DMSO是細(xì)胞凍存過程中經(jīng)常用到的試劑,對于做細(xì)胞培養(yǎng)的我們來說幾乎周周使用,。但是我們對它的了解可能并沒有很深入,,下面我們來熟悉一下。
DMSO又名二甲基亞砜,,是一種含硫有機(jī)化合物,,分子式為(CH3)2SO,,常溫下為無色無臭的透明液體,是一種吸濕性的可燃液體,。具有高極性,、高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性好,、非質(zhì)子,、與水混溶的特性,能溶于乙醇,、丙醇,、苯和氯仿等大多數(shù)有機(jī)物,被譽(yù)為"萬能溶劑“,。
DMSO 用途廣泛,。用作乙炔、芳烴,、二氧化硫及其他氣體的溶劑以及腈綸纖維紡絲溶劑,。是一種即溶于水又溶于有機(jī)溶劑的極為重要的非質(zhì)子極性溶劑。對皮膚有極強(qiáng)的滲透性,,有助于藥物向人體滲透,。也可作為農(nóng)藥的添加劑。也是一種十分重要的化學(xué)試劑,。 DMSO也是一種滲透性保護(hù)劑,,能夠降低細(xì)胞冰點(diǎn),減少冰晶的形成,,減輕自由基對細(xì)胞損害,,改變生物膜對電解質(zhì)、藥物,、毒物和代謝產(chǎn)物的通透性,。
但研究表明,DMSO存在一定的毒性作用,,與蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)發(fā)生作用,,導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,具有血管毒性和肝腎毒性,。用的時候要避免其揮發(fā),,要準(zhǔn)備1%-5%的氨水備用,皮膚沾上之后要用大量的水洗以及稀氨水洗滌,。最為常見的為惡心,、嘔吐、皮疹及在皮膚,、和呼出的氣體中發(fā)出大蒜,、洋蔥,、牡蠣味。不小心吸入,,高揮發(fā)濃度可能導(dǎo)致頭痛,,暈眩和鎮(zhèn)靜。能夠灼傷皮膚并使皮膚有刺痛感,,如同所見的皮疹及水泡一樣。若二甲基亞砜與含水的皮膚接觸會產(chǎn)生熱反應(yīng),。要避免接觸含有毒性原料或物質(zhì)的DMSO溶液,,因其毒性不為人所知,而DMSO卻可能會滲入肌膚,,在一定條件下會將有毒物質(zhì)帶入肌膚,。
DMSO有一定的毒性,屬于非質(zhì)子極性溶劑,,但其在化學(xué)反應(yīng),、pcr反應(yīng)以及在細(xì)胞、組織和器官的保存中經(jīng)常使用,。 DMSO用于細(xì)胞冷凍培養(yǎng)基內(nèi),,可以保護(hù)細(xì)胞免受冰晶引起的機(jī)械性損傷。它也可以用于主培養(yǎng),、亞培養(yǎng),、重組異倍體、雜交瘤等系列細(xì)胞株,,胚胎干細(xì)胞(ESC)和造血干細(xì)胞的冷凍保藏,。
在PCR體系MIX中加5%的甘油或者5%的DMSO,可以增強(qiáng)特異性,,抑制引物二聚體的形成,。 在細(xì)胞凍存時,DMSO是一種重要的滲透型細(xì)胞保護(hù)劑,。
細(xì)胞凍存是將細(xì)胞放在低溫環(huán)境,,減少細(xì)胞代謝,以便長期儲存的一種技術(shù),。細(xì)胞在不加任何保護(hù)劑的情況下冷凍,,細(xì)胞內(nèi)外的水分會很快形成水晶從而引發(fā)一系列的不良反應(yīng):第一:部分蛋白質(zhì)因局部電解質(zhì)濃度增高和pH值改變而變性,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,。第二:細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成和細(xì)胞膜系統(tǒng)上蛋白質(zhì),,酶的變性等會限礙細(xì)胞的能量代謝。再次,,胞膜上的類脂蛋白復(fù)合體在冷凍中易發(fā)生破壞引起胞膜通透性的改變,,使細(xì)胞內(nèi)容物喪失,。第三:隨著冷凍溫度的降低,冰晶體積膨脹造成DNA的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷從而引起細(xì)胞死亡,。添加冷凍保護(hù)劑可以很好的改善細(xì)胞的破壞與死亡情況,。
