Lumineszenzbasierte

Lumineszenzbasierte Systeme bezeichnen Techniken, Verfahren oder Messgrößen, die auf der Emission von Licht beruhen, das nicht durch Wärme erzeugt wird. Typische lumineszenzbasierte Signale entstehen durch chemische oder biologische Reaktionen oder durch angeregte Systeme, bei denen luminophore Spezies Licht abgeben.

Zur Einordnung unterscheidet man Unterkategorien wie Chemilumineszenz (Licht entsteht durch eine chemische Reaktion, meist ohne äußere Lichtquelle), Biolumineszenz (enzyme-katalysierte Reaktionen in biologischen Systemen oder Reaktionsansätzen) und Photolumineszenz, wozu Fluoreszenz und Phosphoreszenz gehören, die durch Anregung mit Licht erzeugtes Emissionsspektrum umfassen.

Typische Komponenten lumineszenzbasierter Systeme sind Luminophore oder Enzyme wie Luciferase, Substrate (z. B. Luciferin), Reaktionspuffer, Proben sowie Detektoren wie Photomultiplier, CCD-Kameras oder luminometrische Plate-Reader. Die Signale werden oft als Relative Light Units, Fotonenfluss oder in Echtzeit gemessen.

Anwendungen finden sich vor allem in der Biologie und Medizin, etwa in immunologischen Tests (chemilumineszenzbasierte Immunoassays), Nukleinsäure-Nachweisverfahren, Zell- und Gewebebildgebung (Biolumineszenz- bzw. Fluoreszenz-Imaging) sowie in Sensor- und Materialwissenschaften, wo Lumineszenz als Transduktionsmechanismus dient.

Vorteile der lumineszenzbasierten Ansätze sind eine hohe Empfindlichkeit, ein breiter dynamischer Bereich und geringes Hintergrundrauschen, insbesondere bei Chemilumineszenz. Einschränkungen umfassen die Stabilität von Luminophoren, Kosten und Verfügbarkeit von Substraten, notwendige optische Instrumentierung sowie mögliche Quenchings und Temperaturabhängigkeiten.