Die ersten Luminometer

Luminometer wurden bereits 1968 erstmals erwähnt (1). Das Interesse an der Lumineszenz stieg aber erst in den 1970er Jahren sowohl wissenschaftlich als auch kommerziell rasant an. Dies wurde durch die Suche nach Alternativen zu den bis dahin dominierenden radioaktiven Isotopen und durch neue mikrobiologische Anwendungen mit der Firefly/ATP-Reaktion vorangetrieben.

Abgesehen von selbstgebauten Systemen war das zum damaligen Zeitpunkt einzige kommerziell verfügbare Instrument für diese Anwendung ein Liquid Scintillation Counter (LSC). Das LSC misst die Lumineszenz, indem es einen der Photomultiplier ausschaltet und die Counts per Second (CPS) sammelt. In den 1970er Jahren kamen schließlich auch spezielle Luminometer auf den Markt. Das erste dedizierte Luminometer wurde von DuPont de Nemours in Wilmington DE (2) hergestellt. In den Anfangsjahren gab es nur wenige Anwendungen und es keine praktikablen Methoden für die Handhabung von Reagenzien, den Transport von Proben, die Probenvorbereitung und die Messung der Lichtausbeute. Die Anwendung von Firefly zur ATP-Bestimmung war zwar sehr sensitiv, aber in den 1970er Jahren war der Assay noch recht komplex, da die Firefly-Insekten von Hand in der Wildnis eingesammelt, gefriergetrocknet und dann aufbereitet werden mussten. Dies war ein äußerst langwieriger Prozess, der nur von Experten durchgeführt werden konnte.

Der Biolumat

Darüber hinaus war die Lichtempfindlichkeit der ersten dedizierten Luminometer, die Festkörperdetektoren verwendeten, immer noch ein Problem. Dieses Defizit wurde behoben, indem Berthold Technologies ein neues Photonenzählverfahren mit ausgewählten Hochleistungs-Photomultipliern entwickelte. Basierend auf der Unterscheidung und Identifizierung von Einzelphotonenereignissen, ist dies bis heute die empfindlichste und stabilste Methode zur Lichtmessung in der Luminometrie.  Das Resultat war 1977 das erste kommerziell erhältliche Luminometer von Berthold, der Biolumat LB 9500. 

In den späten 1970er Jahren wurden in rasantem Tempo neue Lumineszenzreagenzien mit höherer Stabilität und Reinheit entwickelt. Die nächste Hürde bestand natürlich darin, diese Reagenzien mit hoher Präzision und schnellen Mischmöglichkeiten in die Probe einbringen zu können. Bereits 1979 konnte Berthold die neue "Jet Injector"-Technologie in das LB9500-System integrieren. Die Einführung dieser präzisen und hochreproduzierbaren Injektoren ermöglichte Wissenschaftlern, automatische Standardisierungen und den Vergleich der Ergebnisse zwischen verschiedenen Laboratorien durchzuführen.

Berthold Technologies hat in den letzten 4 Jahrzehnten über 20 verschiedene Arten von Luminometern (vom Röhrchen bis zur Mikroplatte) entwickelt. Das Unternehmen ist seither bekannt für Präzision, Sensitivität sowie Zuverlässigkeit und ist auch heute noch Marktführer für Luminometer.

(1)    Burr A, Mauzerall D. The oxygen luminometer. An apparatus to determine small amounts of oxygen, and application to photosynthesis. Biochim Biophys Acta 1968; 153:614–24.

(2)    Berthold F., Tarkkanen V. Luminometer development in the last four decades: recollections of  two entrepreneurs. 2013 Jan-Feb;28(1):1-6