Bioluminescence और प्रतिदीप्ति प्रकाश के उत्सर्जन से संबंधित वैज्ञानिक घटनाएं हैं,

Bioluminescence एक जीवित जीव द्वारा प्रकाश का उत्पादन और उत्सर्जन है. यह एक प्रकार की रसायनयुक्ति है. समुद्री कशेरुकी और अकशेरुकी जीवों में बायोलुमिनसेंस प्रचलित है, साथ ही कुछ कवक में, सूक्ष्मजीवों, कुछ बायोलुमिनसेंट बैक्टीरिया सहित, और स्थलीय आर्थ्रोपोड जैसे जुगनू.

रोशनी, वहीं दूसरी ओर, प्रकाश या अन्य विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित करने वाले पदार्थ द्वारा प्रकाश का उत्सर्जन है. यह ल्यूमिनेसेंस का एक रूप है. अधिकतर परिस्थितियों में, उत्सर्जित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लंबी होती है और इसलिए अवशोषित विकिरण की तुलना में कम ऊर्जा होती है.

Bioluminescence बनाम प्रतिदीप्ति

बायोलुमिनेसिसेंस

Bioluminescence जीवित चीजों के भीतर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण होता है.

Bioluminescence एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें एक एंजाइम एक सब्सट्रेट को तोड़ता है, और इस प्रतिक्रिया के उत्पादों में से एक प्रकाश है.

चमकता हुआ मशरूम

बायोलुमिनसेंस में मूल रासायनिक प्रतिक्रिया में एक प्रकाश उत्सर्जक अणु और एक एंजाइम शामिल होता है, आमतौर पर लूसिफ़ेरिन और लूसिफ़ेरेज़ कहा जाता है, क्रमश.

एंजाइम लूसिफ़ेरेज़ लूसिफ़ेरिन के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है. कुछ प्रजातियों में, लूसिफ़ेरेज़ को अन्य सहकारकों की आवश्यकता होती है, जैसे कैल्शियम या मैग्नीशियम आयन और कभी-कभी एक ऊर्जा-वाहक एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) अणु.

लूसिफ़ेरिन में थोड़ा विकासवादी भिन्नता है: एक, विशेष रूप से, कोएलेंटरज़ीन, में पाया जाता है 11 विभिन्न पशु फाईलोजेनेटिक समूह, हालांकि कुछ जानवर इसे अपने आहार के माध्यम से प्राप्त करते हैं. इसके विपरीत, लूसिफ़ेरस विभिन्न प्रजातियों में व्यापक रूप से भिन्न होते हैं, इस बात का प्रमाण देते हुए कि बायोलुमिनसेंस अधिक से अधिक हुआ है 40 विकासवादी इतिहास में समय.

लूसिफ़ेरिन एक यौगिक है जो वास्तव में प्रकाश उत्पन्न करता है. एक रासायनिक प्रतिक्रिया में, लूसिफ़ेरिन को सब्सट्रेट कहा जाता है. बायोलुमिनसेंट रंग (जुगनू में पीला, लालटेनमक्खियों में हरा-भरा) लूसिफ़ेरिन अणुओं की व्यवस्था का परिणाम है.

कुछ बायोलुमिनसेंट जीव उत्पन्न करते हैं (synthesize) लूसिफ़ेरिन स्वयं. डाइनोफ्लैगलेट्स, उदाहरण के लिए, नीले-हरे रंग में बायोलुमिनसेंस. बायोलुमिनसेंट डाइनोफ्लैगलेट्स एक प्रकार का प्लवक है, छोटे समुद्री जीव जो कभी-कभी रात में समुद्र की सतह को चमकदार बनाते हैं.

कुछ बायोलुमिनसेंट जीव लूसिफ़ेरिन का संश्लेषण नहीं करते हैं. बजाय, वे इसे अन्य जीवों के माध्यम से अवशोषित करते हैं, या तो भोजन के रूप में या सहजीवी संबंध के हिस्से के रूप में.

उदाहरण के लिए, छोटी मछली की कुछ प्रजातियाँ किसके माध्यम से लूसिफ़ेरिन प्राप्त करती हैं? “बीज झींगा” वे उपभोग करते हैं. कई समुद्री जानवर, जैसे विद्रूप, उनके प्रकाश अंगों में बायोलुमिनसेंट बैक्टीरिया होते हैं. बैक्टीरिया और विद्रूप एक सहजीवी संबंध में हैं.

