想象一下，如果有一种工具，能让你在浩瀚的知识海洋中迅速定位，让重要的信息在眼前高亮显示，就像黑夜中的灯塔，指引方向。不仅如此，它鲜明的色彩还会让人心情愉悦。你猜对了，这就是我们今天要介绍的——荧光笔。它在书页上留下的每一笔，都是通往理解和记忆的桥梁。它不仅仅是一支笔，而是很多人在学习、工作中的好帮手。荧光笔的颜色为什么那么高亮且绚丽多彩？它是用什么材料做的？长期使用会对人体有危害吗？衣服上的荧光笔印如何除去？接下来我们就来解决这些疑问。
1852年，斯托克斯(G.G.Stokes)在研究奎宁硫酸盐溶液的光谱时，观察到一种非常有趣的现象：当使用短波长（如紫外线）的光照射这种溶液时，溶液会发出波长更长（即能量更低）的光。这一发现被认为是荧光现象的正式科学记录的开始。1859年斯托克斯提出了“斯托克斯定律”，描述了荧光光谱与激发光谱之间的关系：即荧光发射光谱的波长总是比激发光的波长长。这一规律至今仍然是理解荧光现象的关键。在正常状态下，物质分子一般处于基态，不会发光。当某些物质的分子受到紫外线等外界光线照射时，基态分子中的电子被激发到能量高的轨道上，这时分子变为激发态。激发态分子不稳定，它的电子可以回到能量低的不同轨道上，发射出比入射光的频率更低波长更长的荧光。[1]由于人眼对某些波长的光有更高的敏感度，荧光染料发射的光波长往往落在这一范围内，这使得我们的眼睛更容易被荧光颜色吸引，从而在视觉上感觉荧光墨水的颜色非常亮眼。图1彩色荧光笔（图片来源：http://www.fashion800.com/read-964726.html，用作封面图）荧光染料是荧光笔墨水中最关键的成分，荧光染料种类繁多，常见的有荧光红、荧光绿、荧光黄等（图2），主要为有机化合物，如常见的有罗丹明、荧光素、亮黄、分散荧光黄、盐基品蓝和硫代亮黄色素等。[2]
图2三种代表性颜色的荧光染料的分子结构举例（图片来自作者）它们的分子结构中通常包含能够吸收紫外可见光并发射可见光的特定化学基团。如含有不饱和键的、、等发色基团（或生色基团）以及含有孤对电子的-NH2、-OR、-NHR、等助色基团以及含Π键的有机染料。一些劣质荧光笔的染料中可能含有重金属，如铅、镉、汞等，这些重金属对健康有害，尤其是对儿童和胎儿。环保型有机荧光染料主要包括香豆素类、荧光素类、罗丹明类、花菁类及氟硼二吡咯（BODIPY）类等，如，荧光素类染料可以用于细胞成像、分子探针和药物输送系统等领域。BODIPY骨架结构（图3）本身的溶解性并不好，但通过在其结构中引入磺酸基、季铵盐、羧基，或者将BODIPY接枝到亲水性聚合物上等多种策略优化后，其水溶性得到了较大改善，得到的荧光染料具有水溶性好，荧光量子产率高，光谱窄，光稳定性好，对环境pH不敏感，生物相容性好等优异特性。[3]因此，这些染料不仅具有良好的生物相容性，对人体无害，而且对环境友好。荧光墨水中的有害物质风险主要来自溶剂。荧光笔墨水中常含有溶剂，如酮类（如丙酮）、醇类（如异丙醇）、酯类等。这些溶剂在高浓度下吸入或长时间皮肤接触时可能引起刺激、头晕、恶心等症状。有一些制笔企业为了增加荧光笔的香味，在生产过程中通常使用香精香料，如果香精中加入一些致敏芳香剂，或者由于企业工艺不完善等原因导致荧光笔中含有苯系物等有毒物质，通过吸入、吮吸、啃咬等方式会将这些化合物引入体内，会引起神经系统和血液系统等方面的疾病，对健康造成危害。2018年，腾讯、网易等多家主流网络媒体报道香味荧光笔引起儿童头晕恶心的案例。[4]此外，一些市售的荧光笔在抽检中发现墨水中含高毒物质丙烯腈。[5]荧光笔墨水中可能添加防腐剂和pH稳定剂等化学物质，以延长墨水的保质期和稳定性。如：苯甲酸钠，山梨酸钾，对羟基苯甲酸酯类，二氢乙酸钠，丙酸钙，等。如果存在一些释放型防腐剂，如甲醛，其长期接触可能引起皮肤刺激或过敏反应。为了保证荧光笔墨水的粘附性、流动性、水溶性及耐久性，能够确保墨水在纸张上均匀分布并保持长时间不褪色，通常会在荧光笔墨水中添加一些粘合剂，如：聚丙烯酸酯（Acrylic Resin）、聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpyrrolidone,
PVP）、聚乙二醇（Polyethylene Glycol, PEG）、羧甲基纤维素钠（Sodium
