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Lexikon der Biologie: Chemilumineszenz

Chemilumineszenz w [von *chem –, latein. luminare = leuchten], Chemolumineszenz, die Emission von Licht durch chemische Vorgänge. Führen diese zur Bildung angeregter Atom- bzw. Molekülzustände (Anregung), erfolgt beim Übergang des angeregten Zustandes in den Grundzustand die Emission elektromagnetischer Strahlung ohne Umweg über die Wärmeschwingungen der Atome ("kaltes Licht", "kaltes Leuchten"). Chemilumineszenz kann auch durch enzymatische Reaktionen (Enzyme) innerhalb lebender Organismen hervorgerufen werden, was als Biolumineszenz bezeichnet wird. (Generell findet Chemilumineszenz im UV-Bereich bei Zellen mit hoher Stoffwechselaktivität statt, wobei die Strahlung eine sehr geringe Intensität hat, eine reine Begleiterscheinung von Zellprozessen, z. B. der Peroxid-Oxidation, ist und keine direkte biologische Bedeutung besitzt.) Die Photonenausbeute bei der Chemilumineszenz ist im Gegensatz zur Biolumineszenz gering. Sie liegt meist unter 1%, da die Mehrzahl der angeregten Moleküle ihre Energie in einer sog. Dunkelreaktion als Wärme abgibt. Von den über 100 bekannten chemilumineszierenden Substanzen sind die Mehrzahl organische Moleküle. In der biochemischen und medizinischen Analyse (Chemilumineszenzanalyse) werden solche Substanzen verwendet, um mit Hilfe der freigesetzten Energie Substrate, Enzyme, organische Säuren und Spurenelemente zu bestimmen. Um gute Quantenausbeuten zu erreichen, können Fluoreszenzfarbstoffe (Fluoreszenz) als Sensibilisatoren eingesetzt werden. Für die Bestimmung sehr geringer Konzentrationen, z. B. von Hormonen, Proteinen, Arzneimitteln, Antikörpern oder Rezeptoren in Blut und Harn, werden Proteinbindungsassays und Immunassays mit Detektionssystemen auf Chemilumineszenzbasis angewendet. Autoradiographie, Lumineszenz.

M.B.

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