लूसिफ़ेरेज़ एक एंजाइम है. एंजाइम एक रासायनिक पदार्थ है (उत्प्रेरक कहा जाता है) जो एक सब्सट्रेट के साथ इंटरैक्ट करता है और एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करता है.

जब ल्यूसिफरेज ऑक्सीकृत के साथ परस्पर क्रिया करता है (ऑक्सीजन के अतिरिक्त के साथ) लूसिफ़ेरिन, ऑक्सीलुसिफरिन नामक एक उपोत्पाद बनता है. अधिक महत्वपूर्ण बात, रासायनिक प्रतिक्रिया प्रकाश उत्पन्न करती है.

बायोल्यूमिनसेंट डाइनोफ्लैगलेट्स लूसिफ़ेरिन-लूसिफ़ेरेज़ प्रतिक्रिया के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करते हैं. डाइनोफ्लैगलेट्स में पाया जाने वाला लूसिफ़ेरेज़ पौधों में मौजूद हरित रासायनिक क्लोरोफिल से जुड़ा होता है.

बायोलुमिनसेंट डाइनोफ्लैगेलेट पारिस्थितिकी तंत्र दुर्लभ हैं, ज्यादातर खुले समुद्र तक संकीर्ण पहुंच वाले गर्म पानी के लैगून में बनते हैं. बायोलुमिनसेंट डाइनोफ्लैगलेट्स इन लैगून या बे में एकत्र होते हैं, और संकरा उद्घाटन उन्हें भागने से रोकता है.

अधिकांश बायोलुमिनसेंट प्रतिक्रियाओं में ल्यूसिफरिन और ल्यूसिफरेज शामिल हैं. तथापि, कुछ प्रतिक्रियाएं एंजाइम के बिना होती हैं (लूसिफ़ेरेज़). इन प्रतिक्रियाओं में फोटोप्रोटीन नामक एक रसायन शामिल होता है. फोटोप्रोटीन लूसिफ़ेरिन और ऑक्सीजन के साथ संयोजन करते हैं, लेकिन उन्हें दूसरे एजेंट की जरूरत है, अक्सर तत्व कैल्शियम आयन, प्रकाश उत्पन्न करने के लिए.

जानवरों द्वारा बायोलुमिनेसिसेंस के उपयोग में एंटील्यूमिनेसिसेंस मास्किंग शामिल है, अन्य जानवरों की नकल करना, उदाहरण के लिए:. शिकार को आकर्षित करने के लिए, और एक ही प्रजाति के अन्य व्यक्तियों को संकेत देना, उदाहरण के लिए:. साथियों को आकर्षित करने के लिए.

प्रयोगशाला में, लूसिफ़ेरेज़-आधारित प्रणालियों का उपयोग आनुवंशिक इंजीनियरिंग और जैव चिकित्सा अनुसंधान में किया जाता है. शोधकर्ता सड़क और सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए बायोल्यूमिनसेंट सिस्टम के उपयोग की भी खोज कर रहे हैं, और एक बायोलुमिनसेंट प्लांट बनाया गया है.

जीवविज्ञानी और इंजीनियर बायोलुमिनसेंस से जुड़े रसायनों और स्थितियों का अध्ययन कर रहे हैं ताकि यह देखा जा सके कि लोग जीवन को आसान और सुरक्षित बनाने के लिए इस प्रक्रिया का उपयोग कैसे कर सकते हैं।.

हरा फ्लोरोसेंट प्रोटीन (जीएफपी), उदाहरण के लिए, एक मूल्यवान है “रिपोर्टर जीन. रिपोर्टर जीन रसायन होते हैं (जीन) कि जीवविज्ञानी अन्य जीनों से जुड़ते हैं जिनका वे अध्ययन कर रहे हैं.

GFP रिपोर्टर जीन को आसानी से पहचाना और मापा जाता है, आमतौर पर उनके प्रतिदीप्ति द्वारा. यह वैज्ञानिकों को अध्ययन किए जा रहे जीन की गतिविधि की निगरानी और नियंत्रण करने की अनुमति देता है — सेल में इसकी अभिव्यक्ति या अन्य रसायनों के साथ इसकी बातचीत.

