Jika di artikel sebelumnya kita membahas mengenai vortex mixer yang digunakan untuk mencampur / menghomogenkan sampel, maka kali ini kita akan membahas alat yang digunakan untuk memisahkan partikel, yaitu centrifuge. Alat ini banyak kita temukan di rumah sakit maupun laboratorium biologi.
Bagaimana prinsip kerjanya? Bagian-bagiannya? serta aplikasinya dalam berbagai analisa, yuk kita simak dalam artikel berikut ini.
Daftar Isi
Pengertian Centrifuge
Centrifuge adalah peralatan yang menerapkan prinsip sentrifugasi untuk memisahkan partikel dari campuran. Partikel dalam campuran tersebut terpisah berdasarkan densitasnya, dimana partikel yang lebih padat mengendap sebagai pelet dalam wadah, sedangkan partikel yang lebih ringan tetap tersuspensi sebagai supernatan dalam campuran.
Centrifuge memisahkan partikel berdasarkan bentuk, ukuran, viskositas, dan kerapatan dengan gaya sentrifugal.
Pengertian gaya sentrifugal itu sendiri adalah gaya yang dihasilkan oleh putaran motor.
Berikut ini adalah faktor-faktor berikut mempengaruhi gaya sentrifugasi:
- Kepadatan sampel
Dimana partikel yang lebih padat akan mengendap, sedangkan partikel dengan kepadatan yang lebih kecil akan mengapung atau tetap tersuspensi dalam larutan.
- Viskositas dan suhu
Putaran motor pada alat centrifuge akan menyebabkan peningkatan suhu, dan peningkatan suhu tersebut dapat mengganggu ikatan dan stabilitas partikel yang membantu pemisahan partikel.
Demikian pula, semakin besar viskositas sampel, semakin mudah untuk memisahkan komponennya.
Baca Juga : Viskometer: Alat Uji Kekentalan Sampel
- Jarak perpindahan partikel
Semakin besar jarak perpindahan partikel, semakin besar tingkat pemisahan.
- Kecepatan rotasi
Semakin tinggi kecepatan, semakin cepat partikel terpisah. Percepatan yang diterapkan pada sampel disebut gaya sentrifugal relatif (RCF) atau gaya-G. Partikel akan menjauh dari sumbu rotasi ketika RCF melebihi gaya gesek.
Macam-Macam Alat Centrifuge
Ada berbagai tipe centrifuge yang dibedakan berdasarkan deteksi optik, ukuran, kemampuan pendinginan, dan kecepatan rotor. Perbedaan tersebut tentunya harus kita pahami sebelum melakukukan pengadaan centrifuge di instansi / perusahaan anda.
Berikut ini adalah beberapa tipe tersebut :
- Benchtop centrifuges
Benchtop centrifuges merupakan jenis centrifuge yang sangat populer karena fitur karakteristiknya yang hanya membutuhkan ruang kecil sehingga tidak menghabiskan tempat di ruang laboratorium. Fitur lain dari tipe ini adalah kecepatan (RCF) yang dapat berkisar antara 100 s/d 50.000 x g dan memiliki rotor yang dapat diganti dengan beberap jenis rotor antara lain : fixed angle, continuous flow, and swinging bucket rotors.
Test tube dari centrifuge benchtop mempunyai rentang lebih kecil dari 1 ml s/d beberapa liter.
- Refrigerated centrifuges
Refrigerated centrifuges bekerja pada suhu konstan dengan kecepatan maksimum. Suhu operasional pada centrifuge jenis ini adalah antara -20 s/d -30 °C.
Alat ini banyak digunakan untuk beberapa aplikasi antara lain untuk sentrifugasi sampel DNA, RNA, dan antibodi, yang membutuhkan suhu rendah namun konstan.
Selain itu juga digunakan untuk sampel yang perlu disimpan pada suhu yang konsisten karena dapat bekerja pada kecepatan maksimum sambil mempertahankan suhu yang stabil.
- Vacuum centrifuges
Vacuum centrifuge menggunakan gaya sentrifugal, vakum, suu, dan gas untuk menghilangkan cairan atau gas dari sampel untuk mengubahnya menjadi bentuk konsentrat atau mengeringkan sampel.
Pemurnian asam nukleat, protein, peptida, dan komponen lain merupakan salah satu aplikasi dari centrifuge jenis ini.
- Ultracentrifuges
Kecepatan akselerasi Ultracentrifuges biasanya hingga 100.000 x g namun bisa juga mencapai 2,00.000 x g.
- Microcentrifuges
Sesuai dengan namanya, microcentrifuges digunakan untuk menganalisa dengan sampel kecil berukuran mikro seperti 2 ml, 1,2 ml, 0,5 ml, dan tabung PCR (polymerase chain reaction) sehingga centrifuge jenis ini paling sering digunakan di laboratorium mikrobiologi untuk memisahkan asam nukleat dan protein.
Tipe ini dapat berputar dengan kecepatan hingga 16.000 x g, namun untuk beberapa model lainnya, kecepatannya bisa mencapai hingga 30.000 x g. Beberapa model juga memiliki rotor dan adaptor tube yang dapat diganti.
