如何打造一個生物駭客實驗室

四月 20, 2017
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你想成為生物駭客嗎?要打造專業實驗室,從無到有需花上好幾十萬美元,但只要一些創意和耐心,用500美元也能做出有模有樣的實驗室。

大型設備

我們先從會佔據實驗室最多空間的物件開始談吧!包括冰箱、冷凍庫、高壓滅菌器和保溫箱。如果你只是想在家製作一些生物科技教學套件,大概只要把家裡的冰箱清出一些空間即可。但如果你的野心比簡單的周末專題還要龐大,就需要為你的實驗投資專用的冰箱和冷凍櫃。市面上絕大多數的教學套件都很安全,但初學者可能會不知道一些典型的實驗(例如分離未知的細菌)樣本如果放在食物附近,可能對健康造成重大影響。而且,你遲早會需要額外的空間的,專用的設備可以防止實驗樣本和食物交叉汙染。
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本照片由美國農業部提供

迷你冰箱在Craigslist網站上有時候不到50美元就能買到,或在Freecycle也可以免費取得。請盡可能避免頂部有小冷凍庫的機型,因為會裡面會結冰,空間也太小。請找和冰箱相同尺寸的迷你冷凍庫,或有冷藏/冷凍功能的雙門冰箱。很多現代家用冷凍庫有自動除霜功能,也就是會在一天中將冷卻線圈加熱數次來防止累積結冰。這種設計會造成溫度波動,對限制酵素等敏感的生物物質有不良影響。你可以找看看有沒有解除自動除霜的方法,或乾脆將酵素放進保麗龍盒子再放進冷凍庫。
高壓滅菌器其實就是大型的壓力鍋,用來將培養基加熱至水的沸點以上進行殺菌。因此,一般的壓力鍋就可以當作高壓滅菌器使用。其實連微波爐都能用來為培養基殺菌,但要小心閃急沸騰!若你打算要升級,專業的高壓滅菌器在Craigslist也意外地好找。請找直徑7″以上的高壓滅菌器,才能放入夠大的燒瓶。這部分可能會花費你數百美元。
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微波爐內的燒瓶。攝影:Patrik D’haeseleer

保溫箱是用來以精密控制的溫度培養細胞。在二手店說不定就能找到舊的孵蛋機或優格機來使用。也可以自己做一個,只要在舊冰櫃裡裝加熱墊和恆溫器即可。寵物店就有販售用來為爬蟲類寵物保暖的加熱墊。
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培養箱中的鱒魚卵。攝影:Scott Covington/USFWS

工作臺工具

離心機是用來從液態培養基萃取細胞,以及從複雜的混合物分離出DNA、蛋白質和可溶物質的好工具。大師級生物駭客Cathal Garvey@onetruecathal) 曾設計了一款可3D列印的Dremel離心機,裝上Dremel電動工具就能轉動。但是除非3D印表機經過精密微調,列印出的離心機很常會在高速旋轉時碎裂。從Shapeways可以訂購高品質的Dremel離心機,但同樣的價錢已經可以在eBay上買到便宜的離心機了。轉速約4000RPM的中國便宜機型50到100美元就有,也可以買150美元左右的10,000RPM機型(依照這裡的說明也可以3D列印自己的離心機)。
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離心機。照片由Sparkfun提供

商業級的凝膠電泳機要價可達數千美元,但它其實只是DC電源加上有兩個電極的塑膠盒。用五金行買的調光開關和橋式整流器就能做出超便宜的電泳電源。凝膠盒本身則可以找一般的塑膠盒,加上鋼或白金材質的線做為電極(可以參考Cheapass Science的這款21美元凝膠盒設計)。
你可能也需要PCR(聚合酶連鎖反應)機器。同樣地,商業級的設備要價好數千美元,但網路上有好幾種DIY設計可以使用,OpenPCR還售有開源硬體的PCR套件,只要599美元。如同多數的生物科技硬體,很多來自專業實驗室的二手器材最後都會在eBay和Craigslist上面賣。獨立線上生物駭客商店The Odin則是不斷收購便宜的二手PCR機器,翻新後轉售。
你會需要規畫出可操控微生物,同時不怕汙染的無菌區域。新手可以使用酒精燈或本生燈的裸火。簡單的層流櫃常用來做蕈類或植物組織培養,它會讓經HEPA過濾的超純淨空氣流過培養基上方。如果要做專業級的實驗,可以升級到生物安全櫃。專業實驗室有時在搬遷的時候會留下生物安全櫃,所以如果有人脈,再出點苦力,說不定就能免費拿到。

實驗室耗材

若要精確地控制少量液體,你會需要一組可調式移液器。The ODIN和其他商店有販售便宜的中國製移液器,每件約40美元。你至少需要兩三種不同尺寸來轉換以微升到毫升計量的液體。
其他也會需要的小器材包括數位溫度計、精確度達0.01g以上的數位磅秤、橡膠手套和各種玻璃和塑膠容器(去附近的百元商店找找看!)。
實驗愉快!
(譯:屠建明)
原文
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