顯影劑（Developing agent）又稱顯像劑，是使曝光后感光膠片上的潛影顯現的藥劑。從化學的組分來看，顯影劑可分為無機化合物顯影劑（草酸亞鐵、過硫酸鈉等）和有機顯影劑（4-甲氨基苯酚硫酸鹽、對苯二酚以及菲尼酮等）。對于黑色照片和彩色照片，從化學反應的性質來講，顯影劑的顯影原理是氧化還原，即將已感光的鹵化銀被還原劑(顯影劑)還原成金屬銀，進而形成影象。不是所有的還原劑都可以作為顯影劑來使用，能作為顯影劑的還原劑必須具備特殊要求（如嚴格地選擇性、能溶于水和亞硫酸鈉溶液等）。
顯影劑常被用在黑白照片和彩色照片的顯影液中，以及生產印刷線路板時的顯影。在醫學影像檢查時，顯影劑常被用作示蹤劑，也可用在熒光成像方面診斷早期的癌變。
相關歷史
焦酚（1,2,3-苯三酚，連苯三酚）是最早使用的顯影劑，它于1832年被發現能容易地把銀鹽分解成銀，1850年，它被弗蘭德瑞克·阿科（Frederick Archer）發現可以制成顯影劑。1880年，阿布尼（Abney）發現醇（對苯二酚，Hydroquinone）的顯影性質，同年，埃德（Eder）和托斯（Toth）發現苯二酚（Catechol）的顯影性，鄰苯二酚可被用作黑色或黃褐色顯影劑，或者用于某些特定相紙的暖色調顯影劑。1888年，安德森（Andresen）發現4-氨基苯酚（4-Aminophenol）也是一種顯影物質，它被廣泛用于復合的高濃度顯影液中。同年，安德森發現苯二胺（p-Phenylenediamine），但單獨使用對苯二胺作為顯影劑時，需要很長的顯影時間。
1891年，霍夫（Banff）引入4-甲氨基苯酚硫酸鹽（N-甲基對氨基苯酚硫酸鹽，4-Methylaminophenol sulfate）顯影劑，同年，博基茨（Bogisch）發現格拉星（對羥基苯甘氨酸，4-hydroxyphenylglycine）顯影劑，安德森發現阿米酚顯影劑（2,4-diaminophenol dihydrochloride）。1940年，依爾福（Ilford）實驗室發現菲尼酮（1-苯基3-吡唑）的顯影性質，它除了具有4-甲氨基苯酚硫酸鹽的大部分性質之外，還有一些獨一無二的優點，比如單獨使用時具有高的感光乳劑速度。
應用領域
攝影領域
在沖洗黑白照片時，顯影劑可以使黑白感光材料曝光后形成的潛影轉化為可見的影像，即使鹵化銀轉化為金屬銀。如在反轉膠卷沖洗的第一道工序，用普通黑色顯影劑為主的首顯液使彩色反轉片生成銀質負像。彩色照片中，顯影劑不僅要使已感光的鹵化銀還原成金屬銀，同時它的氧化物還要與成色劑發生反應生成染料。構彩色影像，生成染料的多少與產生的金屬銀多少成正比。彩色顯影劑一般為芳香胺化合物，如苯二胺衍生物和苯酚生成彩色影像。其中CD—2（CD是伊士曼柯達公司彩色顯影劑的商品名稱代號）多用于彩色正片；CD—3、CD—4經常使用在彩色負片、反轉片和彩色相紙中。
印刷領域
干膜顯影劑可用于干膜光致抗蝕劑生產印刷線路板時的顯影；正型光致抗蝕劑顯影劑則被用來除去曝光部分的膠膜；負型光致抗蝕顯影劑也是被用于制造印刷線路板，雖然速度較慢，但與浸入法一次只能處理一塊相比，優勢在于可以同時處理多塊線路板。
醫學領域
顯影劑可用于核醫學影像檢查：通常在進行核醫學影像檢查前，需要注射或口服放射性顯影劑。顯影劑也稱示蹤劑，在影像檢查中扮演著十分重要的作用。熒光成像內窺鏡：自體熒光成像技術在多種癌變的早期診斷方面發揮巨大作用。其通過靜脈注射或者體腔內灌注熒光顯影劑時，熒光顯影劑與體內血管、淋巴管或腫瘤等組織結合后，采用外源性激發光，激發體內外源性熒光物質產生熒光。
分類
黑白顯影劑
