣泛應用於刑事偵查、生物工程、化學示蹤等領域。

魯米諾的化學名稱為3-氨基苯二甲醯肼（3-Aminophthalhydrazide）。常溫下是一種黃色晶體或者米黃色粉末，是一種比較穩定的人工合成的有機化合物。

魯米諾顯色反應的原理是因為血紅蛋白含有鐵，所以使用雙氧水和一種氫氧化物鹼的混合水溶液作為激發劑，鐵能催化過氧化氫的分解，讓過氧化氫變成水和單氧，單氧再氧化魯米諾讓它發出藍色熒光。

2

異硫氰酸熒光素

Fluorescein isothiocyanate isomer

這是一類試劑的總稱，包括異硫氰酸熒光橙紅，異硫氰酸熒光黃，異硫氰酸熒光紅，異硫氰酸熒光素異構體I等

該品是生化試劑,也是醫學診斷藥物,主要用於熒光抗體技術中的熒光染料,能和各種抗體蛋白結合,結合後的抗體不喪失與一定抗原結合的特異性。並在鹼性溶液中具有強烈的綠色熒光

其最大發射光波長為520～530nm，呈現明亮的黃綠色。FITC在冷暗乾燥處可保存多年，是目前應用最廣泛的熒光素。其主要優點是人眼對黃綠色較為敏感，通常切片標本中的綠色熒光少於紅色。

用於醫學,農學和畜牧等方面,可對由地細菌病毒和寄生蟲等所致疾病進行快速診斷。

3

羅丹明

Rhodamine

羅丹明是一種鄰苯二酚類熒光染料，主要用於生物染色，其是一類化合物總稱，包括羅丹明B，羅丹明123等，其主要結構如圖

羅丹明可以通過細胞膜的選擇性染色活細胞線粒體，呈黃綠色或藍紫色熒光。廣泛用作檢測線粒體膜電位，也常用於細胞凋亡檢測。它可以快速通過細胞膜，僅需幾分鐘就可以被具有活性的線粒體所俘獲，並且對細胞沒有任何毒性。

羅丹明也用於對許多種細胞進行染色，包括植物細胞和細菌。由於細胞內ATP的量與羅丹明的熒光強度之間有相關性，因此也被應用於檢測細胞內的ATP。

同時，羅丹明也用於許多金屬離子的探針，對檢驗體內一些重金屬離子的濃度有比較大的作用。

4

藻紅蛋白

P-phycoerythrin

這是一種從紅藻中分離純化的，目前普遍使用的新型熒游標記試劑。在特定波長激發下，藻紅蛋白能發射強烈的熒光，其熒光強度是一般熒光素的30-100倍。

藻紅蛋白具有很好的吸光性能和很高的量子產率，在可見光譜區有很寬的激發及發射範圍。以下是藻紅蛋白的顯色基團結構：

藻紅蛋白還具有藥理作用，經適宜波長的光激發後，藻紅蛋白可以產生單線態氧及其它的氧自由基，殺傷生物大分子。可望開發為有實用價值的新型光動力藥物，以激光光敏殺傷腫瘤細胞。

5

熒光素酶

Luciferase

熒光素酶不是特定的分子，而是對於所有能夠產生螢光的底物和其對應的酶的統稱，雖然它們各不相同。

不同的能夠控制發光的生物體用不同的螢光素酶來催化不同的發光反應。最為人所知的發光生物是螢火蟲，而其所採用的螢光素酶與其他發光生物如螢光菇以及許多海洋生物都不相同。在螢火蟲中，發光反應所需的氧氣是從被稱為腹部氣管的管道中輸入的。

螢光生成反應通常分為以下兩步：

1:螢光素 + ATP 螢光素化腺苷酸（luciferyl adenylate） + PPi

2:螢光素化腺苷酸+氧氣 氧螢光素 + AMP + 光

這一反應非常節省能量，幾乎所有輸入反應的能量都被轉化為光，能量轉化效率很高。

本期編輯：南柯子

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