Tak terbantahkan bahwa teknik ekstraksi DNA merupakan hal penting dalam penelitian biologi molekuler. Oleh karena itu, pemilihan centrifuge yang tepat menjadi kunci keberhasilan penelitian dan analisis di laboratorium.
Namun sayangnya, meskipun penting, centrifuge berkapasitas besar masih cukup mahal dan memiliki biaya operasional yang tinggi sehingga tidak semua laboratorium dapat membelinya.
Alternatifnya, centrifuge mikro tersedia secara komersial, meskipun mereka tidak dapat menangani sampel volume di atas 1,5 mL dan tidak dapat menangani tabung klinis yang digunakan secara rutin.
Oleh karena itu, centrifuge yang aman, terjangkau, mampu menangani volume besar, dan tabung darah klinis yang dapat digunakan secara rutin akan sangat berguna untuk laboratorium bergerak atau lingkungan dengan sumber daya rendah.
Pada artikel ini kita akan membahas lebih dalam mengenai ekstraksi DNA dan pemilihan centrifuge yang tepat, seperti faktor-faktor apa saja yang perlu dipertimbangkan sebelum memutuskan untuk menggunakan centrifuge yang sesuai dengan kebutuhan laboratorium Anda.
Ekstraksi DNA dan Metode yang Digunakan
Ilustrasi DNA dalam suatu sel eukariotik. Sumber: letstalkscience.
Mencari cara untuk memurnikan DNA? Mengapa tidak mencoba metode ekstraksi DNA yang digunakan oleh para ilmuwan dalam memisahkan molekul DNA dari membran sel, protein, dan komponen seluler lainnya?
Teknik isolasi DNA pertama kali ditemukan pada tahun 1869 oleh Friedrich Miescher, dan sejak itu, teknologi ekstraksi DNA terus berkembang dan semakin efisien.[1]
Namun, penting untuk diingat bahwa kualitas dan kuantitas DNA yang dihasilkan harus terjaga dengan baik agar DNA yang dihasilkan benar-benar bersifat murni dan terbebas dari kontaminan seperti RNA dan protein. Ada dua cara untuk melakukan ekstraksi DNA, yaitu secara manual atau otomatis dengan menggunakan kit komersial yang sudah tersedia.[1]
1. Teknik Ekstraksi DNA
Dalam dunia ilmu pengetahuan, teknik ekstraksi DNA merupakan hal yang sangat penting untuk mengekstrak dan memurnikan DNA dari berbagai jaringan. Terdapat beberapa metode ekstraksi DNA yang umum digunakan, yaitu metode organik (fenol-kloroform), non organik (penggaraman dan perlakuan proteinase K), dan adsorpsi (membran silika-gel).[2]
Namun, tahukah Anda bahwa proses ekstraksi DNA ini melibatkan serangkaian tahapan yang kompleks?
