环丙沙星、帕珠沙星和司帕沙星都是氟喹诺酮类(FQs)抗菌素药物，这类药物具有抗菌谱宽、抗菌效果好、疗效显著等特点，在临床上有着广泛的应用。但它们也都具有诸如光敏毒性或光诱导生物细胞损伤等副作用，给患者带来了诸多不便和麻烦，也阻碍了FQs抗菌素的更广泛的应用。虽然近年来，许多科研人员都付出了很大的努力。然而，至今这类药物的光敏毒副作用的机理仍然不甚十分明确。　　 本文利用紫外可见吸收光谱、稳态荧光发射光谱、激光闪光光解和脉冲辐解等稳态和瞬态光谱技术对上述三种药物的一系列光化学性质和它们对生物分子的光敏损伤机理进行了研究。　　 在对环丙沙星的研究中，确定了环丙沙星在中性水溶液中三重激发态的最大吸收峰位置（λmax=620nm），并通过能量转移的实验方法得到了三重激发态的能量(△ET=262kJmol-1)。我们还对环丙沙星三重激发态与2-脱氧鸟苷酸-5-单磷酸盐(dGMP)、N，N，N，N-四甲基-对二苯胺(TMPD)、阿魏酸(FCA)的瞬态反应进行了研究，根据瞬态反应实验结果，得到了上述三个瞬态反应的速率常数。通过设计不同的反应过程，证明了环丙沙星的三重激发态通过电子转移对DNA造成损伤的这一过程。　　 在对环丙沙星与dGMP中的磷酸基团的研究中，利用紫外-可见分光光度计研究了CPX与磷酸根在中性水溶液中相互作用。初步提出了磷酸根与CPX之间在基态通过弱相互作用结合的机理;利用稳态发射荧光光度计进一步研究了磷酸根离子和dGMP对CPX稳态发射荧光光谱的影响。发现了磷酸根离子和dGMP能够有效地猝灭CPX的发射荧光，并且随着磷酸根离子和dGMP浓度的增大，猝灭的程度也加强;同时，还利用激光闪光光解技术研究了磷酸根离子和dGMP中的磷酸基对CPX三重激发态吸收光谱的影响，提出了dGMP中磷酸基与CPX基态条件下在中性水溶液中通过氢键进行相互作用的机理。　　 在对帕珠沙星(PAX)的研究中，通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱的分析，发现帕珠沙星也具有pH效应，其紫外-可见光谱以及荧光发射光谱的最大吸收峰位置及强度都随着pH值的变化而变化（详细讨论在相关章节中）。利用激光闪光光解实验方法得到了帕珠沙星在中性水溶液中三重激发态的最大吸收峰并通过能量转移的方法确定了帕珠沙星的三重激发态的能量值。同时，通过研究PAX三重激发态与dGMP、色氨酸(TrpH)的反应，分别得到了PAX三重激发态与dGMP和TrpH瞬态反应的速率常数，根据实验实验结果并进行分析，提出了帕珠沙星三重激发态通过电子转移与dGMP和TrpH进行反应的机理。通过冲辐解实验得到了PAX的阳离子自由基和阴离子自由基的最大吸收峰。另外，还利用稳态光照和SDS-PAGE凝胶电泳实验，发现了在近紫外光照时PAX对蛋白质（溶菌酶）能够造成损伤。　　 另外，本文还研究了司帕沙星的紫外可见光谱行为，以及通过脉冲辐解实验研究了它的阳离子自由基和阴离子自由基的最大吸收峰位置和pH效应。通过研究SPAX与羟基自由基的反应，得到了其瞬态反应的速率常数，并根据实验结果讨论了SPAX与羟基自由基反应的大致机理和过程，初步提出了SPAX中性自由基，阳离子自由基等的吸收峰位置。利用叠氮化合物与SPAX进行瞬态反应，通过设计单电子氧化反应得到了SPAX阳离子自由基的特征吸收谱。并根据实验结果讨论了SPAX阳离子自由基的产生过程与大致机理，得到了其瞬态反应的动力学参数。我们还利用水合电子与SPAX的还原反应得到了SPAX阴离子自由基的特征吸收，通过设计单电子还原反应，得到了SPAX与水合电子反应的动力学速率常数。　　 通过本文的研究，得到了关于环丙沙星、帕珠沙星和司帕沙星在中性水溶液中的光化学性质的重要参数。确定了在光照条件下，环丙沙星和帕珠沙星损伤与DNA碱基和氨基酸反应的瞬态反应动力学速率和反应类型。提出了它们对DNA的碱基、氨基酸和蛋白质的损伤机理。