DMSO(ジメチルスルホキシド)とは?融点・沸点・扱い方

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『DMSO(ジメチルスルホキシド)』は、薬作りで頻用される有機溶媒です。水にも油にも溶けやすいため、水に溶けにくい化合物を溶かすのに使います。融点は約18.5℃と高く、室温が低いと凍ります。沸点は189℃で、蒸発しにくい溶媒です。

数十年前のことですが、空調の効いていない冬の実験室では、試薬瓶の中でDMSOが凍る風景をよく見かけたものです。

DMSOの性質

薬の候補になる有機化合物の多くは、水には溶けにくく、有機溶媒には溶けやすいという性質を持ちます。細胞やタンパク質を用いた実験では、基本的に水溶液を使うので、なんとかして化合物を水に溶かす必要があります。

DMSOは、水に溶けやすい構造(親水性)と油に溶けやすい構造(疎水性)の両方を持つため、水に溶けにくい化合物、水に溶けやすい化合物の両方を溶かすことができます。そして、水に溶けにくい化合物であっても、一度DMSOに溶かしてから水で薄めることで、水溶液を作ることができます。DMSOが仲立ちすることによって、水溶性をもたせることができるのです。

DMSOは通常の有機溶媒よりも融点が高く(約18.5℃)、通常の冷凍庫で簡単に凍らせることができます。これは便利ではあるのですが、室温が非常に低い場合は予期せず凍ってしまうこともあります。一方、沸点は189℃と高いため、蒸発しにくいのも特徴です。

使い道

DMSOは様々な化合物を溶かす事ができるので、生物系の実験では評価する化合物を最初に溶かすために使います。また、化合物の溶液保存用の溶媒という用途もあります。化学系の実験では、化学反応や化合物の機器分析(NMR)における溶媒として使用されます(NMRでは、重水素に置き換えたDMSOを使います)。

細胞実験での使い方

実験に使うときは、濃度の高いDMSO溶液を、水や培地(細胞を育てるための液)、栄養液で薄めます。薄めた後のDMSOの濃度(最終濃度)は、一般に0.1〜0.5%程度とされます。私は、DMSOだけを入れた対照群を必ず置いて、どのくらいの濃度で影響が出るかも含めて、条件を検討していました。1%くらいまで入れていたことがあったと思いますが、はっきりは覚えていません。

溶けにくい化合物は、DMSOの濃度が高いほうが溶けやすいのですが、溶けたと思って薄めたのに、そこで析出(溶けていたものが、固体になって出てくること)してしまったときは、本当にガクッときました。

溶液の保管のしかた

溶液を保管するときには、少量(0.1mLくらい)を96穴プレートや384穴プレートにいれて冷凍庫に保存します。1枚のプレートで100種類以上の溶液を保存することができます。

凍らせると液が蓋についてしまうので、ウェル(プレートの一つ一つのくぼみ)の半分より少ないくらいが、ちょうどよい量でした。解凍はできるだけ少なくして、保存期間は1年くらいだったと思います。

96穴プレートを横から見た図。ウェルの半分より少なめに入れるのがよい。入れすぎると、凍らせたときに液が蓋につく。

図:AIで作成

DMSOは空気中の水分を吸いやすいので、パラフィルムで密閉する、少量に分けて使い切る、凍結と融解を繰り返さない、といったことに気をつけていました。これは、DMSOに限らない、試薬の扱いの基本でもあります。

凍ったときの対処

凍ったDMSOは、溶かせば使えます。ただ、有機溶媒ですので、危ないことはできません。試薬保管庫が寒くて試薬瓶のDMSOが凍っていたときは、大抵の場合、暖かい部屋に放置して溶けるのを待っていました。その間は、温度管理のできている部屋で少量に小分けして保管していたものを使っていました。

凍ったDMSOのイラスト。手袋をした研究者が、褐色の試薬瓶を空のビーカーの上で逆さにしているが、何も出てこない。「あれ、出てこない…凍ってる」

イラスト:AIで作成

安全面

DMSOは、皮膚から染み込みやすく、一緒に溶けている物質も体に入りやすいとされます。扱うときは手袋をしていました。DMSOが手につくと、赤くなって痒くなった気がします。DMSOは、手袋の材質によっては劣化させやすい(一般的なニトリル手袋は劣化しやすい)という情報もありますので、手袋の材質の確認と、こまめな交換が大切です。

匂い

普通の試薬のDMSOは、ちょっと金属臭っぽい匂いがしたのを覚えています。一方、細胞培養用のDMSOは、不思議と匂いがしませんでした。匂いのあるなしの差は、不純物の差ではないか、と聞いたことがあります。実際、純粋なDMSOは無臭とされ、独特の匂いは、不純物や分解で生じる硫黄を含む化合物によるといわれています。

参考:PubChem「Dimethyl sulfoxide」(融点・沸点)/Wikipedia「Dimethyl sulfoxide」(性質・安全面)/ニコン「The cytotoxicity of DMSO」(細胞実験での濃度)