Kemiluminesenssin ja bioluminesenssin keskeinen ero on se, että kemiluminesenssi on kemiallisten reaktioiden aiheuttamaa valon tuotantoa ja säteilyä, kun taas bioluminesenssi on valon tuotantoa ja emissiota elävien organismien biokemiallisista reaktioista.
Luminesenssi on ilmiö aineen spontaanista valosta. Se on kylmän kehon säteilyn muoto. Se voi olla seurausta kemiallisista reaktioista, sähköenergiasta, subatomisista liikkeistä tai kiteen jännityksestä. Luminesenssityyppejä on erilaisia, mukaan lukien kemiluminesenssi, bioluminesenssi, elektrokemiluminesenssi, lyoluminesenssi, kandoluminesenssi, kristalloluminesenssi, elektroluminesenssi, katodoluminesenssi, mekanoluminesenssi, sonoluminesenssi, fotoluminesenssi, fluoresenssi, fosforiluminesenssi, radioluminesenssi, termoluminesenssi ja luminesenssi.
Mikä on kemiluminesenssi?
Kemiluminesenssi määritellään kemiallisen reaktion seurauksena säteileväksi valoksi. Kemiluminesenssi tunnetaan myös nimellä kemoluminesenssi. Valon lisäksi lämpöä voi syntyä myös kemiluminesenssireaktiolla, mikä tekee reaktiosta eksotermisen. Klassinen esimerkki kemiluminesenssista on kemiassa osoitettu luminolireaktio. Tässä reaktiossa luminoli reagoi H2O2 (vetyperoksidin) kanssa vapauttaen sinistä valoa. Tämän reaktion vapauttaman valon määrä on hyvin pieni, ellei pientä määrää sopivaa katalyyttiä lisätä. Tyypillinen katalyytti tälle kemiluminoivalle reaktiolle on pieni määrä rautaa tai kuparia.
Kuva 01: Kemiluminesenssi
Toinen hyvä esimerkki kemiluminesenssista on reaktio, joka normaalisti tapahtuu hehkutikkuissa. Tässä hehkupuikon väri on seurausta fluoresoivasta väriaineesta, joka imee kemiluminesenssista valoa ja vapauttaa sen toisena värinä. Lisäksi tekijät, kuten lämpötila, vaikuttavat kemiluminesenssiin. Siksi kemiluminesenssireaktion lämpötilan nostaminen saa sen vapauttamaan enemmän valoa. Tämä vaikutus on helppo havaita käyttämällä hehkutikkuja. Hehkutikkujen asettaminen kuumaan veteen saa sen hehkumaan kirkkaasti. Tämä valo ei kuitenkaan kestä niin kauan.
Mikä on bioluminesenssi?
Bioluminesenssi on ilmiö, johon liittyy valon tuotanto ja emissio elävien organismien biokemiallisista reaktioista. Sitä esiintyy elävissä organismeissa, kuten tulikärpäsissä, joissakin sienissä, monissa merieläimissä ja joissakin bakteereissa. Sitä ei yleensä esiinny kasveissa, elleivät ne ole yhteydessä bioluminesoiviin bakteereihin. Eläimet yleensä hehkuvat symbioottisen suhteensa vuoksi Vibrio-bakteereihin.
Kuva 02: Bioluminesenssi
Bioluminesenssi tapahtuu useimmiten lusiferaasientsyymin ja luminoivan pigmentin lusiferiinin välisen kemiallisen reaktion seurauksena. Proteiinit, kuten aequorin, ja kofaktorit, kuten kalsium tai magnesium, voivat auttaa reaktiota. Reaktio tarvitsee energiapanoksia, jotka saadaan usein ATP:stä. Eri lajien lusiferiinien välillä on vain vähän eroa. Lusiferaasientsyymi vaihtelee kuitenkin dramaattisesti fylan välillä. Vihreä ja sininen bioluminesenssi ovat yleisimpiä. Jotkut lajit säteilevät myös punaista bioluminesenssia. Organismit käyttävät bioluminesenssia moniin eri tarkoituksiin, kuten saalistamiseen, houkuttelemiseen, varoittamiseen, kumppanin huomioimiseen, naamiointiin ja ympäristönsä valaisemiseen.
Mitkä ovat yhtäläisyydet kemiluminesenssin ja bioluminesenssin välillä?
- Kemiluminesenssi ja bioluminesenssi ovat kaksi erilaista luminesenssityyppiä.
- Molemmat reaktiot tuottavat aineiden valoa ilman lämpöä.
- Molempia reaktioita katalysoivat erilaiset katalyytit.
- Molempien reaktioiden tuottamaan valon määrään vaikuttavat eri tekijät tai niihin vaikuttavat.
Mitä eroa on kemiluminesenssilla ja bioluminesenssilla?
Kemiluminesenssi on kemiallisten reaktioiden aiheuttamaa valon tuotantoa ja säteilyä, kun taas bioluminesenssi on valon tuotantoa ja säteilyä elävien organismien biokemiallisista reaktioista. Tämä on avainero kemiluminesenssin ja bioluminesenssin välillä. Lisäksi kemiluminesenssi on epäorgaanisten katalyyttien katalysoima reaktioprosessi, kun taas bioluminesenssi on entsyymien katalysoima reaktioprosessi.
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto kemiluminesenssin ja bioluminesenssin välillä.
Yhteenveto – Kemiluminesenssi vs bioluminesenssi
Luminesenssi on aineen spontaani valon emissioprosessi. Kemiluminesenssi ja bioluminesenssi ovat kaksi erilaista luminesenssityyppiä. Kemiluminesenssi on valon tuotantoa ja säteilyä kemiallisista reaktioista, kun taas bioluminesenssi on valon tuotantoa ja emissiota elävien organismien biokemiallisista reaktioista. Tämä on avainero kemiluminesenssin ja bioluminesenssin välillä.