能夠使感光材料在曝光之后產生的潛影，顯現成可見的黑白影像的化學藥劑。它與其它化學藥品配成顯影液，在一定溫度與時間的條件下，使感光的鹵化銀還原成黑色的金屬銀；經過定影、水洗、干燥等處理，在感光材料上獲得穩定的影像。從化學概念上來理解，黑白顯影劑就是一種還原劑。黑白顯影劑有無機化合物和有機化合物兩種。但絕大多數屬于有機化合物。最常用的有機顯影劑有4-甲氨基苯酚硫酸鹽、對苯二酚、菲尼酮等，其中米吐爾和菲尼酮屬于軟性顯影劑，對苯二酚屬于硬性顯影劑。最常用的無機顯影劑有草酸亞鐵、檸檬酸、硫酸亞鐵等。
草酸亞鐵
淡黃色粉末、比重2.28。斜方結晶。隔絕空氣加熱時生成一氧化碳和二氧化碳。難溶于水，溶于冷鹽酸溶液，在硝酸中氧化溶解。草酸亞鐵在堿性或酸性溶液中均有顯影作用。在堿性溶液中顯影時，易產生嚴重的灰霧。在酸性溶液中，可使顯影作用減緩而不產生灰霧。
米吐爾
米吐爾其化學名稱是對甲氨基酚硫酸鹽?(CH?NHC?H?OH)??·H?SO?，分子量為344或?(HOC?H?NHCH?·1/2H2SO4)，分子量為172。它是一種微帶灰褐色或白色的細小針狀結晶。易溶于水，而難溶于醚和乙醇及亞硫酸鈉溶液中。4-甲氨基苯酚硫酸鹽屬于急性顯影劑，顯影速度很快，但單獨使用時結果得到的底片反差很低，因此幾乎總是和高反差的對苯二酚（海得爾）配在一起，使之成為正常反差的顯影液。這時顯影的速度也大為加快。米吐爾的顯影能力受溫度的影響不大，顯影溫度低于正常溫度時，其顯影能力并不顯著降低。在弱堿性溶液中?甚至在中性溶液中，也具有一定顯影能力。不過顯影作用比在堿性溶液中緩慢。
對苯二酚
對苯二酚(又名海得爾、幾奴尼等)，它的化學符號是C?H4(OH)?，分子量為110。是白色或微帶灰白色的細短針狀結晶體，易溶于熱水和亞硫酸鈉溶液中。受室氣的氧化較慢，在含有亞硫酸鈉的溶液中，它是很穩定的。對苯二酚顯影劑的顯影速度較慢，但顯影能力很強。?顯影時影像出現的較慢，但一旦出現后，其顯影速度就進行的很快，很快地就得到較大的反差和密度。
對苯二酚顯影劑的顯影能力受溫度和溴化鉀的影響很大。顯影溫度低于正常溫度時，其顯影能力即顯著降低，在10℃時，就幾乎不產生顯影作用了。當溫度高時往往使影像產生極大的灰霧。因此在使用對苯二酚顯影劑時，其溫度控制在18℃-20℃之間較為理想。
菲尼酮
菲尼酮化學名稱為1-苯基3-吡唑烷酮，為板狀或針狀結晶體，常溫下不易溶于水，易溶于弱堿溶液或乙醇，不溶于乙醚。菲尼酮在低pH值的溶液中是耐空氣氧化的，但在堿性pH值范圍內和無保護劑下，可迅速氧化。菲尼酮的分解取決于pH?值和溫度。菲尼酮本身是一種中等活性顯影劑，它與其他顯影劑形成超加合性。其在大多數情況下無顯影誘導期，顯影出痕快。在無溴化物存在時，pH值在5.5～9.0范圍內，顯影速率隨pH值的上升而增加。如果顯影液處于溴離子化時，顯影速率對pH值的依賴性變小。
彩色顯影劑
彩色顯影劑是彩色顯影液的主要成分。?它能夠使彩色感光材料中的鹵化銀曝光后形成的潛影轉化為可見的彩色影像。彩色顯影劑的工作原理為在一定條件下將鹵化銀還原為金屬銀影，同時在這一過程中形成氧化產物，與感藍、感綠、感紅三層乳劑層中的成色劑發生反應，形成黃、品紅、青三層染料，迭合后即可形成彩色影像，金屬銀影通過過氧化鈉氧化后被除去。常用的彩色顯影劑有TSS?、CD-2?、CD-3?、CD-4、T-32、AC-60等。
TSS
