什么是廢液抽吸?
廢液抽吸(aspiration/suction)為現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)中常用的技術(shù),，用以移除廢棄液體。生物學(xué)中常見(jiàn)的細(xì)胞培養(yǎng),，是將真核或原核細(xì)胞培養(yǎng)于適宜的培養(yǎng)液(culture medium)及環(huán)境中,，使其在受控制的狀態(tài)下生長(zhǎng)(growth)及增殖(proliferation)的過(guò)程。細(xì)胞培養(yǎng)的流程包含解凍細(xì)胞,、培養(yǎng)(cell culture),、繼代培養(yǎng)(俗稱(chēng)分盤(pán)，cell subculture)及冷凍細(xì)胞等步驟,。
然而,，細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生代謝物、細(xì)胞碎片等廢棄物影響細(xì)胞健康,，甚至導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,。因此在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，需定期更換培養(yǎng)液,，而移除舊有培養(yǎng)液,、洗滌液的行為，則為廢液抽吸,。
真空廢液抽吸裝置(suction system,aspiration system)常見(jiàn)如上圖,，主要包含：
真空瓶(vacuum flask)
緩沖瓶(safety bottle)
過(guò)濾器(filter)
真空源(vacuum source)
連接并啟動(dòng)真空源后，細(xì)胞培養(yǎng)瓶/皿中的廢液會(huì)因壓力差而被抽吸,、收集至真空瓶,，緩沖瓶則做為防溢裝置使用，以避免廢液被抽吸至真空源內(nèi),。過(guò)濾器可使用HEPA濾膜(High Efficiency Particulate Air filter或0.22µm過(guò)濾器,，以過(guò)濾掉廢液及空氣中的粒子、確保抽吸效率,。
細(xì)胞培養(yǎng)流程
▲細(xì)胞培養(yǎng)前,，請(qǐng)確認(rèn)操作環(huán)境符合無(wú)菌操作條件，且應(yīng)避免和細(xì)菌實(shí)驗(yàn)共用設(shè)備,，以防污染,。
解凍細(xì)胞(thawing cells)：將冷凍細(xì)胞以37 oC快速解凍、回溫,，以避免細(xì)胞損傷,。
培養(yǎng)(cell culture)：依據(jù)細(xì)胞種類(lèi)和濃度，將細(xì)胞和培養(yǎng)基均勻混合后,，放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng),。
繼代培養(yǎng)(cell subculture)：當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)至一定程度后,，收集細(xì)胞，分殖于新的培養(yǎng)基中,。
進(jìn)行繼代培養(yǎng)時(shí),，其依細(xì)胞種類(lèi)不同，處理方式可分為以下兩大類(lèi)：
a.附著型細(xì)胞(adherent cell),，又稱(chēng)貼壁培養(yǎng),、單層培養(yǎng)(monolayer culture)
去除舊培養(yǎng)基廢液
以Phosphate buffered saline(PBS)洗滌細(xì)胞一至二次
加入trypsin-EDTA溶液，于37 oC下作用2~20分鐘,，使細(xì)胞可自培養(yǎng)瓶/皿中脫落
加入含有血清的新鮮培養(yǎng)基中,，以終止胰蛋白酶作用
將脫落的細(xì)胞及其團(tuán)塊打散、混合均勻后,，收集所有液體
離心后移除上清液,，并添加新鮮培養(yǎng)基，依稀釋比例轉(zhuǎn)移至新的培養(yǎng)瓶/皿中進(jìn)行培養(yǎng)
b.懸浮型細(xì)胞(suspension cell),，又稱(chēng)懸浮培養(yǎng)(suspension culture)
將細(xì)胞培養(yǎng)液以1000 rpm離心5分鐘后,，吸除上清液
加入適量新鮮培養(yǎng)基，與沉淀細(xì)胞混合均勻后,，依稀釋比例轉(zhuǎn)移至新的培養(yǎng)瓶/皿中進(jìn)行培養(yǎng)。
