共振散射光谱法 resonance scattering spectrometry

基于光散射与分子光吸收发生共振的分析方法。当光散射位于或接近于它的分子吸收带时，可能因产生散射-吸收-再散射过程而使散射强度大大增加，这种现象称为共振光散射。

其中作为非弹性散射的共振拉受散射已为人们熟知，作为弹性散射的共振瑞利散射（RRS）的研究和应用日益增多。共振瑞利散射与瑞利散射相比，具有以下优点：

①有更高的灵敏度，可比单纯瑞利散射的强度提高几个数量级。

②可以使用普通光源，并通过荧光分光光度计同步扫描而得到完整的RRS光谱。

③有更好的选择性。

④可为研究分子结构和反应特性提供更丰富的信息。

1. 共振瑞利散射强度

当其他因素一定时，共振瑞利散射强度与以下因素有关：

①随分子体积（或分子量）的增大而增强。

②随散射分子摩尔吸光系数的增大而提高。

③与溶液中散射微粒的浓度成正比，这是共振瑞利散射作为物质浓度测定方法的定量基础。

此外，还受分子的共轭体系大小和电荷分布、分子的结构和形状、散射微粒的表面特性和两相间界面的性质、环境因素（包括溶剂的极性、盐效应、pH值和温度）的影响等。

2. 影响共振瑞利散射光谱的主要因素

①吸收光谱特征。由于RRS是瑞利散射与分子光吸收发生共振而产生的吸收一再散射过程，因此RRS的光谱特征当与吸收光谱密切相关。

②仪器因素。测量仪器光源（氙灯）的发射光谱特征和检测器（不同型号的光电倍增管）的信号响应曲线的影响。

③散射分子的大小。产生共振瑞利散射的条件之一是散射粒子必须远小于入射光波长，当散射分子接近或大于入射光波长时，此时的共振光散射已不是共振瑞利散射，而是共振大粒子散射，它的散射峰将不再受吸收光谱特性的影响，而主要取决于仪器因素。

3. 共振瑞利散射引起的其他光散射现象

在产生强烈共振瑞利散射的体系中，常常可以观察到在入射光波长（即散射波长）2倍处和1/2处（即入射频率的2倍处）也产生显著的光散射，前者称为“二级散射”，后者称为“倍频散射”。

此外，在入射光的1.5倍、2.5倍或1/3处也会产生一些相对较弱的散射峰，它们可能是由共振瑞利散射引起的一些共振非线性散射。

这些共振非线性散射（特别是倍频散射和二级散射）也具有较高的信号水平，可以用普通光源（如氙灯）作入射光源，且能够在溶液中产生，从而可作为一种光谱现象和分析技术子以研究。

共振非线性散射是一种过去很少被研究的散射现象，进一步研究其产生原因、变化规律、它与共振瑞利散射、分子吸收和发射之间的内在联系及其能量转移关系，它的产生和强度变化与分子结构、电荷状态、键合形式、分子大小和形状之间的关系等，并在此基础上进一步拓展其分析应用，都有重要的理论和实际应用意义。

4. 共振瑞利散射的分析应用

①在生物大分子分析中的应用。自1993年报道用共振光散射技术研究和测定核酸之后，这一技术在核酸、蛋白质、糖类等生物大分子的测定和表征中得到了越来越多的应用。

②离子缔合物的RRS及其在痕量无机物和有机物分析中的应用。某些小分子之间的作用也可能引起RRS增强。两种电荷相反的离子之间由于静电引力、疏水作用力和电荷转移作用所形成的离子缔合物也会产生强烈的RRS及共振非线性散射。故可用于痕量无机离子（金属、非金属），以及药物、有机物的测定，且一般具有很高的灵敏度和较好的选择性。

③纳米微粒的RRS和共振非线性散射研究。某些纳米微粒能产生强烈的共振瑞利散射和共振非线性散射，其光谱特征和强度变化与纳米微粒的尺度、结构以及浓度表现出明显的相关性。

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第7册，中国大百科全书出版社，2009年