PENGENALAN PERALATAN LABORATORIUM
Disusun sebagai salah satu prasyarat mata kuliah Biologi Mulut-2
Oleh :
Mawar Putri Julica
07/250270/KG/8134/A5
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS GAJAH MADA
YOGYAKARTA
2009
PENGENALAN PERALATAN LABORATORIUM
Mawar Putri Julica
07/250270/KG/08134
Laboratorium Biologi Mulut, Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
15 September 2009
INTISARI
Dalam melakukan penelitian dibutuhkan alat yang dapat memfasilitasi kelancaran pekerjaan di dalam sebuah laboratorium. Oleh karena itu alat juga merupakan komponen penunjang yang penting di dalam sebuah penelitian. Pengenalan alat dibutuhkan agar praktikan dapat memahami fungsi, prinsip kerja serta aplikasi dari peralatan-peralatan yang ada, sehingga praktikan dapat menentukan alat yang tepat untuk mendukung percobaan yang akan dilakukan. Peralatan laboratorium sendiri pada dasarnya terdiri dari peralatan utama dan peralatan penunjang. Peralatan yang akan penulis bahas untuk peralatan utama diantaranya adalah mikroskop, sterilisator, PCR, inkubator, dan Centrifugator, dan lima peralatan penunjang yang akan dibahas diantaranya vortex mixer, water distillation dan pH meter. Mikroskop merupakan alat yang paling sering dijumpai di laboratorium. Terdapat dua jenis mikroskop yaitu mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Sterilisator adalah alat yang digunakan untuk mensterilkan instrumen dan bahan dari mikroorganisme. Sedangkan inkubator berfungsi untuk menciptakan keadaan lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhan sel. Metode yang digunakan adalah dengan mendengarkan presentasi dosen, membaca literatur serta searching melalui internet agar diperoleh pemahaman yang lengkap.
Kata kunci : Peralatan Laboratorium, mikroskop, sentrifugator
PENDAHULUAN
Saat ini ada banyak sekali peralatan laboratorium yang digunakan untuk menunjang berbagai percobaan dan penelitian yang akan kita lakukan Peralatan-peralatan tersebut terdiri dari berbagai jenis dan memiliki fungsi yang berbeda-beda. Pengenalan alat-alat laboratorium juga penting dilakukan untuk keselamatan kerja saat melakukan penelitian. Alat-alat laboratorium biasanya dapat rusak atau bahkan berbahaya jika penggunaannya tidak sesuai dengan prosedur.
Instrument utama laboratorium yang sering kita jumpai adalah mikroskop. Mikroskop merupakan alat bantu utama dalam melakukan pengamatan dan penelitian dalam bidang biologi. Mikroskop biasa digunakan untuk melihat objek yang kecil (mikroskopis) dan struktur-struktur yang ada didalamnya. Proses pembesaran gambar ini dikenal dengan istilah magnifikasi (perbesaran) dan magnifikasi ini diukur dalam diameter. Pada mikroskop konvensional, sumber cahaya masih berasal dari sinar matahari yang dipantulkan dengan suatu cermin datar ataupun cekung yang terdapat dibawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar kedalam kondensor. Mikroskop yang ada saat ini sudah lebih modern, karena telah dilengkapi lampu sebagai pengganti sumber cahaya matahari
Polymerase chain reaction (PCR) adalah sebuah teknologi laboratorium yang utama dalam biologi mokuler. PCR mempunyai derajat spesifisitas dan sensitivitas yang cukup tinggi. Dengan teknik PCR ini, dalam hitungan menit kita bisa menghasilkan jutaan copy DNA.
Selain itu, ada juga beberapa peralatan penunjang yang perlu kita ketahui, seperti : pipet, pH meter,microwave, dan lain-lain. Dengan praktikum ini diharapakan mahasiswa mengerti dan mampu menjelaskan mengenai fungsi dan prinsip kerja dari peralatan-peralatan laboratorium yang akan digunakan dalam praktikum biologi mulut. Dengan mengetahui cara-cara penggunaan alat tersebut dengan baik dan benar, kesalahan prosedur pemakaian alat dapat diminimalisir sedikit mungkin. Hal ini penting supaya saat melakukan penelitian, data yang diperoleh akan benar pula. Data-data yang tepat akan meningkatkan kualitas penelitian seseorang.