Carboxymethyl Cellulose, CMC-Na）、天然树脂（Natural Resins），等。虽然通常无毒，但在不适当使用或处理下，如误食或吸入其蒸气，仍可能对健康造成影响。目前市场上有专门标榜为环保和安全的荧光笔产品，这些产品使用更环保的溶剂和染料，但消费者仍应关注产品成分和安全性认证。有毒、有害物质需要通过专业仪器检测，普通消费者无从知道。因此，在无法对荧光笔成分有足够认识的情况下使用时要注意以下几点：（1）荧光笔中的挥发性溶剂在纸面上空的浓度随髙度的增加迅速下降，书写时头部与纸面距离保持20cm以上，能有效降低有毒气味对使用者的侵害；（2）建议消费者不要嗅闻荧光笔头；（3）荧光笔不用时，应套紧笔盖防止有毒气味挥发扩散，同时避免颜料干燥影响下一次使用；（4）不要啃咬、吸吮荧光笔，以免摄入有害物质，如果不小心接触到皮肤或眼睛，应立即用大量清水冲洗，并寻求医疗帮助；（5）荧光笔应存放在阴凉干燥的地方，避免长时间暴露在高温或潮湿环境中，以免影响荧光剂的稳定性，释放有毒物质。如果不小心将荧光笔划到衣服上，要如何除去呢？可以用棉签或者布蘸取少量酒精或者异丙醇，轻轻擦拭污渍处，有机溶剂有助于溶解荧光笔墨水；也可以购买市面上一些专门去除荧光笔墨水的去污剂，按照产品说明使用。如果没有上述物质，也可以用配比为1:1的白醋和洗洁精的混合液代替。如果是不容易洗的白色衣物，可以选择使用漂白剂。荧光墨水能够吸引人们的注意，即使在光线昏暗的条件下也能发出明亮的光芒，适用于广告、标签、标识等领域。[6]如手机壳、眼镜框、文具、商品表面标签打印、灯箱、手环、海报、天花板吊架、活动指引牌等，特别适合主题展览、艺术搭建、KTV、酒吧、俱乐部等场所。荧光染料在织物上的荧光反射率取决于紫外光源的强度、织物上染着的荧光物质的量和荧光物质的荧光量子效率。荧光染料因其发射强度高、色彩鲜艳、荧光强烈等特点，广泛应用于织物的染色和印花，如T恤、帽子等。[7]荧光笔不仅可以作为文字作标记，荧光笔墨水也可以用来标记血液，从而观察血管的结构和血流情况，为血管造影。如用注入墨水的胚胎进行宏观共聚焦显微镜分析，可以从图像上看到胚胎固有神经丛和胚胎外神经丛的精细血管结构，这可以帮助人们更好地理解在脊椎动物发育过程中血管是如何形成并建立复杂的网络的。[8]荧光墨水的应用不仅限于上述领域，随着技术的进步，其应用领域有望进一步拓展。[1]赵华.发展中的化学科学[M].江苏：江苏凤凰教育出版社,2023,2.[2]季清荣.荧光颜料和网印油墨[J].丝网印刷,1997,(03):20-24.[3]雷圆.基于氟硼二吡咯（BODIPY）类染料的生物硫醇荧光探针的研究进展[J].辽宁化工,2023,52(08):1197-1200.DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2023.08.022.[4]彭晓辉,熊大伟,李桂晓.学生用品荧光笔、水彩笔质量安全风险监测分析[J].中国质量与标准导报,2020,(01):68-70.[5]张亚婷,储晨晨,邹雪,等.香味荧光笔挥发物的质谱分析及安全性研究[J].大气与环境光学学报,2019,14(02):136-143.[6]周剑,彭帅,罗晖,等.蓝色隐形荧光墨水的制备与性能研究[J].数字印刷,2022,(05):79-84.DOI:10.19370/j.cnki.cn10-1304/ts.2022.05.009.[7]胡海娜,吕丽华,熊小庆,等.适用于纺织荧光染色的染料及其应用进展[J].精细化工,2020,37(06):1125-1135+1170.DOI:10.13550/j.jxhg.20200231.[8]Takase Y, Tadokoro
R, Takahashi Y. Low cost labeling with highlighter ink efficiently visualizes
developing blood vessels in avian and mouse embryos[J]. Development, growth
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本文科普了文具中常用的荧光笔及其相关知识，具有较好的科普意义。但文中有以下问题需要作者再斟酌并修改确保知识内容正确：1、荧光光谱分为激发光谱和发射光谱，建议文章第一部分第二自然段“荧光光谱与激发光谱之间的关系：即荧光光谱的波长总是比激发光的波长长”，荧光光谱修改为荧光发射光谱。2、第二部分第二自然段“荧光基团”表述不准确，作者描述应为发色团或叫生色团。分子中能够吸收光辐射并产生跃迁的不饱和基团及其相关的化学键为发色团或叫生色团。这些基团通常含有不饱和键，能够在紫外可见光区（200～800nm）内吸收特定波长的光，显示出特定的颜色。助色基团通常含有孤对电子，能够通过共振作用增大分子的共轭体系。助色基团与发色基团结合时，能够使发色基团的吸收峰红移，即吸收波长变长，同时增加吸收强度。因此文章中“它们的分子结构中通常包含能够吸收紫外线”应为“它们的分子结构中通常包含能够吸收紫外线可见光”。3、第三部分第一自然段：①重金属无论浓度高低都对人体有害，“重金属在高浓度下对健康有害”，应把“高浓度”去掉；②BODIPY存在水溶性差，斯托克斯位移小等缺点，可以通过诸如在BODIPY骨架结构中引入磺酸基、季铵盐、羧基，以及将BODIPY接枝到亲水性聚合物上等多种策略对其水溶性差进行改善，因此在文中表述“。BODIPY 类荧光染料（图3）是一种具有水溶性好”不合适。
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