什么是发光？发光的定义
术语“发光”是指非由高温引起的光发射，因此这种现象也被称为“冷光”。
我们周围有许多发光过程。它们要么是天然存在的，要么是人工产生的。 自然发光的例子包括萤火虫和浮游植物（生物发光）。发光二极管 (LED) 和计算机显示器（电致发光）是人造发光的例子。
发光的类型
在生命科学中，使用不同类型的发光。不同类型的发光可以通过两种不同的标准进行分组：通过物质激发的方法和通过信号发射的持续发光。
A. 高能物质产生方式的发光类型：
大多数类型的发光涉及高能物质，该物质以光的形式损失能量。 这种物质产生或获得“额外”能量以光的形式释放的机制是对发光进行分类的有用方法。
1. 化学发光
化学发光描述了化学反应导致的光发射。反应焓提供所需的能量，产生激发的产物或中间体。当中间体落入基态时，它会发射光子。
1.1 生物发光
如果这样的反应发生在活的有机体中，例如在萤火虫中，这被称为生物发光。这种生化反应涉及一种称为荧光素的发光分子和一种称为荧光素酶的酶。荧光素酶是一类发光蛋白，存在于各种昆虫、海洋生物和原核生物中[1]。这些酶催化荧光素的氧化，导致光子发射。根据生物体的不同，产生的酶和底物以及所需的辅因子也不同。 结果，所产生的光的发射波长发生变化，产生范围在 400 nm 至 620 nm 之间的发射光谱。
生命科学中最常用的荧光素酶之一是萤火虫荧光素酶，发出约 550 – 570 nm 的黄绿光。另一个很好的例子是海肾 (Renilla reniformis) 中的海肾荧光素酶 (Renilla Luciferase)，它发出 480 – 500 nm 的蓝光。
2. 光致发光
光致发光描述了物质被光（通常是紫外线或可见光）激发（即达到更高能级）的发光，这称为光激发，是通过吸收光子将电子移动到更高能量水平的结果。由于激发，通常会发生各种弛豫过程，其中通常会重新发射较低能量的光子。荧光和磷光是光致发光的主要类型，具有荧光性质的分子称为荧光团。在生命科学中，这种形式的发光最常用于荧光测定。
3. 电致发光
电致发光描述了电流通过物质时产生的光。在生命科学中，这通常用于某些形式的免疫测定和临床应用的免疫化学。
电化学发光免疫分析 (ECLIA) [2] 是一种高度灵敏的方法，其中电化学中间体由电极表面的稳定前体（即 ECL 活性标记）产生。 当分子松弛到较低能级时会发光。
4. 放射发光
当特定物质受到 α、β 或 γ 射线等电离辐射照射时，就会发生放射发光。 在最近（20 世纪 60 年代），这种现象被用来使手表表盘在黑暗中发光。
该原理适用于各种制药和临床应用中通过高效液相色谱（放射性 HPLC）分离和检测放射性示踪剂。 当特定物质受到 α、β 或 γ 射线等电离辐射照射时，就会发生放射发光。 在最近（20 世纪 60 年代），这种现象被用来使手表表盘在黑暗中发光。
该原理适用于各种制药和临床应用中通过高效液相色谱（放射性 HPLC）分离和检测放射性示踪剂。 在放射高效液相色谱中，电子撞击闪烁体分子并将其提升到更高的能级。 闪烁体通过发射光子立即跳回其初始能级。 这些光子由光电倍增管 (PMT) 检测到。
在生命科学领域，术语“发光”最常用于指化学发光（以及延伸到生物发光），而不是荧光。 但是，正如您在上面所看到的，荧光是发光的一种亚型。 了解有关发光、荧光和磷光之间差异的更多信息。 由于这是该领域的惯例，因此除非另有说明，否则在本文的其余部分中，我们将使用术语“发光”来指代化学发光和生物发光。 闪烁体通过发射光子立即跳回其初始能级。 这些光子由光电倍增管 (PMT) 检测到。
B. 按信号发射持续时间划分的发光类型
1.闪光
产生短但通常很强的信号的测定称为闪光测定。 这些测定的信号半衰期通常在几分钟甚至更短的范围内。快速检测的挑战在于，一旦添加测试试剂，信号几乎立即达到峰值，然后迅速下降。使用管式发光仪时这不是问题，因为添加起始试剂后可以立即单独测量每个样品。但是用板式发光仪进行测量又如何呢？
如果在 96 孔板的所有孔中同时启动反应，然后依次测量，则只有第一孔会在信号强度的峰值处被测量。然而，在后来测量的孔中，发光信号的强度已经显着降低。
因此，在酶标仪中进行快速测定需要使用所谓的进样器。 这样，可以首先将起始试剂添加到每个孔中，并立即测量信号。 Dual-Luciferase Reporter™ 检测和SPARCL 检测都是 Flash 型检测示例。
2. 辉光
另一方面，辉光分析检测的信号强度可持续数小时。尽管它们的信号强度有所降低，但由于信号强度较长，工作流程更加简单，并且不需要试剂进样器，通常使这种形式的发光测定成为首选方法。然而，由于所有孔同时发光，来自相邻孔的光可能会干扰测量，这种现象称为孔间干扰（见下文）。