BAHAN DAN CARA
Ada banyak peralatan laboratorium yang diperkenalakan dalam praktikum ini. Namun dalam paper hanya akan dibahas lima peralatan utama dan lima peralatan penunjang yaitu: mikroskop, PCR, incubator, cenrtifugator, waterbath, pipet, pH meter, stirrer.
Praktikum kali ini, mahasiswa tidak melihat peralatan secara langsung, tetapi hanya mendengarkan presentasi dosen. Dosen menjelaskan mengenai berbagai macam peralatan laboratorium yang ada di Lab.Biologi Mulut, fungsi serta prinsip kerja alat-alat tersebut.
HASIL PENGAMATAN
- 1. Mikroskop
a. SEM b. TEM c. Mikroskop yang dilengkapi kamera
2.Alat PCR 3.Waterbath 4. Inkubator 5.Sentrifugator
6.stirrer 7.Vortex mixer 8. pH meter 9.Water distillation 10. Mikropipet
PEMBAHASAN
- 1. Mikroskop
Mikroskop merupakan alat bantu yang memungkinkan kita dapat mengamati obyek yang berukuran sangat kecil. Mikroskop yang dirakit dari lensa optik memiliki kemampuan terbatas dalam memperbesar ukuran objek. Hal ini karena batas difraksi cahaya yang ditentukan oleh panjang gelombang cahaya. (Utami, 2007)
Proses pembesaran gambar ini dikenal dengan istilah magnifikasi (perbesaran). Ada dua jenis lensa pada mikroskop. Keduanya terletak pada kedua ujung tabung mikroskop. Lensa pertama adalah lensa yang terletak dekat dengan objek, lensa ini dikenal sebagai lensa obyektif, sedangkan lensa lainnya yang terletak di bagian ujung atas tabung, berdekatan dengan mata pengamat adalah lensa okuler (eyepiece). Perbesaran gambar yang terjadi adalah hasil kerja dari kedua lensa ini. Lensa obyektif bekerja dalam pembentukan bayangan pertama, kemudian bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif akan diperbesar lagi oleh lensa okuler. Lensa objektif mempunyai sifat bayangan maya, terbalik dan diperkecil, sedangkan lensa okuler mempunyai sifat bayangan nyata, tegak dan diperbesar.Total perbesaran dihitung sebagai hasil kali antara perbesaran lensa obyektif dan lensa okuler. Misal, perbesaran obyektif adalah 10X dan perbesaran okuler adalah 10X, maka pada mikroskop akan terjadi perbesaran gambar sebesar 100X (Cheesbrough, 2005).
Mikroskop elektron mempunyai kemampuan pembesaran objek atau resolusi yang lebih tinggi dibanding mikroskop optik. Sebenarnya, dalam fungsi pembesaran objek, mikroskop elektron juga menggunakan lensa, namun bukan berasal dan jenis gelas sebagaimana pada mikroskop optik, tetapi dan jenis magnet. Sifat medan magnet ini dapat mengontrol dan mempengaruhi elektron yang melaluinya, sehingga dapat berfungsi menggantikan sifat lensa pada mikroskop optik. Kekhususan lain dan mikroskop elektron ini adalah pengamatan obyek dalam kondisi hampa udara atau vakum. Hal mi dilakukan karena sinar elektron akan terhambat alirannya jika menumbuk motekul-molekul yang ada di udara normal. Dengan membuat ruang pengamatan objek berkondisi vakum. tumbukan elektron-molekul dapat terhindarkan. (Utami, 2007)
Mikroskop electron dapat mengungkapkan banyak organel yang mustahil dilakukan oleh mikroskop cahaya. Tetapi mikroskop cahaya memiliki keunggulan, khususnya untuk mengkaji sel-sel hidup. Kelemahan mikroskop electron ialah dalam hal metode yang digunakan untuk mempersiapkan sel mati spesimennya. Selain itu mikroskop electron menghasilkan artifak-artifak, cirri- ciri structural yang terlihat dalam mikrograf yang sebenarnya tidak ada dalam sel hidup. (artifak dapat juga terlihat dalam mikroskop cahaya). (Campbell, et all, 2002)