Tahap awal dalam ekstraksi DNA adalah proses lisis sel, yaitu pemecahan membran atau dinding sel untuk mengeluarkan DNA. Setelah itu, DNA akan dilarutkan dan dibersihkan dari berbagai pengotor atau makromolekul yang tidak diinginkan seperti lipid, RNA, atau protein. Untuk menghilangkan pengotor tersebut, digunakan metode kimia atau enzimatik yang memerlukan keahlian khusus.[2]
Selain itu, berbagai jaringan seperti darah, cairan tubuh, dan bagian jaringan beku dapat digunakan sebagai sampel untuk ekstraksi DNA. Namun, perlu diperhatikan bahwa setiap jaringan memiliki karakteristik dan tingkat kesulitan yang berbeda dalam proses ekstraksi DNA.[2]
2. Proses Ekstraksi DNA
Pemecahan membran atau dinding sel, yang dikenal sebagai lisis sel, dapat dilakukan dengan menggunakan detergen non-ionik, seperti Sodium dodecyl sulfate, Tris-Cl, atau Asam etilenadiaminatetraasetat (EDTA), yang diikuti dengan penghilangan sisa-sisa zat pengotor melalui metode sentrifugasi. Selanjutnya, dilakukan penambahan enzim protease untuk mendenaturasi protein yang terdapat di dalam sampel.[1]
Protein yang terdenaturasi kemudian dihilangkan melalui proses presipitasi menggunakan pelarut organik, seperti kloroform, fenol, atau campuran fenol-kloroform dalam rasio fenol/kloroform/isoamil alkohol sebesar 25:24:1.[1]
Setelah itu, protein dapat dipisahkan melalui sentrifugasi dan pencucian. Penambahan RNAse juga dilakukan untuk menghilangkan RNA yang tidak diinginkan dalam sampel.[1]
Pengendapan dengan etanol dingin digunakan untuk memekatkan DNA, sementara konsentrasi kation monovalent seperti garam akan membentuk endapan asam nukleat. Endapan ini kemudian dapat diperoleh kembali melalui sentrifugasi dan dilarutkan kembali dalam buffer tris-EDTA (TE) atau air suling ganda (double-distilled water).[1]
Dalam proses ini, penting untuk memperhatikan waktu dan kondisi sampel agar dapat menghasilkan DNA berkualitas tinggi yang dapat digunakan untuk berbagai macam eksperimen dan analisis lebih lanjut di laboratorium.[1]
Hasil proses ekstraksi DNA. Sumber: letstalkscience.
Centrifuge: Ekstraktor Partikel DNA
Centrifuge adalah instrumen yang kerap digunakan dalam laboratorium biologi molekuler untuk ekstraksi partikel DNA. Instrumen ini menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan partikel DNA dari material sel yang berbeda kerapatan.[3]
Selain itu, centrifuge juga dapat digunakan dalam pemisahan plasma dari darah utuh untuk analisis imunoasai atau hematokrit, serta pemisahan patogen dan parasit dalam cairan biologis.[3]
Dalam penggunaannya, centrifuge menjadi salah satu instrumen utama yang memungkinkan peneliti untuk memperoleh sampel yang murni dan berkualitas tinggi dalam analisis biologis molekuler. Oleh karena itu, pemilihan centrifuge yang tepat sangat penting untuk memastikan keberhasilan penelitian dan analisis di laboratorium biologi molekuler.
1. Prinsip Kerja Centrifuge
Prinsip kerja centrifuge disebut sentrifugasi, yakni proses untuk memisahkan atau memekatkan bahan yang tersuspensi dalam media cair berdasarkan ukuran, bentuk, kerapatan, viskositas sedang, dan kecepatan rotor.[2]
Dasar teoretis untuk teknik ini adalah efek gravitasi pada partikel dalam suspensi. Gravitasi menyebabkan dua partikel masa yang berbeda untuk menetap di tingkat yang berbeda dalam tabung.[2]
Centrifuge terdiri dari rotor dan ruang berpendingin yang ditenagai oleh motor listrik. Gaya sentrifugal sebanding dengan laju putaran rotor. Komponen campuran yang lebih padat bermigrasi menjauh dari sumbu centrifuge, sedangkan komponen yang kurang padat bermigrasi ke arahnya.[2]
Sentrifugasi adalah cara untuk meningkatkan besarnya medan gravitasi dengan memutar sampel di sekitar sumbu yang menciptakan gaya sentrifugal relatif (RCF, juga disebut gaya “g”) yang mampu menarik sel dan partikel lain ke posisi terjauh dari pusat rotasi. RCF sebanding dengan kuadrat kecepatan rotor dan jarak radial dan dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:[2]
Rumus RCF.
