《Molecular Fluorescence: Principles and Applications》（2nd ed.）书评

华南理工大学化学与化工学院 孙志红

一、概述

《Molecular Fluorescence: Principles and Applications》第二版由Wiley-VCH出版社出版于2012年，作者为Bernard Valeur和Mário N. Berberan-Santos。本书全面系统地介绍了分子荧光的基本原理、测试技术和实际应用，可供从事物理化学、生物化学和光电材料方向的研究人员参考。

二、内容简介

分子荧光是研究物质结构和聚集状态的必要表征工具，广泛应用于物理、化学、材料、生物和医学等各个领域。本书旨在通过基本原理和应用的系统阐述，深化研究人员对分子荧光的理解。本书总共分为原理、技术和应用三部分，全书分为16章，具体研究内容如下：

第1章 绪论

本章简要介绍了发光的定义，荧光和磷光的发展历程、基本概念及其相关应用。

第一部分 原理

第2章 紫外可见和近红外辐射吸收

本章介绍了分子吸收光谱相关的基本概念，包括电子跃迁、朗伯比尔定律、选律、弗兰克-康登原理以及多光子吸收。

第3章 荧光发射特征

本章围绕雅布朗斯基图阐述了荧光现象中电子态之间的跃迁原理， 包括内转换、荧光、系间窜越、磷光和延迟荧光。同时，本章还介绍了荧光寿命、荧光量子产率、发射光谱和激发光谱等基本概念。

第4章 结构对荧光发射的影响

本章首先讨论了分子结构（包括共轭程度、取代基和杂环）对荧光发射的影响，并特别提到了分子内电荷转移和内部旋转产生的双荧光发射现象。本章紧接着介绍了共轭聚合物、石墨烯、碳纳米管、金属复合物和半导体纳米粒子的荧光特性。

第5章 环境对荧光发射的影响

本章着重探讨了溶剂效应对吸收和荧光光谱的影响，详细分析了溶剂极性和氢键等作用力对电子跃迁的影响，并简要介绍了溶剂极性和黏度的评价参数。本章最后介绍了低温固体介质和气相条件下的荧光测试技术。

第6章 分子间光物理过程对荧光发射的影响

本章聚焦于分子间光物理过程对荧光的影响，首先阐述了激发态分子通过分子间相互作用失活导致荧光淬灭的基本原理，紧接着通过光诱导电子转移、激基缔合物、激基复合物以及光诱导质子转移进一步说明具体的分子间荧光淬灭过程。

第7章 荧光偏振：发射各向异性

本章主要介绍了荧光偏振的基本原理及相关应用。

第8章 激发能量转移

本章主要介绍了分子间的辐射能量转移和非辐射能量转移，并着重探讨了非辐射跃迁中福斯特共振能量转移（FRET）的转移机制，通过理论分析强调了供受体的空间距离以及供体发射光谱和受体激发光谱重叠程度对FRET过程的影响。

第二部分 技术

第9章 稳态荧光光谱仪

本章主要介绍了稳态荧光光谱仪的主要部件、测试用途和荧光测试分析。

第10章 时间分辨荧光技术

本章主要对比分析了两种时间分辨荧光技术——频域法和时域法的测试原理、主要部件和测试数据分析，并对比了两种荧光技术的优缺点。

第11章 荧光显微镜

本章主要介绍了生物和材料研究领域广泛使用的荧光显微镜。本章不仅列举了经典的宽场荧光显微技术（共聚焦荧光显微镜和双光子激发荧光显微镜），还简要介绍了较为先进的超高分辨荧光显微技术（扫描近场光学显微镜、受激发射耗竭显微镜、随机光学重建显微镜和荧光寿命成像）。本章对比了各种荧光显微镜的优缺点，并概述了这些技术的应用。

第12章 荧光相关光谱学和单分子荧光光谱学

本章主要介绍了两种荧光技术——荧光相关光谱学和单分子荧光光谱学的基本原理、参数测定和相关应用。

第三部分 应用

第13章 利用荧光探针评估局部物理参数

本章将荧光分子作为探针，通过实例表征极性和黏度等物理参数，并简要介绍了对温度和压力敏感的荧光探针。

第14章 通过荧光进行化学传感

本章首先介绍了不同的荧光传感和荧光pH指示剂的基本原理，紧接着从离子和分子识别的角度介绍了荧光传感分子的设计原则，最后介绍了荧光分子对金属离子、阴离子、中性分子和气体的响应。

第15章 自发荧光和荧光标记在生物学和医学中的应用

本章首先介绍了在生物追踪和成像领域中应用的荧光标记物的评判标准，紧接着分类介绍了各种天然和人工合成的荧光标记及其特点。

第16章 其他应用

本章简要介绍了荧光再增白剂、无损检测、取证、防伪检测和艺术品等领域的应用，并通过实例进一步说明荧光技术的高灵敏性和选择性。

三、编写特点

本书的编写特点在于内容系统全面，层次分明，从最基本的分子荧光基本理论出发，联系最新的荧光测试技术，拓展到各个领域的应用，附录还罗列了各种有机荧光分子的特性。本书兼具理论深度和实用性，有助于从事化学、生物、材料和医学的科研人员深化理解分子荧光、掌握荧光测试技术和开拓视野。

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