游离Ca2+在细胞信息转导中起到重要的第二信使作用，生物学研究表明其浓度对重力敏感，游离Ca2+与转水母发光蛋白基因拟南芥中的发光蛋白结合有自发光现象。为了深入了解植物对微重力的反应及其机理，本课题以空间应用为目标，在调研国内外生物自发光信息检测技术发展现状的基础上，通过分析空间目标发光特性以及生物自发光强度和Ca2+浓度之间的关系，首次开展以空间生命科学研究为应用目标的生物特征光信息检测技术研究，为细胞生物学中信号转导关键因子和重力相关基因表达变化研究提供实时检测手段。　　 具体内容包括：1、以空间实验中检测生物微弱发光为目标，在分析实验样品特性基础上，提出了基于光电倍增管的光子计数法和大规模集成电路相结合的总体技术方案；2、为了检测空间环境下微弱生物自发光，开展了三项关键技术研究：①光电倍增管的机械、电磁屏蔽、光屏蔽、样品接口等结构设计：②高速、宽带(大于100MHz)模拟小信号放大器的设计；⑨原理样机的标定方法研究与指标标定。3、构建了一台能检测生物自发光光强度的原理样机，为细胞生物学中信号转导关键因子和重力相关基因表达变化研究提供实时检测手段，并采用转水母发光蛋白基因拟南芥进行了生物学实验，实验测试结果表明原理样机达到了设计指标。4、创造性的建立了一套有效的标定方法，对原理样机进行了标定，并探索了采用化学发光试剂进行原理样机指标标定的可行性。5、为了便于数据采集，基于USB总线，编写了一应用程序完成原理样机的控制和数据采集、图形化显示、存储等功能。　　 总之，本论文结合空间生命科学对新一代实验仪器的需求，对生物发光微弱信号的检测技术进行了研究，为细胞生物学中信号转导关键因子(如Ca2+)和重力相关基因表达变化研究提供实时检测手段，该项研究具有重要的学术意义和工程应用前景，为下一步工程化应用奠定了技术基础，课题达到了预期目标。