Põhiline erinevus bioluminestsentsi ja fluorestsentsi vahel seisneb selles, et bioluminestsents on elusorganismide valguse kiirgamine, samas kui fluorestsents on materjalide poolt eralduv valguse kiirgus.
Bioluminestsents ja fluorestsents on seotud keemilised mõisted, mille puhul mõlemad protsessid kiirgavad konkreetse reaktsiooni tõttu valgusenergiat. Kuid need erinevad üksteisest sõltuv alt valguse allikast ja keemilisest reaktsioonist.
Mis on bioluminestsents?
Bioluminestsents on elusorganismide biokeemiline valguse emissioon. See on teatud tüüpi kemoluminestsents. See emissioon esineb peamiselt mereselgroogsetel ja selgrootutel. Siiski võime täheldada bioluminestsentsi mõnel seeneliigil, mikroorganismidel, nagu bioluminestseeruvad bakterid, maismaa lülijalgsed (tulekärbsed) jne.
Joonis 01: Firefly emissioon
Üldiselt on bioluminestsentsi ajal toimuv keemiline reaktsioon reaktsioon valgust kiirgava molekuli ja ensüümi vahel. Seda ensüümi tuntakse tavaliselt lutsiferaasina. Vastav alt sellele tuntakse reagendi molekuli lutsiferiinina. Bioluminestseeruvate loomaliikide eristamiseks saame kasutada neid termineid: nt. tulikärbse lutsiferiin. Selle keemilise reaktsiooni käigus kaldub ensüüm katalüüsima reageeriva aine oksüdatsiooni.
Mõnikord vajab ensüüm toimimiseks kofaktorit. Kofaktorite näideteks on k altsiumi- ja magneesiumioonid. Need reaktsioonid vajavad mõnikord energiat kandvaid molekule, näiteks ATP-d. Kogu evolutsiooni vältel oli lutsiferiini struktuur väga vähe erinev.
Lutsiferiini ja lutsiferaasi komponentides on väikesed erinevused, mistõttu on bioluminestsentsi keemilises mehhanismis vähe ühiseid jooni. Üldine keemiline reaktsioon on järgmine:
Lutsiferiin + O2 → oksülutsiferiin + valgusenergia
Mis on fluorestsents?
Fluorestsents on valguse emissioon ainest, mis on varem energiat neelanud. Need ained peavad neelama valgust või muud elektromagnetkiirgust, et kiirata valgust fluorestsentsina. Lisaks on see kiiratav valgus teatud tüüpi luminestsents, mis tähendab, et see kiirgab spontaanselt. Kiirgataval valgusel on sageli pikem lainepikkus kui neeldunud valgusel. See tähendab, et kiiratav valgusenergia on väiksem kui neeldunud energia.
Fluorestsentsi käigus kiirgab valgust aines olevate aatomite ergastamise tulemusena. Neeldunud energia vabaneb sageli luminestsentsina väga lühikese aja jooksul, umbes 10-8 sekundit. See tähendab, et saame jälgida fluorestsentsi niipea, kui eemaldame ergastust põhjustava kiirgusallika.
Joonis 02: Fluorestseeruvad mineraalid
Fluorestsentsi rakendusi on palju erinevates valdkondades, nagu mineraloogia, gemoloogia, meditsiin, keemilised andurid, biokeemilised uuringud, värvained, bioloogilised detektorid, luminofoorlampide tootmine jne. Lisaks võime seda protsessi pidada loomulikuks protsessi samuti; näiteks mõnes mineraalis.
Mis vahe on bioluminestsentsil ja fluorestsentsil?
Bioluminestsents on elusorganismide biokeemiline valguse emissioon, fluorestsents aga varem energiat neelanud aine valguse emissioon. Peamine erinevus bioluminestsentsi ja fluorestsentsi vahel on see, et bioluminestsents on elusorganismide valguse emissioon, samas kui fluorestsents on materjalide valguse emissioon.
Järgmine infograafik loetleb bioluminestsentsi ja fluorestsentsi erinevused tabelina kõrvuti võrdlemiseks
Kokkuvõte – bioluminestsents vs fluorestsents
Bioluminestsents ja fluorestsents on seotud keemilised mõisted, mille puhul mõlemad protsessid kiirgavad konkreetse reaktsiooni tõttu valgusenergiat. Kuid need erinevad üksteisest valguse allika ja keemilise reaktsiooni järgi. Peamine erinevus bioluminestsentsi ja fluorestsentsi vahel on see, et bioluminestsents on elusorganismide valguse emissioon, samas kui fluorestsents on materjalide valguse emissioon.
