Хемилюминесценция

План лекции
Что такое хемилюминесценция (ХЛ)?
Виды хемилюминесценции в живых системах.
Что дает изучение хемилюминесценции?
Биолюминесценция (БЛ).
Митогенетические лучи (МЛ).
Собственная хемилюминесценция (СХЛ) (Сверхслабое свечение) клеток и тканей.
Активированная хемилюминесценция (АХЛ).
Молекулярный механизм хемилюминесценции.
Применение ХЛ в биологии и медицине.

Что такое хемилюминесценция (ХЛ)?
Хемилюминесценция (ХЛ) — это свечение, сопровождающее химическую реакцию.
A + B → P* Образование продукта в электроном возбужденном состоянии (хемилюминесцентная реакция).
P* → P + фотон Испускание кванта света (люминесценция).
Процесс хемилюминесценции включает в себя две стадии:

Виды хемилюминесценции в живых системах
Биолюминесценция (БЛ).
Митогенетические лучи (МЛ).
Сверхслабое свечение (Собственная хемилюминесценция - СХЛ) клеток и тканей.
Активированная хемилюминесценция (АХЛ).
Индуцированная ХЛ
Фотохемилюминесценция (ФХЛ)
Радиолюминесценция.
Электролюминесценция.
Триболюминесценция.
Термолюминесценция.

Что дает изучение ХЛ для медицины?
Изучение механизма реакций, сопровождающихся свечением (ХЛ-реакции).
Изучение первичных стадий фотобиологических процессов.
Изучение цепного окисления липидов.
Изучение «активных форм кислорода».
Изучение механизма действия антиоксидантов.
Применение ХЛ в лабораторной клинической диагностике.
Оценка уровня свободных радикалов.
Определение активности фагоцитов.
Определение окисляемости липопротеинов.
Определение антиоксидантов.

Биолюминесценция
Aequorea victoria
GFP
Tortugas
Hydroid
Abraliopsis

Биолюминесценция (БЛ)
Биолюминесценция – это видимое глазом (т.е. весьма интенсивное) свечение некоторых организмов, связанное со специфическими ферментативными реакциями.
Специфический фермент называется люциферином, а его субсбтрат – люциферазой.

Происхождение биолюминесценции
Большинство люциферинов представляет собой слегка измененные или совсем не измененные коферменты, участвующие в окислительно-восстановительном метаболизме.
Отчего бы это?
Лучше светиться, чем окисляться.

Фотопротеин (Например, акворин)
Sometimes the luciferin and luciferase (as well as a co-factor such as oxygen) are bound together in a single unit called a "photoprotein." This molecule can be triggered to produce light when a particular type of ion is added to the system (frequently calcium).

Митогенетические лучи (МЛ).

История изучения слабого свечения тканей и клеток животных и человека

Установка для измерения «сверхслабых свечений»
Ю.А. Владимиров, Ф.Ф. Литвин 1959

Свечение окисленной олеиновой кислоты
Эти опыты были проведены Ю.А. Владимировым и Ф.Ф. Литвиным в 1959 году, но ПУБЛИКУЮТСЯ ВПЕРВЫЕ!
Олеиновая кислота светилась.
Облученная кислота светилась еще сильнее.

Измерение свечения целого органа
Pre-amplifier
Light-tight box
Liquid nitrogen
PM
Dewar vessel
Б.Н. Тарусов, А.И. Журавлев, А.И. Поливода 1961.
Dewar vessel