Ada dua jenis mikroskop, yaitu mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Yang termasuk mikroskop cahaya adalah :
- Mikroskop Fasa Kontras
Mikroskop ini Menggunakan retardasi cahaya spesimen untuk menghasilkan perbedaan fase yang dikonversi ke kontras. Fase kontras menggunakan iluminasi bidang terang dengan suatu phase annulus (pada kondensor) dan phase plate (dipasang pada obyektif) pada lintas cahaya. Aplikasi untuk spesimen hidup, spesimen yang tidak diwarnai. (Norris & Ribbons, 1971)
- Mikroskop fluoresensi
Mikroskop Fluorescence berisi filter khusus dan menggunakan suatu metoda iluminasi khusus untuk menghasilkan gambaran flourosensi yang dipancarkan dari molekul dalam suatu spesimen. filter dirancang untuk mengisolasikan dan rmemanipulasi dua satuan eksitasi dan panjang gelombang fluorescence. Untuk menghasilkan gambaran yang baik spesimen diwarnai dengan fluorochrome. Mikroskop fluorescence sering digunakan untuk menggambarkan fitur khusus dari spesimen kecil seperti mikroba. Melakukan studi viabilitas pada populasi sel (apakah mereka hidup atau mati), menampikan materi genetik pada sel (DNA dan RNA),melihat sel – sel spesifik dalam populasi yang lebih besar dengan teknik khusus. (Murphy,2002)
- Mikroskop medan gelap
Mikroskop ini digunakan jika dibutuhkan kontras yang maksimum contoh untuk mengamati bakteri hidup khususnya bakteri yang tampak transparan. Mikroskop medan gelap berbeda dengan mikroskop cahaya majemuk biasa hanya dalam hal adanya kondensor khusus yang dapat membentuk kerucut hampa berkas cahaya yang dapat dilihat. Berkas cahaya dari kerucut hampa ini dipantulkan dengan sudut yang lebih kecil dari bagian atas gelas preparat (Cheesbrough, 2005).
- Mikroskop Elektron
Mikroskop elektron mempunyai perbesaran sampai 100.000 kali, elektron digunakan sebagai pengganti cahaya. Mikroskop elektron mempunyai dua tipe, yaitu mikroskop elektron scanning (SEM) dan mikroskop elektron transmisi (TEM). SEM digunakan untuk studi detil arsitektur permukaan sel (atau struktur renik lainnya), dan obyek diamati secara tiga dimensi. Sedangkan TEM digunakan untuk mengamati struktur detil internal sel. (Cheesbrough, 2005).
- Scanning Electron Microscope (SEM)
Karakterisasi awal dapat dilakukan dengan alat bantu mikroskop Scanning electron mikroskop(SEM). mikroskop SEM merupakan suatu mikroskop dalam proses dalam menggambarkan suatu objek dengan bantuan sumber electron ditembakkan dengan menyapu daerah seluruh permukaan sampel yang mempunyai konduktivitas tinggi sehingga membentuk gambar tiga dimensi yang berasal dari katoda filament yang memiliki resolusi tinggi. SEM mempunyai perbesaran lebih hingga jutaan kali daripada mikroskop optic. Selain itu, merupakan alat multifungsi tidak hanya dapat menghasilkan data-data kualitatif tetapi juga data-data kuantitatif. Scanning electron microscope mempunyai fasilitas yang lengkap dengan pengontrolan secara komputerisasi. (Priyotomo, 2005)
Pada penelitian mengenai efek soft drink terhadap perubahan mineral email gigi, untuk memeriksa morfologi permukaan gigi dan kedalaman erosinya, digunakan mikroskop scanning electron (Taji, 1999).