凍存原則為“慢凍”,即讓細(xì)胞在緩慢降溫的條件下逐漸冷凍,。如果直接將細(xì)胞懸液放在超低溫下快速冷凍,,細(xì)胞會受到冷凍損傷而死亡。在凍存液中添加的保護(hù)劑(如DMSO,、甘油)和在凍存盒中添加的異丙醇,,都起到程序性降溫的作用。DMSO它的作用機(jī)理是在細(xì)胞膜上打洞,,能夠快速穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞中,,使細(xì)胞內(nèi)的水分子能滲透出來,提高細(xì)胞內(nèi)離子濃度,,減少細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成,,從而減少細(xì)胞損傷。深低溫時DMSO的細(xì)胞毒性受到抑制,。
需注意的是,,DMSO溶于培養(yǎng)基時,將釋放大量熱量,,所以凍存液需提前配制,,不能直接將DMSO加入含有細(xì)胞的培養(yǎng)基中,避免燙傷細(xì)胞,。另外,,DMSO屬于致癌物質(zhì),使用時應(yīng)戴好手套,,規(guī)范操作,。
程序凍存液配方
程序凍存液成分一般由基礎(chǔ)培養(yǎng)基、胎牛血清,、DMSO組成,。血清比例為10%~90%,DMSO比例為5%~10%,。根據(jù)實(shí)驗室經(jīng)驗,,推薦凍存液配比:55%基礎(chǔ)培養(yǎng)基+40%胎牛血清+5%DMSO,難養(yǎng)細(xì)胞可用90%胎牛血清+10%DMSO凍存,。
DMSO在低溫下能保護(hù)細(xì)胞,,但在常溫下卻對細(xì)胞有害,復(fù)蘇時動作要快,盡快洗掉DMSO,,否則會造成對細(xì)胞嚴(yán)重的毒性,。DMSO是目前最好的細(xì)胞凍存保護(hù)劑,但也是一種以細(xì)胞毒性很大的化學(xué)試驗劑,。
DMSO能損傷細(xì)胞使用它時需要有一定濃度,。 細(xì)胞給藥時化合物的溶劑 DMSO在細(xì)胞給藥溶解化合物時應(yīng)嚴(yán)格控制DMSO的使用劑量。不同細(xì)胞可能對DMSO含量的敏感程度不一樣,,但是現(xiàn)在比較能接受的是采用DMSO配制化合物進(jìn)行細(xì)胞給藥時,,DMSO的終濃度控制在0.1%以內(nèi)是被認(rèn)為對細(xì)胞實(shí)驗沒有干擾的,即1ml培養(yǎng)基中,,DMSO體積不能超過1μl,。如果發(fā)現(xiàn)體積超過這個比例,我們可以通過提高藥物濃度,, 或者采用水相多步稀釋法來降低DMSO的使用量。
研究結(jié)果表明,,培養(yǎng)液中DMSO濃度為10%時,,細(xì)胞生長抑制率近100%;1%濃度時抑制率為35%,,即使是0.04%的濃度,,DMSO對細(xì)胞的生長也有不利的影響。正是因為如此,,細(xì)胞復(fù)蘇后需要離心去除DMSO,。
DMSO本身是很好的抑菌劑,DMSO濃度為8%時,,可抑制92%的綠膿桿菌生長,;濃度15%,能抑制98%的大腸桿菌及巨大芽孢桿菌的生長,。2%的DMSO,,就能抑制白色念珠菌和酵母菌等多種細(xì)菌的生長。
DMSO保存
DMSO是怎樣保存的,,它的互溶性如何呢,?DMSO與LDPE,HDPE,聚丙烯,,PPCO,,聚甲基戊烯,尼龍,,teflon FEP完全互溶,;與聚苯乙烯,ECTFE/ETFE中度互溶;與聚砜,,flexible and rigid PVC tubing,,聚碳酸脂不互溶。因此DMSO不能使用PS,、PVC,、PC材料的容器,而應(yīng)該使用LDPE,、HDPE,、PP材料的容器。市場上包裝 DMSO通常使用玻璃瓶或聚乙烯瓶(PE)進(jìn)行包裝,。DMSO包裝需要確保密封性良好,,以避免DMSO揮發(fā)或受到污染。DMSO的儲存溫度應(yīng)在室溫下(15-25℃)或低溫下(-20℃)保存,。需要避免將DMSO暴露在高溫,、陽光直射或潮濕環(huán)境中。