Sigma D2650 二甲基亞砜（DMSO）是一種極性非質(zhì)子溶劑，對(duì)許多化合物具有很強(qiáng)的溶解能力。它作為冷凍保護(hù)玻璃化劑，在細(xì)胞冷凍培養(yǎng)基中能有效保護(hù)細(xì)胞免受冰晶導(dǎo)致的機(jī)械損傷。該產(chǎn)品經(jīng)過無菌過濾（0.2微米）及內(nèi)毒素水平檢測(cè)，確保無菌、無內(nèi)毒素，適用于細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

二甲基亞砜（DMSO）的作用原理與其獨(dú)-特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)密切相關(guān)，以下從不同應(yīng)用場(chǎng)景展開分析：

一、作為溶劑的作用原理

1.極性非質(zhì)子溶劑特性

· 化學(xué)結(jié)構(gòu)：分子式為 (CH?)?SO，分子中硫原子與氧原子形成強(qiáng)極性雙鍵（S=O），同時(shí)甲基（CH?）為非極性基團(tuán)，使其兼具極性和一定的非極性溶解能力。

· 溶解機(jī)制：

· 極性物質(zhì)：通過 S=O 鍵的偶極矩與極性分子（如水、無機(jī)鹽）形成氫鍵或偶極 - 偶極相互作用，破壞溶質(zhì)的分子間作用力（如離子鍵、氫鍵），使其分散于溶劑中。

· 非極性物質(zhì)：利用甲基的疏水性與非極性分子（如芳烴、烷烴）通過范德華力結(jié)合，實(shí)現(xiàn)互溶。

2.“萬能溶劑” 的本質(zhì)

· 能同時(shí)溶解極性和非極性物質(zhì)，甚至可溶解一些難溶的高分子材料（如聚乙烯、纖維素），歸因于其分子既能與極性基團(tuán)作用，又能滲透非極性分子間隙，破壞溶質(zhì)的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。

二、作為細(xì)胞凍存保護(hù)劑的原理

1.降低冰點(diǎn)與抑制冰晶形成

· 冰點(diǎn)降低效應(yīng)：DMSO 溶于水后可降低溶液的冰點(diǎn)（如 10% DMSO 水溶液冰點(diǎn)約 - 20℃），使體系在低溫下保持液態(tài)，減少冰晶生成的概率。

· 冰晶生長(zhǎng)抑制：即使有冰晶形成，DMSO 分子可吸附在冰晶表面，干擾冰晶的有序生長(zhǎng)，使其形成細(xì)小的非結(jié)晶態(tài)結(jié)構(gòu)（玻璃化狀態(tài)），避免大冰晶對(duì)細(xì)胞造成機(jī)械損傷。

2.滲透壓調(diào)節(jié)與細(xì)胞保護(hù)

· 滲透平衡作用：DMSO 分子較小且極性適中，可快速透過細(xì)胞膜，在冷凍過程中與細(xì)胞內(nèi)水分形成混合溶液，降低細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差，防止細(xì)胞因脫水或吸水而破裂。

三、促進(jìn)藥物滲透的作用機(jī)制

1.改變生物膜通透性

· DMSO 的極性基團(tuán)（S=O）可與細(xì)胞膜的磷脂雙分子層相互作用，暫時(shí)破壞膜的脂質(zhì)排列，增加膜的流動(dòng)性和通透性，使藥物分子更易穿透皮膚或黏膜。

2.與藥物形成共溶體系

· 通過溶解藥物并形成低黏度的混合溶液，減少藥物在滲透過程中的擴(kuò)散阻力，同時(shí)利用自身的滲透性攜帶藥物分子進(jìn)入組織。

四、在化學(xué)反應(yīng)中的作用原理

1.作為反應(yīng)介質(zhì)的特性

· 極性非質(zhì)子環(huán)境：不提供質(zhì)子（H?），但極性強(qiáng)，可穩(wěn)定反應(yīng)中的離子中間體（如碳正離子、負(fù)離子），促進(jìn)親核取代、消除等反應(yīng)的進(jìn)行。

· 熱穩(wěn)定性：沸點(diǎn)高（189℃），可在較高溫度下作為反應(yīng)溶劑，拓寬反應(yīng)溫度范圍。

2.催化或調(diào)控反應(yīng)

· 部分反應(yīng)中，DMSO 的 S=O 鍵可作為路易斯堿（電子對(duì)供體）與金屬離子配位，或參與氧化還原反應(yīng)（如 DMSO 作為氧化劑時(shí)生成二甲砜），調(diào)控反應(yīng)路徑。

五、其他作用原理（如抗氧化、抗炎等）

· 自由基清除能力：DMSO 的硫原子可與羥基自由基（?OH）等活性氧物種反應(yīng)，起到抗氧化作用，在某些生物實(shí)驗(yàn)中用于保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。

· 物理性質(zhì)的間接作用：高沸點(diǎn)和低揮發(fā)性使其在高溫工業(yè)流程中作為穩(wěn)定的溶劑，而低凝固點(diǎn)（18.5℃）使其在低溫環(huán)境中不易結(jié)晶，保持液體狀態(tài)。

總結(jié)

DMSO 的核心作用原理可概括為：利用極性與非極性雙重溶解能力、膜通透性調(diào)節(jié)、冰點(diǎn)與滲透壓調(diào)控，以及化學(xué)反應(yīng)環(huán)境調(diào)控等特性，在不同領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)溶劑、保護(hù)劑、反應(yīng)介質(zhì)等功能。其多功能性本質(zhì)上源于分子結(jié)構(gòu)中極性基團(tuán)（S=O）與非極性基團(tuán)（CH?）的協(xié)同作用。

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