バイオフォトンの観測には、完全に遮光された環境と、熱ノイズを減らすために冷却された光電子増倍管やCCDイメージセンサなどの超高感度測定器を必要とする。肉眼で観測することは出来ない。一般的に生物発光と言えば、肉眼で観測できるホタルや夜光虫などがよく知られている。その強度はフォトンとして観測される場合より数桁も大きく、バイオフォトンとは呼べない。現在バイオフォトンと呼べるのは、生化学反応、特に細胞呼吸などの生体内の酸化還元反応に付随して生じる活性酸素種などのラジカル類からの化学発光である。バイオフォトンは生物フォトン、生物光子、極微弱生物発光、極微弱生体発光、極微弱生化学発光などと呼ばれることもある。
歴史.
発光のメカニズム.
ホタルや夜光虫のような生物発光では発光基質ルシフェリンと発光酵素ルシフェラーゼによって生化学反応で生じるエネルギーの大部分が光となって放出される。一方、バイオフォトンに関与する生化学反応は主にミトコンドリアにおける細胞呼吸などの酸化還元反応と言われており、そこで生じるエネルギーの内、フォトンとして放出されるのはごく僅かである。これは関与する分子のうち比較的高いエネルギーを持った後にそのエネルギーを光として放出する分子が確率的に少なく、ほとんどの分子は生化学反応を通して生理活動を行った後に熱としてエネルギーを放出するためである。比較的高いエネルギーを持った分子、すなわち活性酸素やラジカルなどがこの過程に関わっている。以上のことから明らかなように、バイオフォトンと同様な発光現象は、生物でしか観測されないわけではなく、同様の化学反応を起こして観測することが可能である。特に酸化還元反応はエネルギーの発生が比較的大きく、分子が持つ平均エネルギーが高くなるので、光を放出可能な状態に励起される分子の数も多くなる。これ以外の化学反応でも量子力学的に決まるある確率で反応に付随する発光があるはずであるが、観測できないほど弱い場合もある。ちなみに、ホタルや夜光虫では、熱として放出されるより光として放出されるエネルギーが大きくなる化学反応が利用されている。
用語の使い方について.