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)胞種類不同，處理方式可分為以下兩大類：

a.附著型細(xì)胞(adherent cell)，又稱貼壁培養(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

細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)備

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

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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