Sigma D2650 二甲基亞砜（DMSO）是一種極性非質子溶劑，對許多化合物具有很強的溶解能力。它作為冷凍保護玻璃化劑，在細胞冷凍培養基中能有效保護細胞免受冰晶導致的機械損傷。該產品經過無菌過濾（0.2微米）及內毒素水平檢測，確保無菌、無內毒素，適用于細胞培養實驗。

二甲基亞砜（DMSO）的作用原理與其獨-特的化學結構和物理性質密切相關，以下從不同應用場景展開分析：

一、作為溶劑的作用原理

1.極性非質子溶劑特性

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

· 溶解機制：

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

· 非極性物質：利用甲基的疏水性與非極性分子（如芳烴、烷烴）通過范德華力結合，實現互溶。

2.“萬能溶劑” 的本質

· 能同時溶解極性和非極性物質，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作用，又能滲透非極性分子間隙，破壞溶質的聚集態結構。

二、作為細胞凍存保護劑的原理

1.降低冰點與抑制冰晶形成

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

· 冰晶生長抑制：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，使其形成細小的非結晶態結構（玻璃化狀態），避免大冰晶對細胞造成機械損傷。

2.滲透壓調節與細胞保護

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

三、促進藥物滲透的作用機制

1.改變生物膜通透性

· DMSO 的極性基團（S=O）可與細胞膜的磷脂雙分子層相互作用，暫時破壞膜的脂質排列，增加膜的流動性和通透性，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散阻力，同時利用自身的滲透性攜帶藥物分子進入組織。

四、在化學反應中的作用原理

1.作為反應介質的特性

· 極性非質子環境：不提供質子（H?），但極性強，可穩定反應中的離子中間體（如碳正離子、負離子），促進親核取代、消除等反應的進行。

· 熱穩定性：沸點高（189℃），可在較高溫度下作為反應溶劑，拓寬反應溫度范圍。

2.催化或調控反應

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

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，起到抗氧化作用，在某些生物實驗中用于保護細胞免受氧化損傷。

· 物理性質的間接作用：高沸點和低揮發性使其在高溫工業流程中作為穩定的溶劑，而低凝固點（18.5℃）使其在低溫環境中不易結晶，保持液體狀態。

總結

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、膜通透性調節、冰點與滲透壓調控，以及化學反應環境調控等特性，在不同領域實現溶劑、保護劑、反應介質等功能。其多功能性本質上源于分子結構中極性基團（S=O）與非極性基團（CH?）的協同作用。

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