鲁戈氏碘液 Lugol's Reagent | n. 碘I2、碘化钾KI的水溶液。 |
鲁戈氏碘液是碘单质和碘化钾的水溶液,为半透明的褐色溶液,是梅氏试剂的替代品。在菌物学中,它作为染色剂用于染色透明的组织并判定组织的质地(淀粉质amyloid、非淀粉质inamyloid或类糊精质dextrinoid)。在其他方面,它还可以用于饮用水应急消毒、革兰氏染色、淀粉检测、甲状腺疾病治疗等功能。
碘是非极性单质,在水中的溶解度很小,染色效果差。因此往水中加入碘化钾以增加其溶解度,便得到了鲁戈氏碘液。在水溶液中,I-离子和I2发生如下络合反应生成三碘化钾:
I2 + KI ⇌ KI3
因此鲁戈氏碘液中的碘主要以碘三阴离子I3-的形式存在。
物理性质
5%的鲁戈氏碘液为棕色,不同浓度的溶液颜色从黄褐色到深棕色或红棕色。溶液近乎中性或微弱的酸性。具有挥发性,会缓慢挥发出碘蒸汽,加热条件或光照条件下挥发速度更快。
化学性质
遇直链淀粉或含有直链淀粉的物质(例如一些纸张)后变蓝色至蓝黑色,此处发生了络合反应。这是淀粉质反应的原理。
遇支链淀粉、糖原或甘氨酸甜菜碱变红褐色。其中甘氨酸甜菜碱的反应是类糊精质反应的原理。
具有氧化性,和金属等还原性物质反应。可以腐蚀许多金属(包括黄金等贵金属)并形成离子(对于变价金属形成低价离子)。下面是它与黄金的反应:
3I3- + 2Au = 2AuI4- + I-
在碱性溶液中歧化,生成I-和IO3-。
3I3- + 6OH- = 8I- + IO3- + 3H2O
挥发出的碘蒸汽对人体有刺激性。
配置和保存
一般的配方是将5g碘单质和10g碘化钾溶解在蒸馏水中得到100ml溶液(注意,不是溶解在100ml蒸馏水中)。鲁戈氏碘液的浓度是碘单质的浓度,因此配置得到的鲁戈氏碘液浓度为5g/100ml = 5%。
染色与组织质地
染色操作为:将碘液滴在盖玻片一侧,在另一侧用吸水纸引流,重复数次直到碘液将样本完全染色。浸泡在KOH(或其他碱性溶液)中的样本不能用鲁戈氏碘液染色,因为会发生如下反应:
3KI3 + 6KOH = KIO3 + 8KI + 3H2O
传统上判定组织的质地,使用的是梅氏试剂,梅氏试剂染色后呈蓝色为淀粉质、呈红褐色为类糊精质、不变色为非淀粉质(即阴性)。梅氏试剂的配方是在鲁戈氏碘液配方基础上再加上水合三氯乙醛CCI3CH(OH)2,然而这种物质有毒、具有挥发性且受管制,因而鲁戈氏碘液便成为了梅氏试剂的平替。
鲁戈氏碘液的染色效果和梅氏试剂有一些差别,除了上述三种类型外,在用鲁戈氏碘液染色一些子囊时子囊壁或子囊顶端可能会出现红色,梅氏试剂则无明显现象,若样本在KOH中浸泡过则两者均变成蓝色,这被称为半淀粉质反应hemiamyloid。与之相对的,普通的、无需KOH浸泡即可变蓝色的淀粉质反应也被称为真淀粉质反应euamyloid。另外,一些在梅氏试剂中为非淀粉质的样本,在鲁戈氏碘液中可能为类糊精质或淀粉质。
注意
由于KI3容易分解且分解产生的碘单质容易升华,应放置在避光环境中,如褐色试剂瓶里,避免溶液变质。
避免接触碱性物质及还原性物质。
KI3对金属具有腐蚀性,可以溶解包括黄金在内的一些贵金属,因此需避免用金属容器盛放,避免接触首饰。
鲁戈氏碘液有强染色性,接触皮肤和衣物后较难清洗,建议带手套操作。
对碘过敏者或有甲亢等甲状腺疾病者谨慎使用。