अन्य प्रयोग अधिक प्रयोगात्मक हैं. उदाहरण के लिए, बायोलुमिनसेंट पेड़ प्रमुख सड़कों और राजमार्गों की मदद कर सकते हैं. इससे बिजली की जरूरत कम होगी.

बायोलुमिनसेंट फसलें और अन्य पौधे तब चमक सकते हैं जब उन्हें पानी या अन्य पोषक तत्वों की आवश्यकता हो, या जब वे कटाई के लिए तैयार हों. इससे किसानों और कृषि व्यवसायियों की लागत कम होगी.

रोशनी

एलईडी लैंप

प्रतिदीप्ति एक भौतिक प्रक्रिया है जिसमें प्रकाश फ्लोरोफोर में इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा अवस्था में सक्रिय करता है, और जब इलेक्ट्रॉन वापस अपनी जमीनी अवस्था में गिर जाता है, यह एक फोटॉन उत्सर्जित करता है.

प्रतिदीप्ति ल्यूमिनेसेंस प्रक्रियाओं के सर्वव्यापी परिवार का एक सदस्य है जिसमें अतिसंवेदनशील अणु एक भौतिक द्वारा बनाए गए इलेक्ट्रॉन-उत्तेजित राज्यों से प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं। (जैसे, प्रकाश अवशोषण), यांत्रिक (टकराव), या रासायनिक तंत्र.

पराबैंगनी या दृश्य प्रकाश के फोटॉनों द्वारा एक अणु की उत्तेजना द्वारा ल्यूमिनेसिसेंस की उत्पत्ति एक घटना है जिसे फोटोल्यूमिनेशन कहा जाता है, जो औपचारिक रूप से दो श्रेणियों में विभाजित है, प्रतिदीप्ति और स्फुरदीप्ति, उत्तेजित अवस्था और उत्सर्जन पथ के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर.

प्रतिदीप्ति एक निश्चित तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को अवशोषित करने के लिए कुछ परमाणुओं और अणुओं की संपत्ति है और बाद में थोड़े समय के बाद लंबी तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश का उत्सर्जन करती है, प्रतिदीप्ति का जीवनकाल कहा जाता है.

फॉस्फोरेसेंस की प्रक्रिया प्रतिदीप्ति के समान होती है, लेकिन उत्तेजित अवस्था के लंबे जीवनकाल के साथ.

प्रतिदीप्ति आमतौर पर तब होती है जब अवशोषित विकिरण स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी क्षेत्र में होता है और इस प्रकार मानव आंखों के लिए अदृश्य होता है, जबकि उत्सर्जित प्रकाश दृश्य क्षेत्र में है, जो फ्लोरोसेंट सामग्री को एक अलग रंग देता है जिसे केवल पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में आने पर ही देखा जा सकता है.

विकिरण का स्रोत बंद होने के लगभग तुरंत बाद फ्लोरोसेंट सामग्री चमकना बंद कर देती है, फॉस्फोरसेंट सामग्री के विपरीत, जो कुछ समय तक प्रकाश उत्सर्जित करते रहते हैं.

प्रतिदीप्ति भी अक्सर प्रकृति में कुछ खनिजों में और जीवन के सभी राज्यों में कई जैविक रूपों में पाई जाती है. यह दिखाने के लिए कभी-कभी बायोफ्लोरेसेंस कहा जाता है कि फ्लोरोफोर एक जीवित जीव से आता है. तथापि, कई मामलों में, जीव मृत होने पर भी एक पदार्थ फ्लोरोसेंट हो सकता है.

प्रतिदीप्ति में कई उपयोगी अनुप्रयोग हैं, खनिज विज्ञान सहित, रत्नशास्त्र, दवा, रासायनिक सेंसर (प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी), फ्लोरोसेंट लेबलिंग, रंगों, जैविक संसूचक, ब्रह्मांडीय किरण का पता लगाना, वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले, और कैथोड रे ट्यूब.

ऊर्जा-बचत फ्लोरोसेंट और एलईडी लैंप में सबसे आम दैनिक अनुप्रयोग है, जहां लघु-तरंग पराबैंगनी या नीली रोशनी को लंबी-तरंग पीली रोशनी में बदलने के लिए फ्लोरोसेंट कोटिंग्स का उपयोग किया जाता है, इस प्रकार ऊर्जा-बचत वाले गरमागरम बल्बों की गर्म रोशनी की नकल करना.

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