Dimana r¯ adalah jarak radial rata-rata sampel dalam tabung (dalam cm) dan ω adalah kecepatan rotor (dalam Revolusi Per Menit, RPM). Meskipun terlihat dari Persamaan (1) bahwa RCF harus meningkat dengan peningkatan kecepatan dan jarak sampel dari sumbu, parameter lain harus dipertimbangkan untuk mendapatkan RCF tertinggi. Parameter tersebut meliputi momen inersia, torsi, dan aerodinamika.[2]
2. Pemilihan Centrifuge yang Tepat
Jika Anda sedang mencari centrifuge yang tepat untuk kebutuhan laboratorium Anda, maka memilih opsi rotor yang kompatibel dengan wadah pilihan Anda adalah hal yang sangat penting.
Sebelum memutuskan opsi rotor yang cocok, pertimbangkan beberapa faktor seperti bentuk dan ukuran tabung yang akan digunakan, apakah strip PCR atau pelat mikro perlu digunakan, dan sebagainya.[4]
Ada dua jenis konfigurasi rotor utama yang tersedia, yaitu fixed-angle dan swing-out. Namun, beberapa centrifuge juga menawarkan opsi lain seperti multi-rotor, rotor vertikal, rotor microplate, dan rotor strip PCR. Dalam memilih konfigurasi rotor yang tepat, pastikan mempertimbangkan kebutuhan dan preferensi laboratorium Anda.[4]
Pabrikan centrifuge membuat fitur keselamatan untuk membantu melindungi pengguna dan peralatan di sekitarnya. Fitur keselamatan ini di antaranya:[4]
- Kunci tutup elektronik: Untuk mencegah tutup dibuka secara tidak sengaja saat centrifuge sedang bekerja.
- Sensor ketidakseimbangan: Sensor ini mendeteksi saat centrifuge tidak seimbang dengan benar, dan menghentikan centrifuge jika tingkat getaran yang tinggi terdeteksi.
- Sealed rotors: Untuk mencegah kebocoran zat bio-hazardous selama proses sentrifugal.
- Teknologi pengenalan rotor: Teknologi ini mendeteksi rotor mana yang dipasang dan memastikan bahwa rotor tidak mencapai kecepatan yang melampaui kecepatan maksimum saat digunakan.
Centrifuge laboratorium merupakan alat yang berukuran besar dan bisa mencapai berat hingga 120 kg. Alat ini biasanya bekerja dengan rotor berdiameter 20–40 cm yang dapat menampung 20–100 botol sampel, sehingga memerlukan ruang yang cukup besar di dalam laboratorium. Namun, meskipun penting, centrifuge berkapasitas besar ini cukup mahal dan memiliki biaya operasional yang tinggi.[2]
Tidak semua laboratorium dapat membeli centrifuge berkapasitas besar ini karena alasan biaya dan ruang. Namun, ada alternatif yang lebih hemat biaya, yaitu centrifuge mikro yang tersedia secara komersial. Meskipun hemat biaya, namun kekurangan dari centrifuge mikro ini adalah mereka tidak dapat menangani sampel volume di atas 1,5 mL. Selain itu, centrifuge mikro tidak dapat menangani tabung klinis yang digunakan secara rutin.[2]
Oleh karena itu, terdapat permintaan yang jelas di pasar untuk instrumen centrifuge yang aman, murah, mampu menangani volume besar, dan tabung darah klinis yang dapat digunakan secara rutin untuk laboratorium bergerak (mobile) atau lingkungan dengan sumber daya rendah.[2]
Solusi Centrifuge Andal dan Terpercaya
Dengan adanya kebutuhan pasar terkait instrumen centrifuge yang lengkap dan dapat diandalkan, sehingga dapat digunakan untuk laboratorium bergerak (mobile) atau lingkungan dengan sumber daya rendah, Novapro, perusahaan peralatan teknologi laboratorium dan biomedis terkemuka, menghadirkan solusi revolusioner instrumen Centrifuge, CRYSTE, dengan 3 varian yang tentunya menyesuaikan kebutuhan Anda, CRYSTE PURISPIN, CRYSTE VARISPIN, dan CRYSTE VELOSPIN.
