張 朕,朱澤興,張樹明△(1.山西醫科大學研究生學院,太原 030001;.中國人民解放軍第二炮兵總醫院骨科,北京 100088)
?
·臨床研究·
冰點滲透壓儀定量二甲基亞砜標準曲線的建立*
張 朕1,2,朱澤興2,張樹明2△(1.山西醫科大學研究生學院,太原 030001;2.中國人民解放軍第二炮兵總醫院骨科,北京 100088)

滲透壓; 二甲基亞砜; 定量; 標準曲線
二甲基亞砜(DMSO,又名二甲亞砜)是一種由二甲基硫化物氧化合成的、無色吸濕性液體,最初來源于木漿加工廢品。其化學結構使其具有高極性,硫-氧鍵確定DMSO的極性性質,以溶解難溶性藥物的能力,其完全溶于水、常用的有機溶劑和不飽和烴[1]。此外,DMSO的化學結構使其能夠通過提高滲透性而不影響皮膚和身體膜的形態特征滲透膜屏障,其優良的滲透性使其在日常生產生活中得到廣泛應用[2-3]。同時,早在1972年,DMSO就被作為滲透性冷凍保護劑應用。有報道,DMSO利用其滲透特性,通過保持凍融過程中蛋白質和磷脂膜的完整性來發揮作用[4-6]。因為DMSO本身具有毒性,其檢測一直是各個領域的研究方向。目前,對DMSO的檢測方法包括氣相色譜法、紫外線檢測儀法、磁共振法、高效液相色譜法等,適用于檢測各種不同的溶劑中的DMSO[7-12]。作者在研究離斷肢體冷凍保護劑的滲透性時,利用微透析技術將冷凍保護劑從離斷肢體中透析出來,而在檢測生理鹽水中的DMSO時,以上很多方法并不適用或有嚴重的缺陷[13]。而利用聯合檢測技術可以得到比較純凈的樣品,從而認為溶質和溶劑的成分是明確的,故選擇利用滲透壓的區別來定量生理鹽水中的DMSO。
1.1 儀器與試劑 DMSO由Sigma公司生產,濃度大于或等于99.5%,細胞級;生理鹽水由大冢制藥生產。微量加樣槍由BIO-DL公司生產,誤差0.01%,不精確率0.32%;冰點滲透壓儀為德國L?ser公司生產的OM806型,重復性(±0.5%),測量范圍:0~2 500 mOsm/kg H2O。檢測儀器、器皿均經專業人員校準。
1.2 方法 所有操作均在第二炮兵總醫院檢驗科完成,室溫恒定17.9 ℃。以DMSO為溶質,生理鹽水為溶劑,依次配制體積比濃度為1%~15%v/v DMSO的溶液,每個樣品100 μL液體,每個濃度分別滴定6個樣品;另配制100 μL濃度為1%v/v DMSO 6個樣品,依次成倍稀釋,得到濃度為0.5%v/v、0.25%v/v、0.125%v/v、0.062 5%v/v、0.031 25%v/v DMSO的溶液。利用冰點滲透壓儀檢測,每次檢測結束后擦拭檢測探針。
1.3 統計學處理 利用SPSS 17.0軟件進行配對樣品t檢驗,以P<0.05為差異有統計學意義。


圖1 滴定標準濃度DMSO滲透壓結果

表1 滴定標準濃度DMSO滲透壓統計描述(mOsm/kg H2O)


圖2 擬合曲線圖
當一種溶質加入到一種純溶劑中時,溶液會發生四種變化,即冰點降低、沸點升高、滲透壓升高、蒸汽壓降低,這些變化被稱為稀溶質的依數性;而在物理化學中,任何溶液,如果其單位體積溶液所溶解的溶質的顆粒總數相同,則引起溶液冰點下降的數值亦相同,此被稱為拉烏爾冰點原理,既滲透壓摩爾濃度與冰點溫度下降值為線性關系[15]。冰點滲透壓儀就是利用以上理論通過檢測溶液冰點的變化來測定其滲透壓的儀器,單位為mOsm/kg H2O。

