發現之旅

光生物技術

光生物技術的應用很早就有,現在更加普遍。其實在千百年前,人們就觀察到了“飛蛾撲火”的現象,並利用它來消滅害蟲。人們也知道某些魚喜歡亮光,就在夜晚點燃火把,誘集魚群。這些做法都是利用了生物的“趨光性”,可以說是最原始的“光生物技術”。現代光生物技術不僅能誘集昆蟲或魚類,還能用光來調節生物的生長、發育和行為。

我們知道,光是地球上一切生物的能量來源,是一切生物最重要的環境因素之一。生物的進化和適應離不開光,生物的結構、功能、發育、行為均受到光的強烈影響。光生物技術的研究中心是:確定光照的最適宜的波長、強度、偏振性和持續時間等,達到用光調節生物生長、發育和行為的最佳效果。

例如,在植物培養方麵,經過精心的研究發現,人參細胞在白光照射下生長最快;藍光、綠光下慢一些;紅光下最慢,幾乎和在黑暗中一樣。而有些植物則完全不同。所以如果能準確地測定各種不同植物在不同生長階段進行光照的最適宜的波長、強度、偏振性和持續時間,就可以用光的調節使植物栽培收到最佳效果。我國科學家用光照提高栽培人參的品質和產量,其栽培水平進入世界先進行列。

光照對動物的生長發育也有明顯的調節作用。不同顏色的光和不同光照時間使肉豬、肉牛或奶牛的長肉和產奶量發生明顯變化。在許多發達國家中,光照管理已被列為動物飼養的重要管理項目。

在醫療技術方麵,一種嶄新的方法——光療法也成為許多疑難病症的克星。例如,新生兒黃疸症,過去曾使無數新生兒死亡。現在用波長450毫米的光照射病兒全身,治愈率很高。它的原理是,引起黃疸的膽紅素對波長450毫米的光很敏感。在光作用下,膽紅素分子會轉變成水溶性的化合物排出體外,從而挽救了新生兒的生命。

最令人感興趣的,莫過於用一種光敏藥物——葉琳類藥物來治癌了。這種葉琳類藥物有兩大特點:一是對光敏感。在波長為625毫微米左右的光照下,它會改變結構和特性,殺傷所在部位的細胞;二是對腫瘤細胞有親和力。它進入人體後隨血液流動,對正常細胞冷若冰霜,昂首而過,與腫瘤細胞卻是一見如故,難舍難分。因為具有這兩大特點,它作為腫瘤克星就很好理解了,在確定適宜的劑量後,向患者注射這種葉琳類藥物,過幾天,這些藥物分子會聚集在腫瘤部位。這時再用625毫微米的光進行定期照射,腫瘤會逐漸變色、滲血、幹燥、萎縮。一兩周後會長出新的組織。至今,已有不少腫瘤患者在這種治療手段的幫助下獲得了新生。