ethidiumbromide (EtBr) เป็นสารเคมีที่นิยมนำมาใช้งานเป็น non-radioactive marker โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้ย้อมกรดนิวคลีอิกในการทำเจลอิเล็กโทรโฟรีซิส (gel electrophoresis)  EtBr เป็นสารเคมีของแข็งสีแดงเข้มที่อุณหภูมิห้อง  สามารถละลายในน้ำได้ปานกลาง จัดเป็นสารเคมีที่มีความเป็นอันตรายต่อสุขภาพทั้งแบบเฉียบพลันและเรื้อรัง อีกทั้งถูกจัดเป็นสารเคมีอันตรายในกลุ่มสารก่อกลายพันธุ์ (mutagen) โดย EtBr สามารถชักนำทำให้ยีนในร่างกายเกิดการกลายพันธุ์ ก่อให้เกิดการสร้างโปรตีนที่เปลี่ยนแปลงไปและส่งผลให้เกิดความผิดปกติและเกิดผลกระทบต่อระบบร่างกายได้ เช่น ก่อให้เกิดโรคมะเร็ง (carcinogenic effect) ก่อให้เกิดความผิดปกติหรือความพิการแต่กำเนิดได้ (teratogenic effect) การเปลี่ยนแปลงของยีนที่เกิดขึ้น ยังสามารถถ่ายทอดลักษณะผ่านทางพันธุกรรมไปสู่รุ่นต่อไปได้ (heredity)^1-3

          EtBr จัดเป็นสารก่อกลายพันธุ์ในแบบ intercalating agent โดยสามารถแทรกตัวเข้าไปในคู่เบสของสาย DNA (เนื่องด้วย EtBr มีโครงสร้างทางเคมีที่แบนเรียบและเป็นวงแหวนติดกันดังแสดงในรูปที่ 1) จึงทำให้ DNA มีระยะห่างกันมากพอที่จะทำให้มีการเติมเบสส่วนเกินเข้าไปในกระบวนการ DNA replication ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ในแบบ frameshift mutation ได้ ดัง แสดงในรูปที่ 2 

รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างทางเคมีของ EtBr	รูปที่ 2 การเกิด frameshift mutation ของ DNA ซึ่งเป็นผลจากการ intercalation ของ EtBr (ที่มาของภาพ:  Studfiles 2015. Intercalating Agents Distort the Double Helix (image) Available at: < https://studfile.net/preview/2276460/page:3/> [Accessed 15 June 2021].)

          จากข้อมูลทางสถิติของ ChemTrack&WasteTrack 2016 ซึ่งเป็นโปรแกรมการจัดการสารเคมีและของเสียอันตรายในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พบว่ามีของเสีย EtBr ที่ถูกดำเนินการส่งกำจัดผ่านระบบ  ChemTrack&WasteTrack 2016  จากส่วนงานต่าง ๆ ภายในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยในปี 2560-2563 มีปริมาณรวมทั้งสิ้น 618 กิโลกรัม ดังแสดงในแผนภาพที่ 1 จากกราฟแสดงให้เห็นว่าปริมาณของเสีย EtBr ที่ถูกส่งกำจัดผ่านระบบ ChemTrack&WasteTrack2016  ในช่วงปี 2560-2563  มีแนวโน้มที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง [-38%(ปี 2561), -42% (ปี 2562), -34% (ปี 2563) หมายเหตุ ค่า % คือร้อยละของของเสีย EtBr ที่ลดลงเมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า] ซึ่งคาดว่าส่วนงานต่าง ๆ ในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มีการลดการใช้งาน EtBr อย่างต่อเนื่อง จึงเป็นผลให้มีปริมาณของของเสีย EtBr ในช่วงปี 2560-2563 ลดลงตามลำดับ

แผนภาพที่ 1 แสดงปริมาณของเสีย EtBr  ที่ถูกดำเนินการส่งกำจัดผ่านระบบ ChemTrack&WasteTrack2016 จากส่วนงานต่าง ๆ ภายในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในปี 2560-2563