Untuk mewujudkan nilai CRYSTE, semua barang diproduksi secara ketat di fasilitas untuk memenuhi standar manajemen mutu ISO 9001/ISO 13485/GMP. Selain itu, pengembangan inovatif mengacu sesuai dengan standar global seperti CE/TUV.
1. MICRO-CENTRIFUGE
Mesin centrifuge mikro PURISPIN dengan layar sentuh CRYSTE FLIP yang intuitif dan mudah digunakan menghasilkan suhu sampel yang konstan melalui kontrol suhu yang cepat dan stabil. Dua model dengan g-force dan kapasitas maksimum yang berbeda mendukung eksperimen Anda.
Mulai dari tabung mikro, tabung spin column, strip PCR dan tabung darah 15 mL/50 mL, nikmati spesifikasi yang sesuai dengan kebutuhan Anda. Centrifuge berpendingin udara (refrigerated) dioptimalkan untuk volume kurang dari 5 mL dengan fungsi penting.
2. MULTI-CENTRIFUGE
Mesin centrifuge serba guna VARISPIN dengan throughput sampel tinggi dan cocok untuk peralatan laboratorium berbagai keperluan, berbagai macam rotor dan aksesori memungkinkan Anda melakukan hampir semua operasi sentrifugasi.
Centrifuge ini mendukung penggunaan tabung dengan berbagai ukuran, mulai dari tabung darah biasa hingga PCR, mikro, tabung vacutainer, dan tabung kultur sel. Selain itu, layar sentuh CRYSTE FLIP memungkinkan pengguna untuk dengan mudah menggunakan fungsi kompleks mulai dari pengaturan parameter/operasi/deteksi kesalahan.
3. FLOOR-TOP CENTRIFUGE
Centrifuge tipe floor-top VELOSPIN memperlihatkan kinerjanya yang kuat untuk memutar dan memisahkan volume besar sampel dengan kecepatan tinggi. Centrifuge yang ramah pengguna ini mencapai kinerja pendinginan terbaik, sekaligus menurunkan tingkat kebisingan yang datang dengan kecepatan tinggi dan pendinginan seminimal mungkin.
Dengan berbagai macam modelnya, centrifuge mendukung kapasitas rotor fixed angle hingga 6 x 1000 mL, kecepatan tinggi 22.000 rpm (RCF 54.057 xg), atau kapasitas rotor ayun 4 x 250ml. Ini adalah model centrifuge lantai atas yang cocok untuk laboratorium yang membutuhkan throughput tinggi karena kekuatannya yang kuat dan berbagai pilihan.
Untuk mengetahui informasi selengkapnya mengenai Centrifuge dari CRYSTE, silakan hubungi kami melalui berikut ini:
Hubungi kami sekarang untuk mendapatkan solusi terbaik untuk kebutuhan centrifuge Anda. Dengan begitu, Anda dapat mempercepat proses diagnosis dan pengujian, meningkatkan kepuasan pasien maupun hasil penelitian, dan memberikan layanan laboratorium yang berkualitas.
Referensi Artikel:
- Gupta N. (2019). DNA Extraction and Polymerase Chain Reaction. Journal of cytology, 36(2), 116–117. https://doi.org/10.4103/JOC.JOC_110_18
- Haque, M. E., dkk. (2022). A low-cost, open-source centrifuge adaptor for separating large volume clinical blood samples. PloS one, 17(7), e0266769. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266769
- Anders, B. (2022). Principle, Applications and Types of Centrifugation. J Mass Spectrom Purif Tech. 8:155. DOI: 10.35248/2469-9861.22.8.155
- O’Driscoll, A. (2019). Factors to Consider When Choosing a Centrifuge for Your Lab. https://labcentrifuges.net/blogs/blog/factors-to-consider-when-choosing-a-centrifuge [diakses pada 08 Mei 2023].
