发光原理

哺乳动物生物发光，一般是将Firefly luciferase基因（由554个氨基酸构成，约50KD）即荧光素酶基因整合到预期观察的细胞染色体DNA上以表达荧光素酶，培养出能稳定表达荧光素酶的细胞株，当细胞分裂、转移、分化时, 荧光素酶也会得到持续稳定的表达。基因、细胞和活体动物都可被荧光素酶基因标记。将标记好的细胞接种到实验动物体内后，当外源（腹腔或静脉注射）给予其底物荧光素(D-luciferin，potassium salt，以下均简称荧光素)，即可在几分钟内产生发光现象。所发的光波长在540-600nm。这种酶在ATP，氧存在的条件下，催化荧光素的氧化反应才可以发光，因此只有在活细胞内才会产生发光现象，并且发光光强度与标记细胞的数目线性相关。

结构与性能

荧光素的分子结构如右图所示：，在氧气、ATP存在的条件下和荧光素酶发生反应，生成氧化荧光素(oxyluciferin)，并产生发光现象。荧光素是腹腔注射或尾部静脉注射进入小鼠体内的，约一分钟就可以扩散到小鼠全身。荧光素的半衰期约三个小时，只有活细胞才能够持续表达荧光素酶。

(1) 荧光素不会影响动物的正常生理功能。

(2) 荧光素是280道尔顿的小分子，水溶性和脂溶性都非常好，很容易穿透细胞膜和血脑屏障。

(3) 荧光素在体内扩散速度快，可通过腹腔注射或尾部静脉注射进入动物体内。腹腔注射扩散较慢，持续发光长。荧光素腹腔注射老鼠后约1min后表达荧光素酶的细胞开始发光，10min后强度达到稳定的最高点，在最高点持续约20~30 min后开始衰减，约3h后荧光素排除，发光全部消失，最佳检测时间是在注射后15~35min之间；若进行荧光素静脉注射，扩散快，但发光持续时间很短。科研人员根据大量的实验总结出荧光素的合适的用量是150mg/kg，即体重20克的小鼠需要3毫克的荧光素。

(4) 观察时间的间隔没有最短限制，只要观察的条件控制一致就可以。虽然底物在动物体内有一定的代谢过程，但是上一次底物的残留曲线可以知道，可以控制对下一次观察结果的影响。

储存与运输

一般放在-20℃的冰箱即可，半年以上不使用放在-80℃的冰箱，溶解配制后放在4℃冰箱，短期运输放在4℃环境。建议现用现配，D荧光素钾盐在液体中容易降解。

应用领域

肿瘤，干细胞，药物开发，基因治疗，转基因小鼠，免疫学等等。

成像效果

  检测灵敏度（所用细胞为本公司生物发光的肝癌细胞）

从左到右依次注射的细胞为100个，1000个，10000个；曝光时间依次为20秒，5秒，5秒。所用仪器为本公司的NightOWL Ⅱ LB983 NC100活体成像系统。检测地点为中国军事医学科学院。

      成像效果展示（所用细胞为本公司生物发光的胰腺癌细胞）

胰腺癌原位接种，检测地点为中国科学院，所用仪器为Lumina Ⅱ。

和国外品牌的对比实验

实验方法：将sciencelight、sigma、promega三种荧光素分别加荧光素酶制成溶液，测试时与ATP混合去测发光，下面是实验数据：

【注】原始就是刚配好反应液的发光值（对同一个浓度的ATP溶液测试）。4℃ 7天是配好的溶液放置在4℃7天后的值，37℃ 7天是配好的溶液放置在37℃ 7天后的值，2个值是2次重复实验。

实验结论：sciencelight荧光素、sigma、promega三种荧光素的其实发光值、保存稳定性都接近。sciencelight荧光素可以代替其他荧光素。

l  HPLC 检测数据

部分发表文献

在协和药物所和北京大学药学院做的相关药物研究工作应用了本产品，并发表在国内外著名杂志上。

1、北京大学药学院

Pharmacokinetics and treatment efficacy of camptothecin nanocrystals on lung metastasis.  《Molecular Pharmaceutics》 , 2014 , 11 (1) :226-233

          2、中国医学科学院药物研究所

奥拉帕尼对Taxol 抗乳腺癌4T1 的增敏作用

《药学学报》 , 2016 (6) :907-912

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