生物发光的应用
1. ATP生物荧光检测
ATP生物荧光检测是基于荧火虫发光机理所设计，荧火虫发光细胞内具有特殊的发光物质-荧光素及荧光素酶，荧光素易被氧化，它在荧光素酶催化下，由ATP激活，使之与氧结合，荧光素分子中的电子跃迁到高能级，处于不稳定的激发态，当电子跳回到低能级时，即发出荧光光子。由于ATP能不断提供能量，因而荧光素分子不断地被激活，即可连续地发出荧光，其荧光强度与ATP浓度在一定范围内成线性关系，通过用发光光度计，可以检测出待测液中ATP含量。该法灵敏度极高，可检测出10μl样品中的ATP含量。研究表明，各生长期的细菌均有较恒定水平的ATP含量，因此，提取细菌的ATP，利用生物发光法测出ATP含量后，即可推算出样品中的含菌量，整个过程仅为十几分钟。由于生物发光法无需培养微生物过程，操作简便、灵敏度高，在短时间内即可得到检测结果，具有其他微生物检测方法无可比拟的优势，是目前检测微生物最快的方法之一 .
2. 利用生物发光蛋白测定细胞内游离Ca2+
Ca2+对细胞的代谢与功能的调节作用几乎涉及到细胞的所有生理和生化过程。细胞内游离Ca2+浓度及其分布的变化代表着某种细胞功能的启动、加强和抑制，是形成Ca2+信号的基础。研究Ca2+与细胞功能的关系具有十分重要的意义。利用光蛋白与Ca2+反应极其灵敏的特性，可以测出微量Ca2+的含量。
1967年，Ridgway和Ashley用从水母(acguoreaforskalea)中分离出的一种蛋白质—水母发光蛋白(acguorin)，第一次成功地测定了活细胞内[Ca2+]。水母蛋白与Ca2+结合后激活而发出蓝色荧光(465mm)，在0.1～10μmol/L Ca2+范围内荧光强度与[Ca2+]成正相关，是目前应用最广的一种Ca2+生物发光指示剂。 Ca2+生物发光指示剂不受光漂白效应的影响，对细胞无毒性.
3应用在免疫检测中进行标记物的超灵敏检测。
BL反应已经被证明是检测酶标记的极为灵敏的方法，依赖于萤火虫荧光素酶热稳定突变体标记的醋酸激酶BL检测可以得到极低的检测极限(8.5x10-23 mol)
4．微孔板上的生物发光
基于超灵敏的光电耦荷装置（CCD）的成像系统，可以同时测量整个384孔板的BL信号。其中每个孔的信号都会通过对BL数字图象进行软件分析得到精确的定量。通过对直观可视信号的评估，测量得到的BL光信号会被转变成假色，而更加突出不同的光强度，如
5. 酶抑制剂筛选
一种BL检测方法可以用来检测蛋白酶活性。水母融合蛋白(配合一个最优的自然蛋白酶酶切位点)被固化在微孔板空内，作为HIV-1蛋白酶的底物。蛋白酶水解键后从固态上释放出水母蛋白，从而增加了BL信号。这个系统可以通过在BL融合蛋白中引入特定的酶切位点而针对不同蛋白酶进行抑制剂筛选。
6．活体动物成像
BL反应所产生的可见光可以部分的透过动物组织，因此可以在整体动物的模式下进行成像。BL全体细胞和分子成像作为一种灵敏、可定量、非侵入性的和实时的方法，可以用来对活体动物进行生物学研究，并将对生物技术、分子医学、基因治疗和药物研发等领域产生深远的影响。
7．体内基因表达
体内基因表达模式方面的研究。在药物研发领域，科学家通过可发光转基因动物（例如：大鼠或小鼠基因组中整合了修饰的内源基因和BL报告基因）作为人类疾病的模式动物进行目标确认的研究。 例如：目前已经建立了一个转基因小鼠模型，可以监测编码人细胞色素P450 3A4（CYP3A4）基因的体内转录调控，人细胞色素P450 3A4在药物代谢方面起着重要作用。
8．传染性疾病
疾病的进程和治疗剂的功效可以通过对小鼠注射BL标记进行评估。例如注射经过修饰的病原微生物，然后对透过动物组织的光进行成像。使用这种方法，可以检测活小鼠胃肠道内重组的发光沙门氏菌的定殖和不同的喂食物质对其的影响。
9. 肿瘤研究
与药物功效研究相同，肿瘤的生长与转移，可以通过活体中注射BL重组肿瘤细胞，再成像进行监测。 另一种方式，初期的肿瘤和不确定的转移可以通过使用基因工程的发光细胞作为探针进行定位。
a human colon carcinoma xenograft 模式中已经开始使用双标记，一个标记检测特定基因的转录活性，另一个组成性表达，作为一个内参照物。
10. 细胞移植
心脏细胞移植中胚胎心脏成肌细胞的位置、数量和存活时间可以在活体动物中进行非侵入行的监测。 体内BL成像同样提供了一种新的可以动态检测移植的人造血干细胞的方法。其他的生物学过程同样可以通过BL标记后活体成像进行研究，比如细胞凋亡、蛋白-蛋白互作和效应细胞功能等等。使用这种方法可以在活体中进行客观的、可定量的检测，成为药物筛选的一个重要工具。
11．生物发光传感器
BL被作为一个检测系统在生物传感器中使用，严格意义上是指作为生物识别系统中的分析装置并与传导装置接触，相关的酶被固定在各种不同形式的装置上。这些系统主要是基于耦连的酶促反应并引发光子的发射。