          สำหรับห้องปฏิบัติการในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยที่ยังคงมีการใช้งาน EtBr ในการเรียนการสอนหรือในงานวิจัยนั้น สามารถร่วมลดการใช้งาน EtBr ซึ่งจะช่วยลดการก่อเกิดของเสีย EtBr ได้โดยการใช้สารเคมีทางเลือกชนิดอื่น^1,4,5 ที่มีความปลอดภัยในการใช้งานมากกว่า EtBr และ ไม่เป็นสารที่ก่อการกลายพันธุ์ เช่น SYBR Safe^TM DNA gel  GelRed และ GelGreen ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้ EtBr ในการทำงาน ก็ควรใช้ในปริมาณที่น้อยที่สุดและควรมีการครอบครอง EtBr (ในปริมาณ)เท่าที่จำเป็นเท่านั้น

          ในกรณีที่มีการก่อเกิดของเสีย EtBr ควรดำเนินการบำบัดของเสียอันตรายด้วยตนเองก่อน (ถ้าสามารถทำได้) เพื่อลดความเป็นอันตรายเนื่องจากสารเคมีรวมทั้ง ลดความเสี่ยงในการเกิดอันตรายเนื่องจากการสะสมของเสีย EtBr (เพื่อรอส่งกำจัด) ในสถานที่ทำงานลดภาระค่าใช้จ่ายในการกำจัดของเสียอันตรายของทางมหาวิทยาลัย และ สามารถจัดการของเสีย EtBr ในหน่วยงานตนเองได้อย่างยั่งยืน หากทำไม่ได้ จึงค่อยดำเนินการส่งกำจัดของเสีย EtBr ผ่านระบบของทางมหาวิทยาลัย ดังรายละเอียด

I. การบำบัดของเสีย EtBr ด้วยตนเอง^3,6-8

          การบำบัดของเสีย EtBr (ที่อยู่ในรูปสารละลาย) ด้วยตนเอง สามารถทำได้หลากหลายวิธี ตัวอย่างเช่น การดูดซับ EtBr โดยใช้ตัวดูดซับที่มีความเหมาะสม เช่น ผงถ่านชาร์โคล (ซึ่งมีขายในรูปของ destaining bag⁶) เครื่องสกัด (เช่น ของ Schleicher & Schuell) และการกำจัดโดยวิธีย่อยสลายด้วยสารเคมี เช่น  การบำบัดของเสียอันตราย EtBr โดยใช้สารฟอกขาว (bleach)³ การบำบัดของเสียอันตราย EtBr โดยใช้วิธีของ Lunn & Sansone^7-8

          ในการบำบัดของเสีย EtBr นั้น ผู้ปฏิบัติงานต้องสวมใส่ PPE ที่มีความเหมาะสมตามคำแนะนำจากเอกสารข้อมูลความปลอดภัยของสาร (SDS) และต้องทำงานในตู้ดูดควัน รวมทั้ง ทุกครั้งก่อนเทสารละลายหลังการบำบัดทิ้งลงท่อน้ำทิ้ง ต้องตรวจสอบด้วย UV ว่าไม่มีการปนเปื้อนของ EtBr ในสารละลาย

วิธีที่ 1 การบำบัดของเสีย EtBr โดยใช้สารฟอกขาว (bleach)³

1. เตรียมหรือเจือจาง EtBr ที่ต้องการบำบัด โดยให้สารละลายมีความเข้มข้นของ EtBr น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.034% W/V (34 mg/ 100 mL)
2. เติมสารฟอกขาว (bleach) 10 mL ต่อ  1 mg ของ EtBr (bleach ที่ใช้งานต้องเป็น bleach ที่เตรียมใหม่ หรือเตรียมไว้ไม่นานเกิน 1 สัปดาห์ และยังไม่เสื่อมสภาพ)
3. คนสารให้ละลายเข้ากันอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาอย่างน้อย 4 ชั่วโมง (หรือทิ้งไว้ข้ามคืน)
4. นำสารละลายจากข้อ 3 มาส่องด้วยแสง UV ก่อนทิ้ง เพื่อให้มั่นใจว่า EtBr ได้ถูกทำลายจนหมด
5. เจือจางสารละลายในข้อ 4 ด้วยน้ำประปาอย่างน้อย 20 เท่า แล้วปล่อยลงอ่างน้ำทิ้ง

