Dimetilsulfóxido (DMSO)

El dimetilsulfóxido (DMSO) es un compuesto de azufre orgánico con la fórmula (CH3) 2SO. Este líquido incoloro es un importante solvente aprótico polar que disuelve compuestos polares y apolares y es miscible en una amplia variedad de solventes orgánicos y en agua. Tiene un punto de ebullición relativamente alto. El DMSO tiene la propiedad inusual de que muchas personas perciben un sabor a ajo en la boca después del contacto con la piel.

En términos de estructura química, la molécula tiene la simetría Cs idealizada. Tiene una geometría molecular piramidal trigonal consistente con otros compuestos S (IV) de tres coordenadas, con un par de electrones no unidos en el átomo de azufre aproximadamente tetraédrico.

Aplicaciones

El DMSO es un disolvente aprótico polar y es menos tóxico que otros miembros de esta clase, como dimetilformamida, dimetilacetamida, N-metil-2-pirrolidona y HMPA. El DMSO se utiliza a menudo como disolvente para reacciones químicas con sales, especialmente reacciones de Finkelstein y otras sustituciones nucleófilas. También se usa ampliamente como extractante en bioquímica y biología celular. Dado que el DMSO es solo débilmente ácido, tolera bases relativamente fuertes y, por lo tanto, se usa ampliamente en el estudio de carbaniones. Se ha determinado un conjunto de valores de pKa no acuosos (acidez C-H, O-H, S-H y N-H) para miles de compuestos orgánicos en una solución de DMSO.

Debido a su alto punto de ebullición, 189 ° C (372 ° F), el DMSO se evapora lentamente a la presión atmosférica normal. Las muestras disueltas en DMSO no se pueden recuperar tan fácilmente en comparación con otros disolventes porque es muy difícil eliminar todas las trazas de DMSO mediante evaporación rotatoria convencional. Una técnica para recuperar completamente las muestras es la eliminación del disolvente orgánico por evaporación seguida de la adición de agua (para disolver el DMSO) y la criodesección para eliminar tanto el DMSO como el agua. Las reacciones realizadas en DMSO a menudo se diluyen con agua para precipitar o separar en fases los productos. El punto de congelación relativamente alto del DMSO, 18,5 ° C (65,3 ° F), significa que es un sólido a temperatura ambiente o justo por debajo de ella, lo que puede limitar su utilidad en algunos procesos químicos (por ejemplo, cristalización con enfriamiento).

En su forma deuterada (DMSO-d6) es un solvente útil para la espectroscopia de RMN, nuevamente debido a su capacidad para resolver una amplia variedad de analitos, la simplicidad de su espectro patentado y su idoneidad para estudios espectroscópicos de RMN en alta temperatura. Las desventajas de usar DMSO-d6 son su alta viscosidad, que amplía las señales, y su higroscopicidad, lo que conduce a una resonancia de H2O abrumadora en el espectro de 1 H NMR. A menudo se mezcla con CDCl3 o CD2Cl2 para obtener una viscosidad y puntos de fusión más bajos.

El DMSO se utiliza cada vez más en los procesos de fabricación para producir dispositivos microelectrónicos. Es ampliamente utilizado para el pelado de fotorresistencia en pantallas de 'panel plano' TFT-LCD y aplicaciones de empaquetado avanzadas (como empaques / patrones a nivel de obleas en protuberancias de soldadura). También se utiliza en bioconservación, especialmente en bancos de células madre. El DMSO es un decapante eficaz y más seguro que muchos otros, como el nitrometano y el diclorometano.

Debido a su capacidad para disolver muchos tipos de compuestos, el DMSO desempeña un papel en la gestión de muestras y el cribado de alto rendimiento en el diseño de fármacos.

-Biología

El DMSO se utiliza en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para inhibir las estructuras secundarias en la plantilla de ADN o los cebadores de ADN. Se agrega a la mezcla de PCR antes de reaccionar, donde interrumpe la autocomplementariedad del ADN, minimizando las reacciones disruptivas.

El DMSO en una reacción de PCR es aplicable a plásmidos superenrollados (para relajarse para la amplificación) o plantillas de ADN con un alto contenido de GC (para reducir la termoestabilidad). Por ejemplo, una concentración final de DMSO al 10% en la mezcla de PCR con Phusion disminuye la temperatura de hibridación del cebador (es decir, la temperatura de fusión del cebador) en 5,5-6,0 ° C (9,9-10,8 ° F).

Se conoce como inhibidor del ciclo celular reversible en la etapa G1 de las células linfoides humanas.

El DMSO también se puede utilizar como crioprotector, añadido a los medios celulares para reducir la formación de hielo y evitar así la muerte celular durante el proceso de congelación. Aproximadamente el 10% puede usarse con un método de congelación lenta y las células pueden congelarse a -80 ° C (-112 ° F) o almacenarse de manera segura en nitrógeno líquido.

El DMSO se ha utilizado como codisolvente para promover la incorporación del glicósido de flavonol Icariin en el gusano nematodo C. elegans

En cultivo celular, el DMSO se usa para inducir la diferenciación de las células de carcinoma embrionario P19 en cardiomiocitos y células de músculo esquelético.

