【摘 要】 生物超弱发光携带着生物体新陈代谢和能量转化的信息，已成为生命学科的重要研究领域。本文回顾生
物超弱发光的研究历史、特点及在医学领域的研究应用现状，展望生物超弱发光在法医学，尤其是死亡时间推测和损伤方
面的研究应用前景。
【关键词】生物超弱发光；法医学；死亡时间；损伤
【中图分类号】r919
【文献标识码】b
【文章编号】1007—9297(2005)01—0051-03
the appficafion prospect of the use of bio-photon emission in forensic science． zhu xin ju． wang zhen-yu．o~, yu
0 un，et a1．department offorensic medwine，xi ∞jiootong university,xi ∞ 710061
【abstract】 because of the bio—photon emission (bpe)from biological system carries the important information of
bolism and energy transformation of the living biological system including human， so that bpe s research will become an
important research field in life science．this paper reviewed bpe s research history，characters and advances in medical field，
and presented the initial prospect of future use in forensic science esp．in postmortem interval and injury．
【key words】bio-photon emission；forensic science；postmortem interval；injury
生物超弱发光(bio—photon emission or ultra—
weak bioluminescence，bpe)是生物体进行新陈代谢
过程中细胞自发辐射极微弱的光子流，以及细胞受外
界激发光消失后仍保持的极其微弱的延迟发光．其强
度仅为100～104光子／(cm2(s)。[11 bpe广泛存在于动
物、植物以及单细胞生物之中．是反映生物体本原的
与生命活动过程有关的信息。用灵敏的现代光子计数
技术对bpe进行初步研究表明，动植物的不同生理
活动过程，存在不同强度和特征的超弱发光 超弱发
光与生物体的许多重要生命过程，如氧化代谢、信息
传递、细胞分裂、光合作用和癌变、死亡及生长调控等
存在着内在联系，已成为生物光子学的重要研究方向
之一，[21在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境检测
等领域可有重要的应用。本文回顾bpe的研究历史、
特点及在医学领域的研究应用现状，从法医学角度展
望生物超弱发光在本学科的研究、应用前景。
一
、bpe的发现和研究历史
生物超弱发光的发现，可追溯到上个世纪20年
代。早在1923年，前苏联科学家g．gurwitsh在著名的
“洋葱试验”中就已发现并证明了超弱发光现象。[31到
了60年代，前苏联科学家对超弱发光进行了大量研
究，mamedov对90余种生物的测定发现．除蓝藻和原
生动物外，所有生物都有不同程度的发光．证明了超
弱发光的普遍性。[4／slawinska等更进一步提出任何生
命物质都存在着超弱发光现象。『5】80年代以后，bpe
的研究已在前苏联、美国、13本、欧洲以及我国展开．
并已开始向细胞、亚细胞及分子水平深入。到目前为
止，人们已经对超弱发光的机制、测试仪器及其应用
开展了大量研究工作
二、bpe的特点
bpe极其微弱，[61生物系统表面每平方厘米／秒
(om ·s一1)发射的光子可以从几个到几百个，这一强
度相当于远在10公里甚至100公里外一根蜡烛发出
的光。分裂的细胞比休止的细胞发光强，并主要在细
胞分裂前期发射，所以称有丝分裂发光。发射光谱很
宽，至少覆盖从紫外到红外的整个光谱区。bpe的值
和生物进化程度成正比，进化程度越高，其bpe值越
大，辐射的波长越向红外扩展。发光强度与生物系统
的生理和生物学功能有多方面的联系：超弱发光强度
与细胞的种类及其所处的代谢状态有关，如正常细胞
【作者简介】朱新菊(1979一)，女，江苏人，在读法医学硕士，主要从事法医病理学研究。
tel+86—29—82655472．e-mail：wzy21 8@mail．xjtu．edu．cfi
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的延迟发光强度随细胞浓度的增加而减小．而肿瘤细
胞则相反．肿瘤生长旺盛期大鼠血清的超弱发光与对
照鼠的相比偏差最大：对各种物理和化学因素很敏
感，几乎任何一种化学物质都能影响细胞发光的强
度。
三、bpe的来源和可能机制
生物体在进行生理、生化反应的过程中，处于基
态的原子或原子团获得能量．其电子从基态跃迁到激
发态，处于激发态的原子或原子团不稳定，将释放多
余的能量回到基态，能量的释放伴随有热、电离和光
子的发射等，其中能量以光子形式释放的过程称为生
物的超弱发光。
代谢和核酸合成是生物超弱发光的两大主要来
源，萌发绿豆中这两者之和约为96％。吲代谢发光又
主要来源于氧化还原等代谢过程，如脂肪酸氧化、酚
和醛的氧化、h 0 的酶解、花生四烯酸的氧化、儿茶酚
胺和单宁的过氧化，醌的氧化裂解、蛋白质和氨基酸
的氧化等。氧化剂d 0明显增强血红素蛋白的发光强
度、呼吸抑制剂nan，对萌发绿豆超弱发光的抑制达
72％等都是极好的例证。[71wright jr等通过小鼠肝脏
微粒体的化学发光与脂类过氧化的研究，证明脂肪酸
氧化是超弱发光的主要来源之一。[81代谢发光机制包
括了活性氧生成与控制两个方面，能较好地解释自由
基引起超弱发光的可能性。由于活体内的氧化反应速
率受抑制剂的控制，如生育酚、过氧化物酶、过氧化物
歧化酶、维生素a、维生素c等都能清除活性自由基．
因此，生物在代谢过程中产生的大量自由基不可能使
超弱发光强度太高．但是当生物体内的天然阻氧化剂
和氧化脂类之间的平衡被打破后．将导致发光强度瞬
时剧增，出现“闪光现象”。
核酸dna和rna 的合成反应是超弱发光的另
一个来源．它在绿豆种胚超弱发光中约占24％，其波
长在190～325 nm