วิธีที่ 2 การบำบัดของเสีย EtBr ด้วยตนเอง โดยวิธีของ Lunn & Sansone^7-8 

1. เตรียมหรือเจือจาง EtBr ที่ต้องการบำบัด โดยให้สารละลายมีความเข้มข้นของ EtBr น้อยกว่า 0.05% W/V (50 mg/ 100 mL)
2. แบ่งสารละลาย EtBr ในข้อ 1. ปริมาตร 100 mL จากนั้น เติม 5% hypophosphorous acid (H₃PO₂) ปริมาตร 20 mL และ สารละลาย sodium nitrite 0.5 M ปริมาตร 12 mL จากนั้น คนสารให้ละลายเป็นเนื้อเดียวกัน
3. ตรวจสอบค่า pH ของสารละลาย ควรมีค่า pH น้อยกว่า 3 และทำการตั้งสารละลายทิ้งไว้ไม่น้อยกว่า 20 ชั่วโมง
4. นำสารละลายจากข้อ 3 มาส่องด้วยแสง UV ก่อนทิ้ง เพื่อให้มั่นใจว่า EtBr ได้ถูกทำลายจนหมด
5. ทำสารละลายให้เป็นกลาง โดยเติมสารเคมีที่มีความเหมาะสม เช่น โซเดียมไบคาร์บอเนต โซเดียมคาร์บอเนต
6.  หลังจากสารละลายเป็นกลางแล้ว สามารถเทสารละลายลงท่อน้ำทิ้งและเปิดน้ำตามในปริมาณมาก

II. การส่งกำจัดของเสีย EtBr^2,9  (ผ่านระบบ ChemTrack&WasteTrack 2016)

 ในกรณีที่ไม่สามารถบำบัดของเสีย EtBr ด้วยตนเอง ให้ดำเนินการจัดการของเสีย EtBr ตามแนวทางดังต่อไปนี้

หมายเหตุ * การจำแนกประเภทและการส่งกำจัดของเสียอันตรายตามระบบ ChemTrack&WasteTrack 2016:  https://www.shecu.chula.ac.th/home/content.asp?Cnt=134

          ในกรณีที่สารละลายหรือของเสีย EtBr หกรั่วไหล ผู้ตอบโต้ต้องประเมินความเสี่ยงจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น หากสามารถดำเนินการตอบโต้ได้ ให้ปฏิบัติตามข้อแนะนำในเอกสารด้านความปลอดภัยของสาร (SDS) ของ EtBr เพื่อ decontamination สารเคมีโดยทันที หากไม่สามารถดำเนินการตอบโต้ได้ ต้องรีบแจ้งผู้ที่รับผิดชอบหรือผู้ที่มีส่วนเกี่ยวข้อง เพื่อติดต่อหรือประสานงานไปยังหน่วยงานที่รับผิดชอบและมีศักยภาพในการดำเนินการตอบโต้ต่อโดยเร็ว (ตามแผนของหน่วยงาน)

ตัวอย่างวิธีการ decontamination ในกรณีที่สารละลาย EtBr เกิดหกรั่วไหล (เช่น ในกรณีที่ สารละลาย EtBr หกรั่วไหลไม่เกิน 250 mL)^3,7-8 

