关于斐林试剂的几点思考

王健

[摘   要]以“生物组织中的还原糖检测”实验为例，围绕斐林试剂的主要成分、作用原理及其使用方法等展开讨论，旨在帮助学生更好地完成还原糖检测的实验。

[关键词]斐林试剂;还原糖;检测

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）05-0096-01

人教版高中生物必修1第一章的“生物组织中的还原糖检测”实验，主要是利用斐林试剂来检测生物组织中的还原糖，实验结果中产生砖红色沉淀证明有还原糖产生。本实验要能取得成功，需充分了解斐林试剂的相关内容。对此，笔者有以下几点思考。

一、斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液

人教版高中生物必修1第18页中提到，斐林试剂是由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合配制而成。等量混合均匀是否意味着刚好完全反应？由反应式2NaOH+CuS04=Na2S04+Cu（OH）2↓计算可知，当完全反应时， CuS04与NaOH的质量比应该是2∶1，实际上CuS04与NaOH的质量比为1∶2，NaOH过量3倍，故推测斐林试剂是碱性溶液[1]。又因为斐林试剂的本质是新配制的Cu（OH）2悬浊液，Cu（OH）2是弱电解质，在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+ 2OH-（aq），故推测斐林试剂中含有Cu2+。“斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液”这一说法在不少文献中出现，如人教版高中生物必修1《分子与细胞》的教师教学用书第31页提到：“班氏试剂是斐林试剂的改良（也是含有Cu2+的碱性溶液），能使具有自由醛基或酮基的糖类氧化。”王镜岩《生物化学（第三版）》上册第16页也提到：“在碱性溶液中，Cu2+是一种弱氧化剂，能将醛糖的醛基氧化成羧基。”

二、斐林试剂中NaOH溶液的作用

还原糖是指含有自由醛基（如葡萄糖）或酮基（如果糖）的单糖和某些二糖（如乳糖、麦芽糖）。在碱性溶液中醛基、酮基即变成非常活泼的烯二醇，具有还原性，能还原金属离子，如Cu2+、Ag+、Hg+、Bi3+等离子，同时糖本身被氧化成糖酸及其他产物。糖类在碱性溶液中的还原作用常被用来作为还原糖的定性及定量依据，常用的试剂为含Cu2+碱性溶液[2]。

实验证明，单独将CuSO4溶液与葡萄糖溶液混合并水浴加热，颜色不变，只有加入过量的NaOH溶液才能出现砖红色沉淀，所以说斐林试剂中NaOH溶液的作用主要是使糖起烯醇化变化，成为强还原剂，同时使CuS04变为Cu（OH）2。

三、斐林试剂的配制方法

有文献指出，斐林试剂甲液和乙液在实验中的加入顺序并没有严格要求[3]，可以先加甲液后加乙液，也可以先加乙液再加甲液，甲液和乙液先混合后加入也行，原因是無论如何添加甲液和乙液，都能生成新制的含Cu（OH）2的碱性溶液，在水浴加热的条件下都会与还原糖发生反应，产生砖红色沉淀。如果选择斐林试剂甲液和乙液先混合后加入的方法，则最好是现配现用，因为新制的Cu（OH）2是絮状沉淀，大多以胶体形式存在，这种形式显然有利于增大Cu（OH）2与还原糖分子的接触面积，这是影响化学反应速率的关键因素之一。而久置的Cu（OH）2悬浊液，其中的Cu（OH）2已沉积到试管底部，不易分散，与还原糖分子之间的接触和碰撞概率极大地降低，因而氧化性很低，甚至不能使还原性糖氧化。

四、用斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热

有实验证明，在不加热的条件（如室温24℃）下，斐林试剂与还原糖也能发生反应生成砖红色沉淀（Cu2O），只是完成显色反应的时间过长，约需50 min后才能出现砖红色。但当选择60 ℃水浴加热时，大约2 min即可看到砖红色的沉淀，说明加热能提高反应的速率，使学生能够在较短时间内看到明显的颜色变化过程：蓝色→棕色→砖红色[4]。用斐林试剂检测还原糖时也不宜使用高温水浴，因为温度过高会造成显色反应过快，不利于观察，同时也不利于人身安全。因此，斐林试剂检测还原糖时宜选择50 ℃～65 ℃水浴加热。

综上所述，斐林试剂的主要成分是含有Cu（OH）2和Cu2+的碱性溶液。斐林试剂的配制最好是现配现用，用斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热，水浴温度的选择应适宜，过高和过低都会影响实验的效果。

[   参   考   文   献   ]

[1]  张一，高华山，王守民.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液吗：对2017年高考理综全国卷Ⅰ第2题的讨论[J].中学生物教学，2017（17）：69-71.

[2]  郑集，陈钧辉.普通生物化学[M].4版.北京：高等教育出版社，2007.

[3]  李华，许八生.对斐林试剂和双缩脲试剂应用的探究[J].生物学通报，2005（7）：47-48.

[4]  徐树文，张玉明.用斐林试剂检测还原糖时为什么选择60℃水浴加热[J].生物学教学，2017（4）：33-34.

（责任编辑 黄春香）