Dimetilsulfóxido (DMSO) para cultivo celular

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DMSO - Producción y síntesis - Técnicamente, el dimetilsulfóxido se produce a partir del sulfuro de dimetilo, por ejemplo, mediante una oxidación catalítica con tetróxido de dinitrógeno en presencia de oxígeno. En el laboratorio, el tioéter sulfuro de dimetilo puede oxidarse con cantidades estequiométricas de peróxido de hidrógeno o ácido nítrico diluido. Sin embargo, el dimetilsulfóxido puede ser oxidado posteriormente a dimetilsulfona. El DMSO también es un subproducto de la producción de pasta de papel. – Propiedades - Propiedades físicas - l dimetilsulfóxido es un líquido higroscópico incoloro e inodoro. Tras un almacenamiento prolongado, suele tener un olor desagradable (a sulfuro de dimetilo). Con un punto de fusión de 18 °C, la sustancia puede solidificarse aunque solo esté ligeramente por debajo de la temperatura ambiente. La entalpía de fusión es de 14,37 kJ·mol−1. A presión normal, el compuesto hierve a 189 °C. - La curva de presión de vapor se obtiene según la ecuación de Antoine: log10(P) = A−(B/(T+C)) (P en bar, T en K) siendo A = 4,49107, B = 1807,002 y C = −60,995 en el rango de temperatura de 325,5 a 442,1 K o siendo A = 5,23039, B = 2239,161 y C = −29,215 en el rango de temperatura de 293 a 323 K. Es miscible en cualquier proporción con el agua, además de con muchos disolventes orgánicos como alcoholes, ésteres de ácidos carboxílicos, cetonas e hidrocarburos clorados. Pertenece al grupo de disolventes nucleófilos, apróticos y dipolares (como la dimetilformamida). - Propiedades químicas - El compuesto comienza a descomponerse térmicamente a presión normal en el punto de ebullición, que es de 189 °C, este proceso puede llegar a ser de violento a explosivo. La descomposición es catalizada por ácidos o bases, por lo que puede ser relevante a temperaturas mucho más bajas. La descomposición, de violenta a explosiva, también se produce en presencia de compuestos halógenos, nitratos metálicos, percloratos metálicos, hidruro de sodio, ácido periódico y agentes fluorizantes. - El dimetilsulfóxido puede desprotonarse con hidruro de sodio o amida de sodio para formar el carbanión metilsulfinil (anión dimsil), que se utiliza como reactivo nucleófilo muy fuerte en síntesis orgánica. Las mezclas de reacción pueden descomponerse de forma explosiva por encima de los 70 °C. También existe riesgo de explosión al aislar la sal de sodio sólida. - Parámetros de seguridad - El dimetilsulfóxido forma mezclas vapor-aire inflamables por encima del punto de inflamación a 88 °C. El límite inferior de explosión es del 1,8% v/v (58 g/m³). No se puede determinar un límite superior de explosión (LSE) debido a la descomposición térmica de la sustancia. Se ha determinado que la concentración límite de oxígeno es de 3,9% v/v a 200 °C. La temperatura de ignición es de 270 °C. Por tanto, la sustancia está incluida en la clase de temperatura T3. La conductividad eléctrica es bastante baja, 2·10−7 S·m−1. - Dimetilsulfóxido deuterado, DMSO-d6 - El DMSO totalmente deuterado (DMSO-d6), en el que los seis átomos de hidrógeno han sido sustituidos por deuterio, se utiliza como disolvente en la espectroscopia de RMN. – Farmacología - El dimetilsulfóxido tiene propiedades antiinflamatorias (antiflogísticas) y analgésicas. Por ello, se utiliza terapéuticamente como fármaco percutáneo (del latín, a través de la piel) para el tratamiento de afecciones dolorosas locales (por ejemplo, en lesiones deportivas o afecciones reumáticas). Dado que el DMSO ayuda a reducir rápidamente la hinchazón en los hematomas, se utiliza especialmente en las artes marciales cuando es necesario. Un estudio realizado en Brasil pudo demostrar que el gel de DMSO y los ultrasonidos terapéuticos tienen resultados significativamente mejores en lo que respecta a la descongestión de contusiones en comparación con otras formas de tratamiento (o ningún tratamiento). - Su capacidad especial es la fácil penetración en la piel y otras membranas celulares. Por ello, se utiliza como sustancia portadora en los fármacos aplicados sobre la piel (pomadas, geles, emplastos, tinturas) para la introducción de principios activos como la heparina o los analgésicos como agente de transporte y potenciador de la penetración, es decir, las sustancias disueltas en DMSO son fácilmente absorbidas por el organismo a través de la piel. Esto también se aplica a los venenos que, de otro modo, no son venenos de contacto o son poco eficaces, como los cianuros. Por lo tanto, las soluciones de compuestos considerados tóxicos deben enjuagarse con medios adecuados (por ejemplo, agua) inmediatamente si entran en contacto con la piel. – Usos - El DMSO es un disolvente muy utilizado en aplicaciones técnicas y de laboratorio. Por ejemplo, se utiliza en soluciones de hilado de poliacrilonitrilo, como decapante de pinturas, como disolvente en la extracción de aromáticos y como medio de reacción en síntesis orgánicas. Muchas sales inorgánicas también tienen buena solubilidad en DMSO. - En síntesis orgánica, sirve como oxidante en la oxidación de Swern y en la oxidación de Parikh-Doering. En farmacia, sirve como ingrediente de ungüentos (ver farmacología). - En cultivo celular, el DMSO se utiliza en los medios de congelación para la criopreservación de células eucariotas. Como anticongelante, impide la formación de cristales de hielo durante el proceso de congelación; éstos pueden destruir los orgánulos celulares y, por tanto, provocar la muerte de la célula. El DMSO inhibe la formación de cristales algo mejor que el glicerol. - La mayoría de las bibliotecas de sustancias también incluyen el DMSO como disolvente. Sin embargo, dado que el disolvente no es completamente inerte, esto puede conducir a un deterioro de la pureza de la muestra.

Congelación de células para el cultivo celular: El dimetilsulfóxido (DMSO) se utiliza ampliamente para la congelación de células en el cultivo celular en lugar de glicerina. El DMSO se añade para evitar la formación de cristales de hielo durante el proceso de congelación, de lo contrario las células se destruirían. El DMSO se utiliza habitualmente a una concentración del 10%. Hay que tener en cuenta que el DMSO es tóxico para las células. Por lo tanto, es aconsejable utilizar un "medio de congelación" previamente refrigerado. Normalmente, este medio de congelación consiste en un medio de cultivo estándar complementado con un 10% de DMSO. Algunos investigadores utilizan suero al 90% complementado con un 10% de DMSO como medio de congelación, lo que mejora la viabilidad en algunos tipos de células. Algunos tipos celulares no pueden transferirse directamente al nitrógeno líquido, sino que se congelan lentamente a -70°C en un refrigerador. Para un enfriamiento muy lento de estos stocks, las células se congelan bien aisladas y posteriormente se transfieren al nitrógeno líquido. Descongelación: Para el cultivo posterior, la descongelación debe realizarse lo más rápidamente posible. Después de la descongelación se recomienda lavar las células en medio o cambiar el medio al día siguiente de la siembra.