冷凍細(xì)胞(cryopreservation)：獲得目標(biāo)細(xì)胞株后,，將細(xì)胞懸浮于含有5~10%DMSO(二甲基亞砜,，dimethyl sulfoxide)及30~50%FBS(胎牛血清，F(xiàn)etal Bovine Serum)的新鮮培養(yǎng)液中,，以-80 oC或液態(tài)氮等低溫設(shè)備保存,。
細(xì)胞計(jì)數(shù)(cell counting)：用以計(jì)算細(xì)胞濃度，可利用傳統(tǒng)血球計(jì)數(shù)器(Neubauer chamber)或自動(dòng)計(jì)數(shù)器,，計(jì)算細(xì)胞濃度可用來(lái)判斷目前細(xì)胞生長(zhǎng)的情況,。
廢液抽吸方法的比較
廢液抽吸目前有多種方法可以進(jìn)行。早期實(shí)驗(yàn)室多利用移液器(pipette)或電動(dòng)吸管抽吸廢液,，然而因?yàn)樾枰馗渤槲芭懦后w,，長(zhǎng)時(shí)間使用下來(lái)易造成手部不適及疲勞。除此之外,，電動(dòng)吸管須搭配無(wú)菌刻度吸管使用,，而現(xiàn)多使用拋棄式吸管排除污染疑慮，因此一次實(shí)驗(yàn)下來(lái)通常會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物,，造成環(huán)境負(fù)擔(dān),。
現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室則普遍會(huì)自行購(gòu)置真空幫浦搭配真空瓶自行組裝，如此會(huì)較電動(dòng)吸管有效率,，且設(shè)備取得較容易,，然而自組式系統(tǒng)常見(jiàn)許多例如：管線(xiàn)配置不良,，造成工作環(huán)境混亂、或是玻璃吸管經(jīng)常破裂等安全性上的缺點(diǎn),。
Lafil廢液抽吸系統(tǒng)及BioDolphin廢液抽吸套件主要為生命科學(xué)細(xì)胞培養(yǎng)或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中溶液抽吸應(yīng)用,，可直接放置于無(wú)菌無(wú)塵操作臺(tái)(laminar flow)使用。Lafil廢液抽吸系統(tǒng)整合真空源,、真空瓶與廢液抽吸套件,，提供實(shí)驗(yàn)室一體化解決方案，更比傳統(tǒng)廢液抽吸系統(tǒng)減少一半檯面占用面積,，并使用圍籬式平臺(tái)固定真空瓶,，避免操作者不小心碰觸瓶身而傾倒。
洛科Lafil廢液抽吸系統(tǒng)及BioDolphin廢液抽吸套件
實(shí)驗(yàn)室電動(dòng)吸管 | 自組真空抽吸系統(tǒng) | 洛科廢液抽吸系統(tǒng) | ||
Lafil 100 | Lafil 200 | |||
整合式設(shè)計(jì) | 是,，單一產(chǎn)品 | 否 | 是,，一體化all-in-one設(shè)計(jì) | |
抽吸耗材 | 無(wú)菌刻度吸管 | 吸管尖 (tip) | 吸管尖 (tip) | |
長(zhǎng)時(shí)間操作 | 易造成手部肌肉疲勞 | 易造成手部肌肉疲勞 | 符合人體工學(xué)、單手退tip設(shè)計(jì) | |
吸力調(diào)節(jié) | 無(wú) | 有 | 無(wú) | 有 |
廢液清除 | 每次抽吸排淨(jìng) | 吸取至真空瓶滿(mǎn)後清除 | 吸取至真空瓶滿(mǎn)後清除 | |
真空瓶 | 無(wú) | 通常為 1 L 抽氣瓶 | 1 L PP瓶 | 4 L PP瓶 |
幫浦/設(shè)備保護(hù) | 無(wú) | 無(wú) | 有 | |
廢液溢漏危險(xiǎn) | 無(wú) | 高風(fēng)險(xiǎn) | 無(wú) | |
置入無(wú)菌操作臺(tái) | 可 | 不可 | 可 | 不可 |
空間利用性 | 體積小 | 管路雜亂佔(zhàn)空間 | 可省去自組系統(tǒng)50~65%空間 | |
環(huán)境友善 | 易產(chǎn)生大量拋棄式廢棄物 | 易產(chǎn)生大量拋棄式廢棄物 | 所有配件採(cǎi)用耐高溫高壓滅菌材質(zhì),，另有節(jié)能安靜的eco機(jī)種 | |
特殊需求 | 無(wú) | 無(wú) | Lafil 200：支援2人同時(shí)抽吸 | |