-Medicamento

El uso de DMSO en medicina se remonta aproximadamente a 1963, cuando un equipo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón, dirigido por Stanley Jacob, descubrió que podía penetrar la piel y otras membranas sin dañarlas ni formar otros compuestos. sistema biológico. En medicina, el DMSO se utiliza principalmente como analgésico tópico, agente de administración de fármacos tópicos, como antiinflamatorio y antioxidante. Debido a que el DMSO aumenta la tasa de absorción de algunos compuestos por los tejidos biológicos, incluida la piel, se usa en algunos sistemas de administración de fármacos transdérmicos. El efecto se puede mejorar agregando EDTA. A menudo se formula con medicamentos antifúngicos, lo que les permite penetrar no solo en la piel, sino también en las uñas de los pies y las manos.

El DMSO se ha estudiado para el tratamiento de una variedad de afecciones, pero la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) ha aprobado su uso solo para el alivio sintomático de pacientes con cistitis intersticial. Un estudio de 1978 concluyó que el DMSO alivió significativamente a la mayoría de los 213 pacientes con enfermedad genitourinaria inflamatoria estudiados. Los autores recomiendan DMSO para afecciones inflamatorias urogenitales no causadas por infección o tumor donde los síntomas fueron graves o los pacientes no respondieron a la terapia convencional.

En Alemania y Europa del Este se vende un gel que contiene DMSO, dexpantenol y heparina (comercializado con la marca Dolobene para uso tópico en esguinces, tendinitis e inflamación local).

En radiología intervencionista, el DMSO se utiliza como disolvente para el etileno vinil alcohol en el agente embólico líquido Onyx, que se utiliza en la embolización, la oclusión terapéutica de los vasos sanguíneos.

En la investigación médica, el DMSO se utiliza a menudo como vehículo de fármacos en experimentos in vivo e in vitro. Sin embargo, cuando un investigador no es consciente de los efectos pleiotrópicos o cuando los grupos de control no se planifican cuidadosamente, puede producirse un sesgo; un efecto del DMSO se puede atribuir incorrectamente al fármaco. Por ejemplo, incluso una dosis muy baja de DMSO tiene un poderoso efecto protector contra la lesión hepática inducida por paracetamol (paracetamol) en ratones.

En criobiología, el DMSO se ha utilizado como crioprotector y sigue siendo un componente importante de las mezclas de vitrificación crioprotectoras utilizadas para preservar órganos, tejidos y suspensiones celulares. Sin esto, hasta el 90% de las células congeladas se vuelven inactivas. Es especialmente importante en la congelación y almacenamiento a largo plazo de células madre embrionarias y células madre hematopoyéticas, que a menudo se congelan en una mezcla de DMSO al 10%, un medio de congelación y suero bovino fetal al 30%. La congelación criogénica de líneas celulares heteroploides (MDCK, VERO, etc.) utiliza una mezcla de DMSO al 10% con EMEM al 90% (EMEM al 70% + suero bovino fetal al 30% + mezcla de antibióticos). Como parte de un autotrasplante de médula ósea, el DMSO se vuelve a infundir junto con las células madre hematopoyéticas del paciente.

El DMSO se metaboliza por desproporción a dimetilsulfuro y dimetilsulfona. Está sujeto a excreción renal y pulmonar. Por lo tanto, un posible efecto secundario del DMSO es un aumento del sulfuro de dimetilo en la sangre, que puede causar un síntoma de halitosis transmitido por la sangre.

-Veterinario

El DMSO se usa ampliamente en medicina veterinaria como linimento para caballos, solo o en combinación con otros ingredientes. En el último caso, la función prevista del DMSO es a menudo como disolvente para transportar los otros ingredientes a través de la piel. El DMSO también se usa por vía intravenosa en caballos, nuevamente solo o en combinación con otros medicamentos. Se utiliza únicamente para el tratamiento del aumento de la presión intracraneal y / o edema cerebral en caballos.

-Gusto

El sabor a ajo percibido al entrar en contacto con la piel con DMSO puede deberse a la activación sin olor de los receptores TRPA1 en los ganglios del trigémino. A diferencia de dimetil y dialil disulfuro (también con aromas similares al ajo), los mono y trisulfuros (generalmente con malos olores) y otras estructuras similares, el DMSO puramente químico es inodoro.

Toxicidad

El DMSO es un disolvente no tóxico con una dosis letal media superior al etanol (DMSO: LD50, oral, rata, 14.500 mg / kg; etanol: LD50, oral, rata, 7.060 mg / kg).

Dado que el DMSO penetra fácilmente en la piel, las sustancias disueltas en DMSO se pueden absorber rápidamente. La selección de guantes es importante cuando se trabaja con DMSO. Se recomiendan guantes de caucho butílico, fluoroelastómero, neopreno o látex grueso (15 mil / 0,4 mm). Los guantes de nitrilo, que se utilizan con mucha frecuencia en los laboratorios químicos, pueden proteger contra co cortos