TSS為二乙基對苯二胺硫酸鹽，分子式為(C2H5)2NC8H?NH?·H?SO?。分子量為262.34。與半個分子硫酸結合的為：分子式（C2H5)2NC8H4NH2?·?1/2H2SO4，分子量為213.28。是一種微黃色到玫瑰紅色的細小晶體。易溶于水，?難溶于乙醇，不溶于乙醚和苯。它很容易氧化變成褐色，甚至變成柏油狀不能溶解的物質而失去作用。
TSS顯影時所得染料的光譜特性很好。?一般水溶性成色劑的感光材料多數都用這種顯影劑。缺點是不能配成濃的溶液，在pH值小于10時即不能很好地發揮顯影作用，而?pH值大于10，又極易氧化變質，而且毒性較大。
T-32
T-32為乙基羥乙基對苯二胺硫酸鹽，分子式(C?H6)??(C?H?OH)NC?H?NH??·H?SO?，分子量為278.23。微黃色粉末狀細小晶體。易溶于水，難溶于乙醇，不溶于乙醚及苯。在堿性溶液中易分解變質。
T-32在顯影時所得染料的光譜特性，與TSS所形成的染料沒有多大區別。它對皮膚的刺激作用較小，所以在沖洗水溶性彩色相紙的配方中常采用它。缺點是顯影能力比TSS低。
CD-2
CD-2為二乙基對二氨苯鹽酸鹽，分子式CH3C6H3NH2N(C2H5)2·HCI。分子量為214.74。黃白色或淡紅色粉狀物質。易溶于水，難溶于酒精，不溶于乙醚及苯。?一般用于彩色正片顯影液。用量為3-5克/升。含量多時，會增加彩色密度和反差，三層灰霧也提高。
CD-3
CD-3為4-氨基N-乙基N-(β-甲磺酸酰胺基)-乙基-3-甲基苯胺倍半硫酸鹽水合物，分子式為?(CH?SO?NHC?H?)(C?H?)NC?H?CH?NH?·3/2H?SO?·H?O，分子量為436.52。呈很細的粉紅色顆粒，溶于水，在水溶液或堿性溶液內，如無保護劑，極易氧化。其用于油溶性彩色底片和彩色相紙顯影液。這種顯影劑的毒性比TSS要小，也較易從乳劑層中洗掉，產生灰霧的可能性也較小。它一般和苯甲醇配合使用，以更好地發揮其作用。?CD-3在1000毫升顯影液中的含量一般為4~10克，若增加用量，中層和下層的染料密度均增加，灰霧也相應有所增加；若用量減少，三層染料密度均降低，感紅和感藍層的反差亦降低。
CD-4
CD為2-甲基4-N-乙基N-β-羥乙基胺基苯胺硫酸鹽，分子式為?(OHCH?CH?)(C?H?)NC?H?CH?NH??·H?SO??·H?O。分子量為310.37。白色或粉紅色粉狀結晶，極易溶于水，也易溶于醇，難溶于三氯甲烷、苯和乙醚。它是油溶性彩色底片、彩色相紙顯影劑。在配方中CD-4可以代替CD-3,???其顯影能力比CD-3強一倍。它具有毒性小，活力大，配制后的藥液穩定性強的特點。
作用機制
無機顯影劑
草酸亞鐵顯影液的顯影過程是這樣進行的，當草酸鉀溶液和與濃硫酸的混合溶液反應時，在溶液中過量的草酸鉀與硫酸亞鐵形成配位化合物。反應如下：
草酸亞鐵絡離子可將已感光的鹵化銀還原成銀。反應如下：
有機顯影劑
從化學反應的性質來講，顯影原理是氧化還原。顯影的作用是：將已感光的鹵化銀被還原劑(顯影劑)還原成金屬銀，進而形成影象。其反應如下：
以顯影劑(還原劑)4-甲氨基苯酚硫酸鹽為例，它可使溴化銀還原成金屬銀，而它自己則變成氧化產物——對甲氨基醌。其化
學反應如下：
性能特點
顯影劑是一種還原劑，是顯影液的主要成分，所以也稱“顯影主劑”。但不是所有的還原劑都可以作為顯影劑來使用，能作為顯影劑的還原劑必須具備特殊要求：
制備
常用顯影劑的制備方法如下：
對苯二酚
苯胺在硫酸介質中經二氧化錳氧化成對苯醌，再經鐵粉還原生成對苯二酚，經濃縮、脫色、重結晶干燥得對苯二酚成品。
米吐爾
由羥苯基醋酸在環己烷中加熱至150℃除去CO2后制得。
菲尼酮
苯肼在乙醇鈉存在下與丙烯腈縮合，縮合物在酸性溶液中水解生成粗品，經提純即得菲尼酮成品。
參考資料 >