細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)備
無(wú)菌操作臺(tái),，或生物安全櫃 | 無(wú)菌操作臺(tái)可作為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的無(wú)菌工作區(qū)，同時(shí)也可遏止各種於微生物實(shí)驗(yàn)程序中可能產(chǎn)生的傳染性飛濺物或氣膠,。 |
培養(yǎng)箱 | 使用培養(yǎng)箱的目的是為細(xì)胞生長(zhǎng)提供舒適的環(huán)境,。培養(yǎng)箱可透過(guò)控制溫度、濕度和二氧化碳濃度提供細(xì)胞適合的生長(zhǎng)條件,。 |
廢液抽吸系統(tǒng) | 使用廢液抽吸系統(tǒng),，可以更輕鬆地從細(xì)胞培養(yǎng)容器中吸除培養(yǎng)基和試劑。 |
光學(xué)顯微鏡 | 光學(xué)顯微鏡是細(xì)胞培養(yǎng)工具,，如正立顯微鏡,、倒立顯微鏡。其將細(xì)胞可視化,，以監(jiān)測(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)情形,、細(xì)胞形態(tài)、計(jì)數(shù)與識(shí)別污染物質(zhì),。 |
低溫儲(chǔ)存設(shè)備 | 隨著傳代次數(shù)的增加,，連續(xù)培養(yǎng)的細(xì)胞可能會(huì)出現(xiàn)遺傳不穩(wěn)定性，如遺傳漂變,、哀老,； 因此將它們保存在低溫儲(chǔ)存設(shè)備中以供長(zhǎng)期儲(chǔ)存是細(xì)胞培養(yǎng)中重要的步驟。 |
水浴器 | 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室普遍會(huì)將水浴槽設(shè)置為37 oC,，用於預(yù)熱培養(yǎng)基以及解凍冷凍細(xì)胞或試劑等,。 |
廢液處理與廢棄辦法
含有危險(xiǎn)化學(xué)品（如氯）之有機(jī)廢液應(yīng)收集至設(shè)有適當(dāng)標(biāo)示之專(zhuān)用廢液桶，不含危險(xiǎn)化學(xué)品之其它廢液可一併收集于一般混合廢液桶,，廢油則需收集于廢油桶中,。細(xì)胞培養(yǎng)用的廢液應(yīng)加入適當(dāng)濃度的消毒劑,，如漂白水(次氯酸鈉Sodium Hypochlorite)，使細(xì)胞致死,，再倒入水槽或廢液桶,。培養(yǎng)皿等生物醫(yī)療相關(guān)廢棄物則應(yīng)置于生物醫(yī)療廢棄物袋中，進(jìn)行高溫高壓滅菌后以一般廢棄物丟棄,，或是請(qǐng)依照我國(guó)生物醫(yī)療廢棄物相關(guān)規(guī)定處理,。
參考資料
Cell Culture Basics:Equipment,Fundamentals and Protocols|Technology Networks
Cell Culture Basics,EU(vanderbilt.edu)
Cell Culture Fundamentals:Safety Aspects of Cell Culture,Sigma-Aldrich
Cell culture protocol,Proteintech
Cell culture|細(xì)胞培養(yǎng)，ACE Biolabs
Laboratory Environmental Sample Disposal Information Document,Section 6.0,2010,US EPA
TISSUE CULTURE WASTE DISPOSAL GUIDELINES,2017,Laboratory Safety,THE GEORGE WASHINGTON UNIVERSITY
Tissue Culture Waste Disposal Guide,2022,EHS,Weill Cornell Medicine
行政院環(huán)境保護(hù)署,，事業(yè)廢棄物貯存清除處理方法及設(shè)施標(biāo)準(zhǔn),，環(huán)署循字第1111016706號(hào)
細(xì)胞繼代培養(yǎng)，生物資源保存及研究中心-BCRC小教室
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