Кровь — это жизненно важная телесная жидкость, которая переносит кислород и питательные вещества по всему телу. Но светится ли эта красная жидкость под воздействием света? В этой статье мы рассмотрим науку, лежащую в основе взаимодействия крови со светом, и выясним, светится ли кровь на самом деле или нет.
Чтобы понять, светится ли кровь и как она светится, нам сначала нужно понять, из чего она сделана. Кровь состоит из плазмы, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Плазма составляет около 55% от общего объема крови и в основном представляет собой воду (92% по объему) с белками, глюкозой, минеральными ионами, гормонами, углекислым газом и фрагментами кровяных клеток, взвешенными в ней. Красные кровяные клетки (эритроциты) — это специализированные клетки, заполненные гемоглобином, железосодержащим белком, который связывает кислород и углекислый газ для транспортировки. Белые кровяные клетки (лейкоциты) являются частью иммунной системы и защищают организм от инфекции. Тромбоциты (тромбоциты) — это фрагменты клеток, участвующие в свертывании крови.
Гемоглобин внутри эритроцитов играет ключевую роль в определении того, взаимодействует ли кровь со светом и как именно. Гемоглобин содержит гемовые группы с атомами железа, которые связываются с кислородом, придавая крови ее красный цвет. Но заставляет ли эта пигментированная биомолекула кровь светиться?
Когда нормальная кровь освещается, она не светится сама по себе. Красный цвет возникает из-за того, что большое количество гемоглобина поглощает синий и зеленый свет, оставляя в основном красный свет для отражения. Однако при определенных условиях кровь может «светиться». Вот несколько примеров:
Некоторые компоненты крови демонстрируют автофлуоресценцию, то есть они повторно излучают поглощенный свет на более длинной волне. Например, при освещении синим светом порфирины в эритроцитах испускают красную флуоресценцию, в то время как витамин B2 (рибофлавин) в плазме флуоресцирует зеленым.
Кровь можно заставить люминесцировать посредством хемилюминесценции — процесса, при котором химические реакции производят свет без нагрева. Добавление люминесцентных реагентов, таких как люминол, в кровь катализирует хемилюминесцентную реакцию, которая заставляет кровь заметно светиться синим цветом.
Фосфоресценция происходит, когда определенные вещества медленно поглощают и повторно излучают свет с течением времени. Белки крови, такие как альбумин, обладают фосфоресцирующими свойствами. Если в темноте подсвечивать засохшую кровь ярким синим светом, альбумин начнет излучать жуткое свечение, которое может сохраняться в течение нескольких минут после удаления источника света.
Светящиеся палочки, содержащие фотолюминесцентные химические вещества, заставят все, к чему они прикоснутся, светиться. Если вскрыть светящуюся палочку и смешать ее содержимое с кровью, кровь начнет светиться цветом химических веществ в светящейся палочке.
Хотя кровь обычно не светится, есть несколько реальных примеров флуоресценции и люминесценции крови:
Хемилюминесценция люминола используется судебными экспертами для обнаружения следовых количеств крови на месте преступления, заставляя ее светиться синим цветом в темноте.
Проточная цитометрия анализирует отдельные клетки крови по флуоресценции, когда они взвешены в жидкости и пропускаются через лазерный луч.
Флуоресцентные метки используются для маркировки и отслеживания клеток крови и белков в биомедицинских экспериментах.
Светящаяся палочка «кровь» и флуоресцентный красители используются для создания отвратительных светящихся «ран» на Хэллоуин.
В художественной литературе иногда изображается кровь, светящаяся красным при тусклом свете или лунном свете без добавления каких-либо усиливающих веществ. Например, мифология о вампирах предполагает, что вампиры могут отслеживать жертв по свечению крови под луной. Однако кровь не содержит никаких природных биолюминесцентных или фотолюминесцентных химикатов, которые заставляли бы ее светиться при воздействии света без добавок, таких как люминол или фосфоресцентные метки. Хотя умные спецэффекты могут заставить кровь излучать сверхъестественное свечение в фильмах, в реальной жизни кровь не светится в естественных условиях.
Подводя итог, можно сказать, что обычная кровь не светится, но ее можно заставить флуоресцировать или люминесцировать при определенных условиях. Флуоресцентные красители, хемилюминесцентные реагенты и фотолюминесцентные химикаты, введенные в кровь, могут создавать светящиеся эффекты. Некоторые компоненты крови также обладают естественными флуоресцентными или фосфоресцентными свойствами, которые могут вызывать свечение при освещении определенными источниками света. Но в обычных условиях гемоглобин в крови просто поглощает и отражает красный свет, не испуская фотонов, что приводит к свечению.
| Компонент крови | Механизм свечения |
|---|---|
| Гемоглобин | Нет свечения – поглощает и отражает свет |
| Порфирины | Автофлуоресценция при воздействии синего света |
| Рибофлавин | Автофлуоресценция при воздействии синего света |
| Альбумин | Фосфоресценция при высушивании и воздействии синего света |
| Люминол | Хемилюминесценция при смешивании с кровью |
| Флуоресцентные красители | Флуоресценция при воздействии света определенной длины волны |
| Фотолюминесцентные химикаты | Светится при воздействии света |
Так что, хотя кровь сама по себе не светится, при правильной активации и условиях ее можно заставить визуально люминесцировать или флуоресцировать. Это необычное свойство нашло применение в таких областях, как медицинская диагностика и биомедицинские исследования, а также для создания визуально ошеломляющих спецэффектов для кино и театра. Но охотники на вампиров, надеющиеся выследить нежить с помощью лунного света, к сожалению, обнаружат, что человеческая кровь сама по себе не обеспечивает никакого сверхъестественного свечения.