- Analytical centrifuges
Analytical centrifuges memiliki fitur berbeda yang memungkinkan sampel dideteksi saat berputar secara real-time. Cahaya dengan prinsip sistem optik seperti sistem adsorpsi cahaya, Rayleigh system , dan Schlieren system membantu mengamati material yang terpisah serta memonitor kecepatannya.
Bagian-Bagian Alat Centrifuge
Alat ini memiliki beberapa bagian-bagian sebagai berikut:
- Motor
Bagian motor terletak di tengah dan menghasilkan tenaga yang kuat dan menciptakan putaran.
- Rotor
Bagian rotor terpasang pada motor. Rotasi terjadi tanpa sudut (centrifuge horizontal) atau sudut yang berbeda ; 45° (fixed angel centrifuge) dan 90° (vertical centrifuge).
Tergantung pada tipe centrifuge, pemuatan sampel dapat dilakukan pada sudut tetap, yaitu sudut rotasi, atau container alat akan menyesuaikan dirinya sendiri ke sudut yang berbeda selama beroperasi.
Metode kedua juga dikenal sebagai swinging bucket dan umumnya ditemukan di horisontal sentrifuge.
Swinging bucket rotors
Merupakan rotor yang ada di centrifuge yang memungkinkan container mengubah sudut saat bergerak. Sampel bergerak melalui gradien densitas tanpa gangguan karena geometri paralel bucket.
- Container
Bagian ini berfungsi untuk memegang test tube dengan bahan / sampel dan bertumpu pada rotor.
- Control
Jenis kontrol bervariasi berdasarkan tipe alat yang dipilih. Beberapa tipe dapat diprogram sebelumnya, sedangkan tipe lainnya pengaturannya dapat disesuaikan dengan tampilan digital. Namun secara prinsip, apapun tipe / jenisnya, centrifuge akan menjalankan motor berdasarkan pengaturan yang disediakan.
Cara Pengoperasian Centrifuge Laboratorium
Seperti halnya mikroskop di dalam laboratorium biologi, pengoperasian alat ini juga relatif sederhana, berikut ini adalah tahapannya :
- Tempatkan test tube dengan sampel ke dalam container / portal.
- Seimbangkan sampel, Masukkan tabung berisi air untuk keseimbangan jika jumlah sampel ganjil.
- Tutup penutupnya dan pilih waktu dan kecepatan yang diperlukan.
- Nyalakan centrifuge, alat akan beroperasi sesuai dengan lama waktu yang telah diatur sebelumnya.
- Saat centrifuge berhenti, keluarkan sampel.
- Sampel yang dipisahkan sekarang siap untuk dianalisis.
Mengapa Penyeimbangan Diperlukan?
Centrifuge bekerja dengan kekuatan dari putaran rotor yang menciptakan gaya sentrifugal. Jika distribusi berat tidak merata gaya tersebut tersebut juga ada sedikit perbedaan sehingga jika ada sedikit perbedaan berat antar sampel, mesin akan bergetar tak terkendali. Jadi, menyeimbangkan sampel sebelum analisa sangatlah diperlukan.
Cara menyetarakan centrifuge adalah sebagai berikut:
- Pastikan bahwa test tube diisi secara merata dengan cairan dengan kepadatan yang sama.
- Pastikan bahwa massa dalam tabung berada dalam 0,1 gram satu sama lain.
- Tempatkan test tube secara tepat berlawanan satu sama lain untuk menjaga gravitasi di tengah.
- Gunakan air sebagai penyeimbang bila sampel yang akan kita analisa berjumlah ganjil.
Perawatan Alat
Untuk tetap menjaga performa alat centrifuge berfungsi secara baik, maka membutuhkan perawatan dan pemeliharaan yang teratur.
Ada beberapa langkah yang perlu dipertimbangkan sebelum, selama, dan setelah penggunaan alat sehingga dapat untuk meningkatkan masa pakainya. antara lain sebagai berikut :
- Pengecekan rutin
Sentrifuge harus diperiksa secara teratur, perhatikan jika ada suara dan getaran yang tidak wajar. Setiap kerusakan harus diperbaiki. Kontak distributor merk alat bersangkutan atau juga bisa menggunakan supplier perbaikan alat laboratorium.
- Pembersihan rutin
Bagian Rotor, chamber / ruang rotor, dan bagian dalam merupakan beberapa bagian yang perlu dibersihkan secara rutin menggunakan alkohol dan kain lembut.
- Pelatihan Personel
Jika ada analis laboratorium baru, harus dipastikan bahwa analis tersebut kompeten menggunakan centrifuge. Cara pengaturan keseimbangan berat sampel, seting waktu dan kecepatan merupakan hal-hal yang harus diketahui analis sebelum menggunakan alat tersebut.
Kesimpulan
Beberapa peralatan di laboratorium mikrobiologi / laboratorium kesehatan yang sudah pernah kita kenal seperti mikroskop, X ray dental, petridish, dll ternyata centrifuge juga mempunyai peranan yang sangat penting sehingga harus benar-benar kita rawat serta pahami sistem kerjanya sehingga tidak mudah rusak.
Semoga Bermanfaat