- Transmission Electron Microscope (TEM)
Dalam penelitian konsentrasi asbestos yang naik selama perpindahan pada tangki air rumahan. Sampel membrane filter yang dikumpulkan untuk mikroskop fase kontras (PCOM) ditolak karena memuat partikel yang berlebihan. Kemudian menggunakan SEM pada 10 000 x dan TEM pada 2200 x, didapatkan hasil perhitungan yang hampir tak bisa dibedakan. Oleh karena itu TEM memiliki kemampuan analisis yang lebih besar dibanding SEM. (Breysse, et all, 1989)
- Mikroskop Konfokal
Mikroskop ini meggunakan penerangan berupa sinar laser dan dapat dihubungkan dengan komputer sehingga mampu menghasilkan gambar tiga dimensi. Dikatakan bahwa mikroskop konfokal perlahan sudah mulai digunakan dalam penelitian di Kedokteran Gigi. Biasanya digunakan untuk mempelajari struktur enamel dan dentin (Duchner,1997).
2. Alat PCR
Dengan menggunakan teknik polymerase chain reaction (PCR) , setiap materi genetik apapun dapat ditcntukan dengan tepat dan direplikasi dalam jumlah banyak dengan cara menentukan sepasang primer yang mengapit sekuens DNA yang dikehendaki. Cara kerja PCR dimulai dan pengikatan dua oligonukleotida (primer) yang telah dikeahui komposisinya ke suatu sekuens target target yang diinginkan. Kemudian, DNA polimerase akan memperpanjang oligonukleotida tersebut. Setiap reaksi akan diulang setelah tahap denaturasi sehingga terjadilah amplifikasi (penguatan) secara eksponensial. .
Pada PCR terdapat tiga suhu atau tahapan inkubasi yang diulangi sebanyak 20-50 kali. Satu ulangan dan ketiga tahap inii disebut siklus. Tahap pertama disebut denaturasi, di mana kedua untai molekul DNA target akan terpisah (terdenaturasi) oleh pemanasan DNA dengan suhu 94°C untuk memutus ikatan hidrogen di antara basa-basa, menghasilkan dua untai DNA yang terpisah. Tahap kedua disebut penempelan (annealing), di mana dua primer akan berhibridisasi menjadi sekuens komplementer pada untai tunggal DNA. Primer-primer yang dimaksud adalah sekuens DNA untai tungga] sintetis dan pendek (panjang 20-30 basa). Primer-primer dipilih sedemikian rupa agar satu primer bersifat komplementer dengan salah saW ujung gen yang diinginkan pada salah satu untai. Sementara itu. primer kedua bersifat komplementer dengan ujung yang Iainnya pada untai DNA yang satu lagi. Primer akan membentuk ikatan hidrogen (menempel) dengan sekuens komplementernya sehingga terbentuklah molekul untai ganda yang stabil. Suhu penempelan berkisar antara 37-60°C. Pada tahap ketiga, ekstensi atau elongasi. primer akan diperpanjang oleb DNA polimerase pada suhu 72°C.Ketiga proses di atas terus berulang sampai didapatkan untaian DNA yang berlipat ganda. (Stansfield, et all, 2006)
3. Water bath
Waterbath diperlukan untuk menginkubasi botol-botol yang akan digunakan dalam media kultur, larutan didalam flasks, atau wadah-wadah yang berukuran besar, atau saat ingin menginkubasi tempat-tempat (rak) tabung. Water bath mempunyai berbagai tipe dan kapasitas yang bervariasi. Waterbath yang mahal mempunyai thermostat dan baling-baling untuk sirkulasi air dan menjaga temperaturnya untuk meminimalisir tumbuhnya mikroorganisme di dalam water bath dapat ditambahkan cairan bakterisidal missal merthiolate (thiomersal) kedalam air dengan perbandingan 1:1000. Setiap 3-6 bulan cek apakah terdapat bagian water bath yang korosi.(Cheesbrough, 2005).
4. Inkubator
Inkubator diperlukan saat mengkultur bakteri dan beberapa transfusi darah, pemeriksaan serologi, dan uji-uji kimia untuk menjaga temperaturnya. Dalam melakukan inkubasi bakteri perlu diperhatikan suhu dan tekanan (atm) yang dibutuhkan metabolisme tiap mikroorganisme berbeda-beda.jika incubator tidak memiliki penunjuk suhu masukan thermometer ke dalam incubator untuk membantu pengecekan suhu. (Cheesbrough, 2005).
