不同水母素濃度生物絕對發光之量測

Abstract

1962年，當下村脩博士正在收拾準備離開實驗室時，他把實驗所留下之水母菁華液倒進水槽裡並且把燈關掉時並回頭一看，竟看見水槽發出明亮藍光。因這個無意中的發現，下村脩博士開始研究水母發光之機制，終於發現維多利亞管水母(Aequorea Victoria)發光方式為藉由水母素與海水中之鈣離子結合，再與空氣中之氧氣反應而發出藍光。 由於水母素對於鈣離子(Calcium Ion)之感受性很高，所以被應用於許多領域，例如生物科技、醫療、臨床檢查、環境測試、食品檢查等。日本Chisso公司曾經使用水母素來研發一種免疫學的測定法(Immunoassay)，將來也將應用於癌症、腫瘤標誌物之臨床檢查。 我們生活在日新月步之先端科技時代當中，螢火蟲、水母素等之生化研究也已由一些科學家們從五十年前就一點一滴地開始實驗研發，但研發當中有發現了許多之疑問與問題，本人也有發現疑問點，希望透過實驗與理論來討論與修改，並能有更準確的論文來公諸於世間。 1959年根據，謝利格爾(Seliger)、麥克爾羅伊(Mcelroy)的研究報告，北美產的螢火蟲的發光量子產率已被報導為88 ± 25 %，中指出，因產生外消旋化(Rasemate)的可能性很高時，這時應依據88 %的數據使用176 %的計算方法來修正或測試。在校正的階段裡很有可能發現一些問題或疑問或與自己測試的數據之不同，雖然生物發光研究已近五十年了踏尋先人化學家的腳步，於2008年東京大學物質研究所安東賴子博士與秋山英文副教授為了“發光量絕對測定系統的開發”利用螢火蟲的螢光產率方法，來再一次地驗證的測定值多達41 ± 7.4 %而且已發表上Nature雜誌，現在這測定值為一般認知的公開數據。他們也進行魯米諾(Luminol；化學演示實驗時不可缺的試藥)與水母素(Aequorin)的測試實驗，秋山研究室測試後論文與日本物理學學會所發表的結果是:魯米諾的量子產率是1.23 ± 0.40 %，水母素的量子產率是22 ± 3 %。 本研究水母素量子產率的誤差對量子產率什麼樣的影響、指數衰減、光子能量高斯分布，當光通過分光器時依據光的成分波長曲折率會不同等，再測探討與評定對於未來生化科技應是研發的好材料與話題。