碱性染料

碱性染料

“植物细胞有丝分裂”实验操作的核心步骤是：解离、漂洗、染色和压片。在实验中，染色通常都选用龙胆

紫、醋酸洋红等碱性染料，染色后细胞核内的细丝状物质可被染上较深的颜色，称为染色质。有不少学生认为：既然是碱性染料染色，而解离时用的又是盐酸，漂洗当然就是要洗去盐酸，防止酸碱中和从而影响染色。但

事实上以上碱性染料本身的pH值并不呈碱性。

1 碱性染料的界定

作为染色剂必须具备两个条件：一是具有颜色；二是要与被染组织间有亲和力。染料的颜色和它与组织间的亲和力是由染料本身的分子结构决定的，产生颜色的发色基团和与组织间产生亲和力的助色基团共同决定了染色剂的染色性质。

分子结构的某些基团吸收某种波长的光，而不吸收另外波长的光，从而使人觉得好像这一物质“发出颜色”似的，因此把这些基团称为“发色基团”。例如，苯的衍生物具有可见光区吸收带，可作为发色基团。此

外，发色基团还有硝基(一NO2)、偶氮基(一N=N一)、乙烯基等。

作为染料物质，除了有发色基团外，还需要有一种使化合物发生电离作用的助色基团。由一0H一、SO3H、一COOH等酸性基团和一NH2、一NHCH3、一N(CH3)2等碱性基团构成了助色基团。它们的存在使染料物质离子化，极性增强，促进染料与组织间发生作用，产生染色效果。助色基团中具有酸性基团的染料称为酸性染色剂，而助色基团中具有碱性基团的染料则称为碱性染色剂。

2 龙胆紫碱性染料

高中阶段涉及的碱性染料主要有三种：龙胆紫、醋酸洋红、苏木精。现以龙胆紫为例，说明其“碱性染料”这一称谓的由来。

图1 龙胆紫的结构式

龙胆紫的分子式为c25H30C1N3，结构式如图1所示，其中由三苯甲烷构成发色基团，由(一N(cH3)2)构成助色基团。(一N(Ctt3)2)是极性基团，在水中电离时，可与H 结合而带正电，使染料分子能够与带负电的物质结合，从而使其染上颜色。在配制龙胆紫染液时通常需加入乙酸，酸性条件下H 多，可促进龙胆紫的电离极化。

3 碱性染料的pH值

碱性(或酸性)染色剂的界定并非由染料溶液的pH值决定的，而是根据染料物质中助色基团电离后所带的电荷来决定的。一般来说，助色基团带正电荷的染色剂为碱性染色剂，反之则为酸性染色剂。以高中阶段学生实验常用的醋酸洋红和龙胆紫两种碱性染料为例，看碱性染料的pH值。

首先，从配制方法上看。龙胆紫染液的配制过程：取龙胆紫溶解在2％乙酸溶液，直到溶液不变成深紫色为止；醋酸洋红的配制过程：取100mlA5％乙酸，煮沸30s，加入

1g洋红，搅拌，再煮2～5min，冷却，过滤。这两种碱性染料的配制过程中用到的溶剂都是乙酸。

其次，从pH值的测定结果上看。由于传统的pH试纸法需通过试纸的颜色来判断试剂的pH值，会受到染液本身颜色的干扰，因此可采用更为可靠的pH计测定法。测定结果显示：龙胆紫的pH值为3．0，醋酸洋红的pH值为1．9，两者均为酸性溶液。

4 碱性染料的染色原理

细胞核中的染色质(体)内含有脱氧核糖核酸(即DNA)，属酸性物质，可电离出H ，而使自身带负电荷，所以它能与碱性染料(如龙胆紫)电离出的带正电荷的助色基团通过电荷问的引力作用牢固结合，从而被染料染上颜色。在“植物细胞有丝分裂的观察”实验中，若用盐酸解离后不漂洗直接染色，则由于盐酸是一种强酸，而脱氧核糖核酸是一种弱酸，盐酸的存在会抑制脱氧核糖核酸的电离，从而使脱氧核糖核酸无法与龙胆紫中带正电荷的助色基团结合，这样染色质就无法被染上颜色。