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化工原料常见问题

DMSO实用的冻存保护剂

频道:化工原料常见问题 日期: 浏览:90

  二甲基亚砜(Dimethylsulfoxide,DMSO),相信很多科研小主都对它略有耳闻,不少试剂厂家也会特别提醒其产品中含有这个成分。那么,DMSO在细胞培养中有什么作用?为何我们离不开它,却又畏惧它,跟随小编一起了解~

  DMSO

  物理性质

  常温下为无色无臭的透明液体,是一种吸湿性很强的可燃液体,相对密度为1.095-1.105g/mL[1]

  化学性质

  分子式为C2H6OS,结构简式(CH3)2SO,大部分的水溶性化合物和脂溶性化合物都可被其溶解,俗称“万能溶剂”

  DMSO结构式.png

  结构式

  DMSO在上世纪五十年代被发现,历经了几十年的发展,是目前最为广泛使用的亚砜之一。按照应用需求不同,DMSO可分为外用药级、工业级、药用级、试剂级、电子级等,它的身影遍布各处,“万能溶剂”的适配度真绝了。

  医药合成反应溶剂;农药用溶剂;染料、颜料用溶剂;石油萃取溶剂;防锈剂;聚合物的制作、浸渍;合成树脂聚合反应溶剂;水热合成溶剂;冻存保护剂;透皮促进剂......

  此外,我国还是DMSO生产和出口大国,随着它的应用领域的不断扩大,发展前景可观。

  DMSO是实验室经常使用的试剂,提起它,常常与“毒性”一词挂钩,但它对细胞生物学及患者的毒性影响一直是个持续争议的话题。

  在体外细胞培养实验中,常常会冻存一部分细胞,将细胞放在低温环境,减少细胞代谢,以便长期储存。细胞在不加任何保护剂的情况下冷冻,细胞内外的水分会很快形成冰晶从而造成细胞膜破裂等损伤,故需要加上DMSO、甘油类的冻存保护剂。最常见的用于哺乳动物细胞和组织的冷冻保护剂是DMSO。然而,高浓度的冷冻保护剂(如DMSO、乙二醇和高分子量试剂)可能对细胞有毒。

  深低温保存过程中细胞损伤的潜在机制图.png

  深低温保存过程中细胞损伤的潜在机制

  实践发现,DMSO在某些浓度下对细胞是有毒的,也有可能是其他原因。早在1990年,研究发现DMSO在室温中对细胞的毒性作用比在4℃时大;经10%DMSO低温保存的骨髓和胎肝细胞,用稀释而不洗脱DMSO的方法输注给患者时,剂量在0.92g/kg体重,临床应用安全。[3]DMSO的毒副作用还在持续探讨中,使用不当可能会改变细胞的多能性和遗传学特征,移植后的细胞可能会发生不良反应。所以,亟需对于临床应用的细胞冻存尽量减少DMSO的用量,或替换使用更安全的冷冻保护剂。

  因此,有研究人员制定了冷冻保护剂使用的“3Rs”法则,即采用“去除、减少、替换”关键手段,以减轻DMSO潜在毒性作用。

  ▷去除:在解冻的细胞产品中稀释或冲洗

  ▷减少:降低DMSO浓度或加入其它冷冻保护剂补充较低浓度的DMSO

  ▷替换:开发新冷冻保护剂,考虑适合临床适用

  减轻DMSO毒性的“3Rs”法则.png

  减轻DMSO毒性的“3Rs”法则

  有趣的是,在玻璃化过程中使用的一些渗透性冷冻保护剂(如甲酰胺)的毒性可以通过添加DMSO、尿素和乙酰胺等化合物来降低,这种方法被称为冷冻保护剂毒性中和。

  DMSO:细胞复苏后该马上去除吗?

  既然培养中残余的DMSO是细胞复苏后存在毒性的主因,那么解冻时有必要将其尽快去除吗?

  不必。除少数对DMSO特别敏感的细胞外,绝大部分细胞在解冻之后应放入培养基,一种方法是直接加入到培养基,待第二天细胞贴壁后更换新鲜的培养基,以去除DMSO;第二种方法是加入数倍体积的培养基混匀后,低速离心去掉对细胞有毒害作用的DMSO,然后把细胞接种到培养皿中。

  拥有好的冻存配方和恰当比例、冻存方法,在细胞的冻存和复苏操作的过程中更要牢记“慢冻快融”法则,以让细胞乖乖冻存。

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