A jól ismert biolumineszcenciával szemben – amely specifikus enzim-szubsztrát reakciókon, például a luciferin-luciferáz rendszeren alapul – az UPE nem igényel külső fénykibocsátó molekulák (luminoforok) hozzáadását. Ehelyett az oxidatív anyagcsere és az oxidatív stressz során keletkező, elektronikusan gerjesztett részecskék bocsátanak ki fotonokat. Az UPE jellemzően a 350 és 1300 nanométer közötti hullámhossz-tartományban jelentkezik, így lefedi a közeli ultraibolya (UVA), a látható és a közeli infravörös (IR) fény spektrumát. Az emisszió intenzitása másodpercenként és négyzetcentiméterenként néhány fotontól akár több ezerig is terjedhet, attól függően, hogy normál anyagcsere-folyamatokról vagy fokozott oxidatív stresszről van-e szó.

Fontos megkülönböztetni az UPE-t a hősugárzástól. Bár a kibocsátott fotonok mennyisége rendkívül alacsony, a látható fénytartományban mégis jelentősen erősebb, mint amit a feketetest-sugárzás alapján várnánk normál (körülbelül 300 Kelvin) hőmérsékleten.

Kémiai szempontból az UPE különböző hullámhossz-tartományai eltérő molekuláris folyamatokhoz köthetők. A 350–550 nanométer közötti sugárzás főként triplet gerjesztésű karbonilvegyületekhez kapcsolódik, míg az 550–750 nanométeres tartományban főként gerjesztett pigmentek és a szingulett oxigén (¹O₂) által létrejövő dimol emisszió játszik szerepet.

A technológiai fejlődésnek köszönhetően ma már jóval pontosabban és érzékenyebben lehet detektálni az UPE-t. Az olyan eszközök, mint a kis zajszintű fotoelektronsokszorozó csövek és a nagy érzékenységű töltéscsatolt eszközök (CCD kamerák), lehetővé teszik a fénykibocsátás időbeli és térbeli felbontású megjelenítését. E módszerek révén valós időben követhető az oxidatív aktivitás sejtekben és szövetekben. Mindennek köszönhetően az UPE alkalmazási területei rohamosan bővülnek. Mivel az UPE közvetlenül tükrözi az oxidatív anyagcsere- és stresszfolyamatokat, kiváló alapot nyújt nem invazív diagnosztikai eljárásokhoz. A biomedicina területén így alkalmas lehet betegségek korai felismerésére, míg a növényélettanban a környezeti stresszhatások – például a sótartalom, gyomirtók vagy kórokozók – által kiváltott válaszreakciók monitorozására szolgálhat.

(Források: New Scientist, Science Direct, a cikkhez használt kép illusztráció, az AI generálta/Rakéta.hu)