1. เตรียมสารละลายสำหรับทำความสะอาด EtBr (decontamination solution) โดยชั่ง sodium nitrite หนัก 2 กรัม และ hypophosphorous acid (50%) ปริมาตร 20 มิลิลลิตร ผสมลงในน้ำปริมาตร 300 มิลิลลิตร
2. ใช้กระดาษดูดซับ เช่น กระดาษอเนกประสงค์ (paper towel) ที่ชุ่มด้วย decontamination solution (ที่เตรียมได้จาก 1) นำไปเช็ดบริเวณพื้นที่ที่มี EtBr หกรั่วไหลและดูดซับจนแห้ง
3. ใช้กระดาษดูดซับที่ชุ่มด้วยน้ำ เช็ดบริเวณพื้นที่ดังกล่าว ทำซ้ำรวม 5 ครั้ง (เปลี่ยนใช้กระดาษแผ่นใหม่ในทุกครั้ง)
4. ใช้ UV lamp ในการตรวจสอบพื้นที่ปนเปื้อน ว่ามี EtBr หลงเหลืออยู่หรือไม่ (ระมัดระวังในการใช้งาน UV lamp เนื่องจากแสง UV มีความเป็นอันตรายต่อดวงตาและผิวหนัง) ถ้าพบว่ามี EtBr หลงเหลืออยู่ ให้ทำความสะอาดต่อจนกระทั่งไม่มีการหลงเหลือของ EtBr
5. ให้นำกระดาษดูดซับที่ใช้งานทั้งหมด มาแช่ลงใน decontamination solution ซึ่งบรรจุอยู่ในถัง (ที่มีขนาดเหมาะสม) เป็นเวลานานอย่างน้อย 1 ชั่วโมง
6. ให้แยกกระดาษดูดซับหลังการ decontamination ลงในถุง leak proof ที่สามารถปิดได้มิดชิด เช่น ถุง Ziploc^TM ส่วน decontamination solution ให้ใส่ลงในภาชนะบรรจุที่เหมาะสม ติดฉลากระบุประเภทของของเสียอันตรายและดำเนินการส่งกำจัดผ่านระบบ ChemTrack&WasteTrack 2016  ต่อไป

เอกสารอ้างอิง

1) EHS.UCSC.edu. 2012. Ethidium Bromide [online] Available at: < https://ehs.ucsc.edu/lab-safety-manual/specialty-chemicals/ethidium-bromide.html> [Accessed 15 June 2021].

2) EHS.Harvard.edu. 2012. Ethidium Bromide Waste Management Bulletin [online] Available at: < https://www.ehs.harvard.edu/sites/default/files/ethidium_bromide_waste_management_bulletin.pdf> [Accessed 15 June 2021].

3) คณะอนุกรรมการมาตรฐานความปลอดภัยทางห้องปฏิบัติการ คณะกรรมการพัฒนาคุณภาพห้องปฏิบัติการ

 คณะแพทยศาสตรศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล. การใช้สารเคมีอย่างปลอดภัย: Ethidium Bromide [online] Available at: < https://www.si.mahidol.ac.th/project/sicsm/download_files/5_1.pdf> [Accessed 15 June 2021].

4) OldDominionUniversity.edu. n.d. Ethidium Bromide Hazards and Precautions [online] Available at: < https://www.odu.edu/content/dam/odu/offices/environmental-health-safety/docs/ethidium-bromide-fact-sheet.pdf> [Accessed 15 June 2021].

5) Thermo Fisher Scientific. 2021. SYBR Safe DNA Gel Stain [online] Thermofisher.com. Available at: < https://www.thermofisher.com/th/en/home/life-science/dna-rna-purification-analysis/nucleic-acid-gel-electrophoresis/dna-stains/sybr-safe.html> [Accessed 15 June 2021].

6) AMRESCO, LLC. 2015. Destaining Bags [online] Available at: < http://www.bio-protech.com.tw/upload/20170913025503.pdf> [Accessed 15 June 2021].

7) EHS.OregonState.edu. 2009. Ethidium Bromide Waste [online] Available at: < https://ehs.oregonstate.edu/sites/ehs.oregonstate.edu/files/pdf/si/ethidium_bromide_waste_si077.pdf> [Accessed 15 June 2021]

8) Lunn, G. and Sansone, E. B. 1994. Destruction of Hazardous Chemicals in the Laboratory. John Wiley and Sons, Inc. pp. 185-186.

9) EHS.Harvard.edu. 2012. Laboratory Chemical Waste FAQS [online] Available at: < https://www.ehs.harvard.edu/sites/default/files/chemical_waste_faqs_labs_0.pdf> [Accessed 15 June 2021].