將本文結果應用于研究離斷肢體冷凍保護劑的滲透性,利用微透析(MD)將冷凍保護劑從離斷肢體中透析出來,灌流液為生理鹽水,當DMSO的濃度不足時,回收樣品的滲透壓與生理鹽水的滲透壓一致,結果并未受組織內生物小分子物質的影響;當提高DMSO的濃度時,回收樣品的滲透壓開始隨時間的變化而升高,所有可以推斷MD探針在斷肢中透析的小分子生理成分并不足以改變回收透析液的滲透壓,該實驗方法具有其可行性。
本文通過對滴定標準濃度DMSO(溶劑為生理鹽水)通過冰點滲透壓儀進行檢測,認為該檢測方法簡單、便捷、有效、費用低,得到其回歸方程公式2,敏感性s=0.1%v/v,檢測范圍為0.1%~10%v/v,區分度d=0.1%v/v,不精確度c=±2.35%,在檢測范圍內。而隨著DMSO的體積濃度提高,溶液滲透壓隨之提高,該方法亦可用于其他溶質、溶劑明確的、單一溶質為變量的溶液檢測中。
志謝:第二炮兵總醫院檢驗科在本實驗過程中所提供的幫助。
[1]Jana M,Miroslav P,Hana K.Early ontogeny,growth and mortality of common carp(cyprinus carpio) at low concentrations of dimethyl sulfoxide[J].Acta Veterinaria Brno,2009,78(3):505-512.
[2]Kligman AM.Topical pharmacology and toxicology of dimethyl sulfoxide-Part1[J].JAMA,1965,193(10):796-804.
[3]Kligman AM.Dimethylsulfoxide-part2[J].JAMA,1965,193(11):923-928.
[4]Ashwood-Smith MJ,Warby C.Protective effect of low and high molecular weight com pounds on the stability of catalase subjected to freezing and thawing[J].Cryobiology,1972,9(2):137-140.
[5]Arakawa T,Carpenter JF,Kita YA,et al.The basis for toxicity of certain cryoprotectants:an hypothesis[J].Cryobiology,1990,27(4):401-415.
[6]Anchordoguy TJ,Rudolph AS,Carpenter JF,et al.Modes of interaction of cryoprotectants with membrane phospholipids during freezing[J].Cryobiology,1987,24(4):324-331.
[7]Willhite CC,Katz PI.Dimethylsulfoxide[J].J Appl Toxicol,1984,4(3):155-160.
[8]Susan EG,John PA.Determination of dimethyl sulfoxide in serum and other body fluids by gas chromatography[J].J Anal Toxicol,1982,6(2):76-81.
[9]Susan EG,John PA.Comparison of dimethyl sulfoxide levels in whole blood and serum using an autosampler-equipped gas chromatograph[J].Ann N Y Acad Sci,1983,441(6):328-331.
[10]Ivey JP,Haddad PR.Determination of dimethylsulphoxide using ion-exclusion chromatography with ultraviolet absorption detection[J].J Chro A,1987,391:309-314.
[11]Fuller BJ,Busza AL,Proctor E.Studies on cryoprotectant equilibration in the intact rat liver using nuclear magnetic resonance spectroscopy:a noninvasive method to assess distribution of dimethyl sulfoxide in tissues[J].Cryobiology,1989,26(2):112-118.
[12]John FC,Patti ED.Quantitation of dimethyl sulfoxide in solutions and tissues by high-performance liquid chromatography[J].Cryobiology,1991,28(3):210-215.
[13]Chandra S,Chaurasia,Markus M,et al.AAPS-FDA workshop white paper:microdialysis principles,application and regulatory perspectives[J].Phar Research,2007,24(5):589-603.
[14]Gordon HG,Andrew DO,Regina K,et al.GRADE guidelines 6.Rating the quality of evidence-imprecision[J].J Clin Epidemiol,2011,64(12):1283-1293.
[15]Peter A.Physical Chemistry 8ed[M].New York:W.H.Freeman and Company,2006:136-173.
全軍“十一五”醫藥衛生科研基金資助項目(08G051)。
10.3969/j.issn.1672-9455.2015.08.029
A
1672-9455(2015)08-1101-02
2014-11-10
2014-11-21)
△通訊作者,E-mail:zsmep@tom.com。