碘酚兰（CAS号：132-31-0），化学名称为2,6-二碘-4-苯基苯酚蓝，也称为碘化苯酚蓝，是一种合成有机染料。它属于酚蓝类化合物，具有鲜艳的蓝色外观，分子式为C₁₉H₁₂I₂N₂O₅S。碘酚兰在化学结构上含有两个碘原子和一个偶氮基团，这些特征赋予其独特的亲水性和选择性结合能力。作为一种经典的酸性染料，它在pH值约为4.0-5.0的条件下表现出最佳的着色效果，常用于水溶液中制备染液。在生物实验领域，碘酚兰因其低毒性、稳定性和对生物组织的亲和力而被广泛应用，尤其在细胞学、组织学和微生物学研究中发挥关键作用。
化学性质与制备
从化学专业视角来看，碘酚兰的合成通常涉及苯酚与碘的反应，随后与苯胺衍生物偶联，形成含碘的芳香环结构。这种结构使其在生理条件下溶解度良好（水溶性约0.1-0.5 g/L），并能与蛋白质和核酸形成络合物。实验中，碘酚兰染液的制备相对简单：将纯品溶于蒸馏水中，浓度控制在0.5%-2%（w/v），pH调整至4.5左右，使用磷酸盐缓冲液（PBS）稀释。需注意，其对光敏感，储存在棕色瓶中于4°C冰箱保存可维持稳定性达数月。纯度检测常用UV-Vis分光光度法，特征吸收峰在590-610 nm处。
在生物实验前，染剂的纯化至关重要。杂质如游离碘可能干扰细胞活性，因此推荐使用HPLC（高效液相色谱）验证纯度>95%。此外，碘酚兰的生物相容性良好，LD50（小鼠经口）约为500 mg/kg，远高于常用染料如亚甲蓝，但仍需在通风橱中操作以避免皮肤接触。
在细胞生物学中的应用
碘酚兰最突出的应用之一是作为细胞结构染色剂。在细胞培养实验中，它常用于可视化细胞核和细胞质的分布。例如，在HeLa细胞或小鼠成纤维细胞的活细胞成像中，添加0.1%碘酚兰溶液（稀释于DMEM培养基）可使细胞质呈蓝色，而核仁区域因核酸富集而染色更深。这种选择性源于染料的阴离子特性，能与阳离子蛋白质（如组蛋白）静电结合。通过荧光显微镜观察（激发波长约550 nm，发射约610 nm），研究者可量化细胞增殖率或凋亡标志。
一项典型实验流程：在96孔板中接种细胞至70%汇合度，孵育24小时后加入染液，室温避光染色15-30分钟。PBS洗涤三次后，固定于4%多聚甲醛中观察。相比传统染剂如苏木精-伊红（H&E），碘酚兰提供更高的对比度，尤其适合激光共聚焦显微镜成像，用于追踪细胞迁移或药物诱导的形态变化。在癌症研究中，它已被用于评估化疗药物对肿瘤细胞线（如MCF-7乳腺癌细胞）的细胞毒性，染色强度与MTT活力测定结果高度相关。
在组织学和病理学实验中的作用
在组织学领域，碘酚兰常作为辅助染色剂用于石蜡切片或冷冻切片的处理。它对胶原纤维和基底膜有亲和力，能突出结缔组织结构。在免疫组织化学（IHC）实验中，与抗体如抗Ki-67结合使用，碘酚兰可作为反染背景，提供蓝色基调，便于辨识阳性信号（通常为棕色DAB产物）。例如，在小鼠肝组织切片中，染色后可清晰显示肝窦和门静脉区，帮助评估纤维化程度。
制片过程包括：脱水、包埋、切片（5-10 μm厚），再用0.5%碘酚兰染液浸泡5分钟。梯度酒精脱水并封片。注意，过长染色时间可能导致组织背景过深，影响定量分析（如ImageJ软件的密度测量）。在病理诊断中，碘酚兰用于皮肤活检样本，突出黑色素细胞分布，已在多项研究中验证其在黑色素瘤分级中的可靠性。
此外，在神经科学实验中，碘酚兰适用于脑组织切片染色。它能与神经胶质细胞的糖蛋白结合，辅助观察阿尔茨海默病模型中的β-淀粉样斑块周边结构。结合银染或荧光标记，灵敏度可提升20%以上。
在微生物学实验的应用
微生物学是碘酚兰的另一重要领域。它作为革兰氏染色法的变体，用于区分革兰氏阳性和阴性细菌。传统革兰氏法使用结晶紫，而碘酚兰提供更稳定的蓝色反染效果，尤其在处理芽孢杆菌属（如枯草芽孢杆菌）时，能突出胞壁厚度和荚膜结构。在抗生素敏感性测试中，染色后细菌存活率通过光学密度（OD600）与显微观察相结合评估。
实验中，将细菌悬液涂布于载玻片，固定后用碘酚兰染液处理1-2分钟。显微镜下（1000x油浸镜），阳性菌呈紫蓝，阴性菌为浅蓝，便于计数菌落形成单元（CFU）。在环境微生物采样，如水样中大肠杆菌检测，碘酚兰的快速染色（<5分钟）缩短了实验周期，提高通量。
一项创新应用是生物膜研究：将0.2%碘酚兰浸润到伪单胞菌生物膜模型中，结合共聚焦显微镜，可三维重建生物膜厚度，量化抗生素渗透效率。这在开发新型抗菌涂层时特别有用。
注意事项与局限性
尽管应用广泛，化学家在使用碘酚兰时需警惕其潜在干扰。例如，高浓度（>1%）可能抑制细胞代谢，建议预实验优化剂量。染料的碘含量也要求在放射性实验中避免交叉污染。此外，与荧光染料如DAPI联用时，可能发生淬灭效应，通过光谱分离解决。
从专业角度，碘酚兰的生物应用正向纳米封装方向发展，如负载于脂质体中提升靶向性。未来，在单细胞测序结合染色技术中，它有望成为标准工具。总体而言，碘酚兰以其可靠性和多功能性，继续支撑生物实验的精确性和创新。