بیولومینسانس (3)
کاربرد بیولمینسانس
در بین روش‌های سنجشی مورد استفاده در تحقیقات زیستی، روش‌هایی که بر اساس نشر نور عمل می‌کنند به دلیل حساسیت بالایی که دارند و سهولت کاربردشان در بین محققان محبوب‌تر اند.
این روش‌ها بر این اساس که انرژی مورد نیاز برای تولید فتون چگونه تامین می‌شوند دسته بندی می‌گردند. برای مثال روش‌های فتولومینسانس به این دلیل اینگونه نامگذاری شده‌اند که منبع انرژی برای برانگیختگی الکترون فتون است ویا در کمولومینسانس منبع انرژی شیمیایی است ، رادیولومینسانس بر پایه‌ی رادیواکتیویته است و الکترولومینسانس که الکتریسیته تامین کننده‌ی انرژی برانگیختگی است.
بیولمینسانس شکلی از کمولومینسانس است که واکنش تولیدکننده‌ی نور از یک فرایند کاتالیز آنزیمی، برای مثال واکنش آنزیم لوسیفراز بر روی لوسیفرین در کرم شب تاب، مشتق می‌شود.
در همه‌ی اشکال کمولومینسانس، انرژی به وسیله‌ی ملکول ساتع کننده‌ی نور جذب می‌شود و سبب برانگیخته شدن مولکول می‌شود. زمانی که مولکول به حالت پایه یا اولیه‌ی خود بر می‌گردد انرژی اضافی به صورت نور خارج می‌شود. اما تفاوت بین انواع لومینسانس‌های شیمیایی در این است که چگونه حالت برانگیخته ایجاد می‌شود. در شکل زیر تفاوت بین بیولومینسانس و فلورسانس نشان داده شده است:
استفاده از واکنش‌های بیولومینسانس به عنوان ابزارهای سنجش در زمینه‌های مختلف علم و فناوری روز به روز گسترده‌تر و محبوب‌تر می‌شود. برای مثال سیستم بیولومینسانس کرم شب تاب که عموماً به عنوان روشی برای اندازه‌گیری ATP ( آدنوزین تری فسفات) ،که یک مولکول ناقل انرژی در واکنش‌های سوخت و سازی حیاتی است، استفاده می‌شود.
پروتئین‌های حساس به کلسیم در ماهی ژله‌ای ، از قبیل آکوآرین (aequorin) به طور گسترده‌ای در نشان دادن کلسیم داخل سلولی، که تنظیم کننده‌ی بسیاری از واکنش‌های مختلف سلولی است، استفاده می‌شود.
پروتئین لومینسنت دیگری که از ماهی ژله‌ای همراه با آکوارین استخراج و کشف شده است، پروتئین سبز (GFP; green fluorescent protein) است که استفاده از آن به طور وسیعی در حال گسترش است و به عنوان یک نشانگر با کارایی بالا برای سلول‌های زنده در تحقیقات زیستی و همچنین ابزاری در تشخیص‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
رایج‌ترین کاربرد بیولومینسانس در تحقیقات علوم زیستی، استفاده از آن به عنوان گزارشگرهای ژنتیکی، به طور مثال برای فرابینی دینامیک نسخه برداری ژنتیکی، است. لوسیفراز کرم شب تاب معمولا بهترین گزینه برای این منظور است. لوسیفراز کرم شب تاب یک پروتئین 61 کیلودالتونی تک پار است که برروی لوسیفرین، ATP و اکسیژن اثر کرده و در نتیجه‌ی این واکنش نور سبزـ زرد با طول موج 560 تولید می‌شود.
آنچه که سبب روی آوردن به استفاده از پُروب‌ها یا کاوشگرهای بیولومینسانس می‌شود برتری‌های این روش نسبت به استفاده از پروب‌های دیگر نظیر افزودن فلوروفور‌ها است که در بخش بعدی این مجموعه به شرح آن می‌پردازیم.
