荧光染料——尼罗红

简介

尼罗红，英文名称Nile red，其分子式为C₂₀H₁₈N₂O₂，分子量是318.37。它是一种耐光、亲脂性染色剂，在疏水（富含脂质）环境中发出强烈荧光，在水性介质中荧光最小。该化合物表现为暗红色粉末，溶于水（部分混溶）和甲醇（1毫克/毫升）。有关该物质的物理数据如下：熔点203-205°C，沸点484.7±45.0 °C at 760 mmHg，密度2.2330。

用途

尼罗红具有荧光特性，因此可作为荧光染料用于微塑料、脂类及蛋白质等的染色，常用于荧光显微镜和流式细胞仪检测细胞内脂滴。通过对含有PHB和非PHB脂类贮存物质的细菌细胞的尼罗红染色和荧光显微观察，证实尼罗红是一种很好的细菌细胞内贮存的脂类物质的荧光染色剂，灵敏度较高。可用于PHB和PHB脂类贮藏物质荧光显微观察，并能在一定程度上将两者区分开来[1]。

1.尼罗红荧光染色的脂质测定方法目前已经应用到一些种类的微藻当中，但在细胞壁较厚的一些绿藻中因不易染色而无法应用。研究人员选用4株小球藻，对尼罗红荧光染色测定脂质的方法进行改进，采用20%二甲基亚砜溶液作为渗透剂，在35～40℃下对藻细胞进行前处理，加强尼罗红与胞内脂质的结合；藻细胞密度的OD540在0.8～1.1范围内，加入15μL质量浓度为0.1 mg/mL的尼罗红丙酮溶液染色可以有效提高荧光发射强度。该方法能够较为准确地反映胞内脂质含量，可以作为自然界中广泛筛选富脂绿藻的快速检测方法[2]。

2.利用尼罗红与胞内油脂成分结合后在紫外光照射下发出荧光且荧光强弱与油脂含量相关的原理，通过在添加尼罗红的培养基中培养酵母，并观察菌落荧光的方法对深海酵母进行产油脂菌株筛选，利用26S rDNA D1/D2区序列分析方法对筛选获得的产油酵母菌株进行鉴定，建立了一套尼罗红染色快速测定油脂含量的方法[3]。

3.次氯酸(HOCl)在自然防御系统中起着至关重要的作用，但该物种的异常水平可能会导致细胞损伤，人类衰老等各种疾病。因此，开发针对生物科学领域的无损细胞组织检测HOCl的新荧光探针具有重要意义。当前基于尼罗红衍生物的双光子激发荧光(TPEF)探针具有水溶性差，效率低的缺点，在尼罗红的9位引入双环化连接烷胺基的基础上，再在2,3位引入一个融合连接苯基取代基的分子(Nil-OH-6)，其双光子吸收截面值可高达243GM，量子产率为0.49。此外，用不同的杂螺环或N,N-二烷基融合胺基修饰尼罗红衍生物的分子末端，可以保持尼罗红衍生物作为双光子探针的较高荧光效率的同时提高探针的溶解度。该研究提出的兼顾探针分子荧光效率的情况下提高溶解度的设计策略，为后续合成可实用尼罗红衍生物TPEF探针提供了可靠的理论依据和新途径[4]。

4.尼罗红可用于制备酸性检测的尼罗红染料激光器，该项研究在生物化学检测，激光化学，激光光谱技术等领域有着广泛的应用前景[5]。

5.利用尼罗红染色快速辅助检测水环境样品中微塑料。首先，由尼罗红和丙酮溶液配制尼罗红染液并制备墨水染色的有机膜；其次，染色前将尼罗红染液使用有机膜过滤后的工作液加入水样中把水染成淡蓝色；再采用墨水染色的有机膜过滤上述染色水样。最后，将过滤后的有机膜放置培养皿内，在滤膜上均匀涂覆胶水对滤膜上的物质进行固定，待后续分析使用。本法制备的染色剂配制简便快捷，吸附效果好，染色方法简单，相比于直接目检法，不仅耗时短，成本低，还能排除一部分非塑料材质的干扰[6]。

6.尼罗红分子具有大的芳香环和基态时可与水分子形成氢键的吸电子基，它对增溶在表面活性剂胶束栅栏层的环境尤其敏感，在十二烷基三甲基溴化铵胶束水溶液中表现为双重荧光，发射波长分别位于578和630nm。十二烷基硫酸钠胶束的反离子解离度大于胶束，这不仅增大了尼罗红周边环境的极性，也增多了溶剂化水，导致与尼罗红氢键作用增强，荧光强度低溴化铵胶束，但有效促进了分子内扭转电荷转移激发态形成，其布居甚至可达到98%以上，表观上仅出现了在634nm的单重荧光峰。尼罗红对环境的敏感特性很好地反映了表面活性剂初始形成胶束的残缺结构信息，是检测这类具有强烈相互作用两亲分子聚集行为的良好探针[7]。

参考文献

[1]王敬国.尼罗红在测定细菌细胞中聚—β—羟基丁酸和其他脂类贮藏物质中的应用[J].微生物学报, 1994, 34(1):5.DOI:CNKI:SUN:WSXB.0.1994-01-010.

[2]王海英,符茹,黄宝祥.基于尼罗红荧光染色的小球藻脂质快速检测方法研究[J].中国油脂, 2012, 37(3):4.DOI:10.3969/j.issn.1003-7969.2012.03.020.

[3]林义.尼罗红染色法筛选产油酵母及定量检测胞内油脂含量的研究[J].微生物学通报, 2012, 39(1):0125-0137.DOI:CNKI:SUN:WSWT.0.2012-01-025.

[4]郭雪慧.基于尼罗红衍生物的双光子生物荧光探针的理论研究——荧光性能,双光子吸收和水溶性的分子调控[D].吉林大学,2021.

[5]方昱玮,程军杰,王声波,等.一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器:CN201921830852.8[P].CN210517316U.

[6]佟慧妍,江谦益,胡行帅,等.一种利用尼罗红染色快速辅助检测水环境样品中微塑料的方法:CN201811207074.7[P].CN109253907A.

[7]林翠英,赵剑曦,宋利.尼罗红在离子表面活性剂水溶液中的荧光特性[J].化学学报, 2009, 67(5):6.DOI:10.3321/j.issn:0567-7351.2009.05.005.