分析化學發光/熒光素

B3. 熒光素

熒光素酶是催化生物體中發光反應（生物發光）的酶。它們存在於幾種螢火蟲和許多細菌物種中。螢火蟲熒光素酶透過差速離心提取，並透過凝膠過濾純化。新增穩定劑的凍幹熒光素酶可以在 -4°C 下儲存數月。

熒光素是熒光素酶的底物。螢火蟲熒光素在與氧氣反應時發出 562 nm 的光，該反應在三磷酸腺苷 (ATP) 和鎂離子的存在下由熒光素酶催化，在 0.01-1000 nmol dm^―3 範圍內，發射強度與熒光素濃度成正比。螢火蟲熒光素生物發光對 ATP 的依賴性被利用在許多 ATP 測定和利用或產生 ATP 的酶促反應產物的測定中，例如激酶和參與其催化反應的物質。

甲殼類動物Cypridina hilgendorfii 具有完全不同的化學結構的熒光素，但其生物發光機制與螢火蟲相同，只是不需要任何輔因子。也已經合成了Cypridina熒光素的類似物，並用於檢測病理來源的超氧化物。超氧化物自由基清除劑，例如茶葉兒茶素，能夠淬滅Cypridina化學發光，從而可以方便地測量它們的抗氧化活性。

圖 B3.1 - 細菌生物發光原理，其中光是由黃素單核苷酸氧化長鏈脂肪醛發出，該反應在一個耦合反應中再生。NAD(P)H，煙醯胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸；FMN，黃素單核苷酸。

發光細菌廣泛存在於海洋環境中。細菌熒光素酶根據圖 B3.1 所示的機制大綱起作用，它本身沒有熒光素底物。相反，發光來自熒光素酶、黃素單核苷酸和長鏈脂肪醛的複合物。 因此，細菌生物發光與吡啶核苷酸有關，而不是與螢火蟲生物發光中涉及的腺嘌呤核苷酸有關。