廢液抽吸

什麼是廢液抽吸?

廢液抽吸 (aspiration / suction) 是現代生物學技術中常用的技術，用以移除細胞培養等實驗操作的廢棄液體。

生物學中常見的細胞培養，是將真核或原核細胞培養於適宜的培養液 (culture medium) 環境中，使其在受控制的狀態下生長 (growth) 及增殖 (proliferation)的過程。細胞培養的流程包含解凍細胞、培養 (cell culture)、繼代培養 (俗稱分盤，cell subculture) 及冷凍細胞等步驟。

而在細胞生長過程中會產生代謝物、細胞碎片等廢棄物影響細胞健康，甚至導致細胞凋亡 。因此在細胞培養過程中，需定期更換培養液，而移除舊有培養液、洗滌液的行為，則為廢液抽吸。

真空廢液抽吸裝置 (suction system, aspiration system) 常見如上圖，主要包含：

1. 真空瓶 (vacuum flask)
2. 緩衝瓶 (safety bottle)
3. 過濾器 (filter) 
4. 真空源 (vacuum source)：如真空幫浦。

連接並啟動真空幫浦後，細胞培養瓶/皿中的廢液會因壓力差而被抽吸、收集至真空瓶，緩衝瓶則做為防溢裝置使用，以避免廢液被抽吸至真空源內。過濾器可使用HEPA濾膜(High Efficiency Particulate Air filter 或 0.22 µm過濾器，以過濾掉廢液及空氣中的粒子、確保抽吸的效率。

細胞培養繼代流程

▲ 細胞培養前，請確認操作環境符合無菌操作條件，且應避免和細菌實驗共用設備，以防汙染。

1. 解凍細胞 (thawing cells)：將冷凍細胞以 37 ^oC 快速解凍、回溫，以避免細胞損傷。
2. 培養 (cell culture)：依據細胞種類和濃度，將細胞和培養基均勻混合後，放入培養箱中培養。
3. 繼代培養 (cell subculture)：當細胞生長至一定程度後，收集細胞，分殖於新的培養基中。
   進行繼代培養時，其依細胞種類不同，處理方式可分為以下兩大類：

   a. 附著型細胞 (adherent cell)，又稱貼壁培養、單層培養 (monolayer culture)
   

   1. 去除舊培養基廢液
   2. 以 Phosphate buffered saline (PBS) 洗滌細胞一至二次
   3. 加入 trypsin-EDTA溶液，於 37 oC 下作用 2~20 分鐘，使細胞可自培養瓶/皿中脫落
   4. 加入含有血清的新鮮培養基中，以終止胰蛋白酶作用
   5. 將脫落的細胞及其團塊打散、混合均勻後，收集所有液體
   6. 離心後移除上清液，並添加新鮮培養基，依稀釋比例轉移至新的培養瓶/皿中進行培養

   b. 懸浮型細胞 (suspension cell)，又稱懸浮培養 (suspension culture)

   1. 將細胞培養液以 1000 rpm 離心 5 分鐘後，吸除上清液
   2. 加入適量新鮮培養基，與沉澱細胞混合均勻後，依稀釋比例轉移至新的培養瓶/皿中進行培養。
4. 冷凍細胞 (cryopreservation)：獲得目標細胞株後，將細胞懸浮於含有 5~10 % DMSO (二甲基亞碸，dimethyl sulfoxide) 及 30~50% FBS (胎牛血清，Fetal Bovine Serum) 的新鮮培養液中，以 -80 ^oC 或液態氮等低溫設備保存。
5. 細胞計數 (cell counting)：用以計算細胞濃度，可利用傳統血球計數器 (Neubauer chamber) 或自動計數器 ，計算細胞濃度可用來判斷目前細胞生長的情況。

廢液抽吸方法的比較

廢液抽吸目前有多種方法可以進行。 早期實驗室多利用移液器(pipette)或電動吸管抽吸廢液，然而因為需要重覆抽吸及排除液體，長時間使用下來易造成手部不適及疲勞。除此之外，電動吸管須搭配無菌刻度吸管使用，而現多使用拋棄式吸管排除汙染疑慮，因此一次實驗下來通常會產生大量廢棄物，造成環境負擔。
現代實驗室則普遍會自行購置真空幫浦搭配真空瓶自行組裝，如此會較電動吸管有效率，且設備取得較容易，然而自組式系統常見許多例如：管線配置不良，造成工作環境混亂、或是玻璃吸管經常破裂等安全性上的缺點。

Lafil 廢液抽吸系統及 BioDolphin 廢液抽吸套件主要為生命科學細胞培養或實驗過程中溶液抽吸應用，可直接放置於無菌無塵操作台 (laminar flow) 使用。Lafil 廢液抽吸系統整合真空源、真空瓶與廢液抽吸套件，提供實驗室一體化解決方案，更比傳統廢液抽吸系統減少一半檯面占用面積，並使用圍籬式平台固定真空瓶，避免操作者不小心碰觸瓶身而傾倒。
洛科Lafil 廢液抽吸系統及 BioDolphin 廢液抽吸套件

細胞培養實驗室基礎設備

廢液處理與廢棄辦法

含有危險化學品（如氯）之有機廢液應收集至設有適當標示之專用廢液桶，不含危險化學品之其它廢液可一併收集於一般混合廢液桶，廢油則需收集於廢油桶中。細胞培養用的廢液應加入適當濃度的消毒劑，如漂白水(次氯酸鈉Sodium Hypochlorite)，使細胞致死，再倒入水槽或廢液桶。培養皿等生物醫療相關廢棄物則應置於生物醫療廢棄物袋中，進行高溫高壓滅菌後以一般廢棄物丟棄，或是請依照我國生物醫療廢棄物相關規定處理。

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 | 細胞培養，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
• 行政院環境保護署，事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準，環署循字第 1111016706 號
• 細胞繼代培養，生物資源保存及研究中心-BCRC 小教室