具有什么结构的物质易产生荧光?为什么?

孙承山回答：

　　当紫外光或波长较短的可见光照射到某些物质时,这些物质会发射出各种颜色和不同强度的可见光,而当光源停止照射时,这种光线随之消失.这种在激发光诱导下产生的光称为荧光,能发出荧光的物质称为荧光物质.

　　分子的吸收光谱和产生荧光的机制：当物质分子吸收某些特征频率的光子以后,可由基态跃迁至第一或第二电子激发态中各个不同振动能级和各个不同转动能级,如图1中的a和b.处于激发态的分子通过无辐射弛豫（例如,与其它分子碰撞过程中消耗能量,或者,对分子组织而言,诱发光化反应而消耗能量等）降落至第一电子激发态的最低振动能级,如图1中c.然后再由这个最低振动能级以辐射弛豫的形式跃迁到基态中各个不同的振动能级,发出分子荧光.然后再无辐射弛豫至基态中最低振动能级.

　　几乎所有物质分子都有吸收光谱,但不是所有物质都会发荧光.产生荧光必须具备以下条件：①该物质分子必须具有与所照射的光线相同的频率,这与分子的结构密切相关.②吸收了与本身特征频率相同的能量之后的物质分子,必须具有高的荧光效率.许多吸光物质并不产生荧光,主要是因为它们将所吸收能量消耗于与溶剂分子或其它分子之间的相互碰撞中,还可能消耗于一次光化学反应中,因而无法发射荧光,即荧光效率很低.

　　由荧光的发光原理可知,分子荧光光谱与激发光源的波长无关,只与荧光物质本身的能级结构有关,所以,可以根据荧光谱线对荧光物质进行定性分析鉴别.

　　照射光越强,被激发到激发态的分子数越多,因而产生的荧光强度越强,测量时灵敏度越高.一般由激光诱导荧光测量物质的特性比由一般光源诱导荧光所测的灵敏度提高2-10倍.

　　(2)生物组织自体荧光的产生在大多数组织成分中,未染色和未使用荧光药物的组织即有某种程度的荧光,这称为自体荧光或固有荧光、原发荧光.生物组织的自体荧光属于分子荧光.在能量释放过程中,生物组织通过三种方式消耗能量：热消耗、荧光发射、在一个光化学反应中被利用.在热消耗过程中,光线仅仅被吸收而无荧光产生；在光诱发的光化学反应表现为褪色.所以,生物组织的自体荧光是与热消耗和光化学反应相互竞争的结果,哪一种情况的发生率高,则哪一种情况占主导地位.

　　生物大分子发射荧光的基本原理中,无辐射弛豫包括振动弛豫、内部能量转换和碰撞交换能量驰豫；辐射驰豫则有弹性散射和发射荧光两种方式.因而自身的振动和与周边分子的相互作用,生物大分子的能级（基态和激发态）都被展宽,所以荧光光谱较宽.

　　实际上,探测器接收到的生物组织发出的自体荧光是激发光特性（功率、波长、激发光输出端的几何结构）、组织内荧光物质的含量与特性、其它物质对荧光的吸收与散射特性、荧光接收端的几何与光学特性等等诸多因素的综合效果.