5. Sentrifugator
Dengan kekuatan yang melebihi gaya gravitasi, sentrifugator dapat mengendapkan partikel-partikel dalam sebuah larutan. Semakin besar kekuatan sentrifugalnya , maka pengendapannya menjadi semakin cepat dan efektif. Pengendapan terjadi saat kita memberikan kecepatan tertentu,dan hal ini tergantung jari-jari dari sentrfugator. Ada dua tipe baling-baling pada sentrifugator, yaitu : fixed-angle dan swing-out. Pemisahan partikel pada tipe fixed-angle terjadi lebih cepat dan pengaplikasian kekuatan sentrifugal yang besar lebih mudah dilakukan pada tipe ini dibanding swing-out type. Kemudian, saat menggunakan baling-baling yang tipe swing out , panjang tabung tidak boleh melebihi jari-jari sentrifugator karena dapat terjadi kerusakan saat alat dinyalakan. Sebuah laboratorium minimal memiliki dua jenis sentrifugator:
1.General purpose bench centrifuge
Untuk mensendimentasi sel, bakteri dan parasit di dalam cairan untuk pemeriksaan mikroskopis, untuk memperoleh serum, mencuci sel darah merah, crossmatching, menyediakan serum dan plasma untuk tes antibody dan tes klinis lainnya.
2.Microhaematocrit centrifuge
Untuk mengetes adanya anemia ketika pengukuran penggunaan hematokrit tidak dapat digunakan, untuk melaksanakan pengukuran konsentrasi microhematokrit untuk mengecek pergerakan trypanosomes dan microfilaria. (Cheesbrough, 2005).
6. Combined Stirrer and hot plate
Stirrer digunakan untuk mempersiapkan media untuk media kultur dan reagen, dan juga ketika membutuhkan memanaskan cairan. Magnetic stirrer dapat mencapai kecepatan 100-1500 rpm dengan pengontrol kecepatan elektrik. Magnetic stirrer dapat mengaduk hingga 5 liter cairan. (Cheesbrough, 2005).
7. Vortex mixer
Untuk laboratorium berskala kecil,vortex mixer merupakan peralatan yang cukup adequate. Ketika bekerja sdengan tabung yang besar, dapat digunakan multivortex. (law,1996). Vortex mixer ini biasa digunakan untuk mencampur larutan dalam tabung reaksi, botol, dan flasks secara cepat dan aman, juga digunakan untuk menghancurkan substansi pada saat persiapan pembuatan reagen. Alat ini dilengkapi dengan pengontrol kecepatan yang dapat diatur sesuai dengan kebutuhan (Cheesbrough, 2005).
8. Micropipet
Para peneliti sering menggunakan bahan tertentu dengan ukuran sangat kecil, untuk itu diputuhkan mikropippet untuk mempermudah pekerjaan. Mikropipet terdiri dari ukuran 20 µL, 100 µL, 1000 µL. Gunakan tip yang baru untuk setiap sample yang berbeda untuk menghindari kontaminasi. (Biotechnology Laboratorium-University Of California Davis, 2002). Pipet yang biasa dipakai saat ini adalah pipet yang terbuat dari plastik atau glass yang didesain untuk mengukur single volume atau beberapa volume berbeda. Saat ini banyak laboratorium sudah menggunakan pipet otomatis yang ukurannya sudah diset sehingga lebih mudah untuk digunakan (Cheesbrough, 2005).
9. pH meter
pH meter digunakan untuk mengukur nilai pH suatu larutan. Prinsip kerja alat ini yaitu mengukur aktivitas ion hidrogen yang menyebabkan timbulnya tegangan listrik pada ujung probe (Cheesbrough, 2005).
10. Water distillation
Salah satu cara untuk memurnikan air adalah dengan proses distilasi. Proses ini dilakukan dengan merebus air dan uap panasnya dikondensasikan menggunakan condenser. (Cheesbrough, 2005). Distilasi melibatkan penguapan air oleh perebusan. Uap naik, meninggalkan sebagian besar bakteri, virus, bahan kimia, mineral, dan polutan dari air. uap ini kemudian pindah ke sebuah kamar terkondensasi, di mana didinginkan dan terkondensasi menjadi air suling.(Balch, 2006)
KESIMPULAN
Seorang peneliti membutuhkan pemahaman mengenai alat yang dapat menunjang penelitian baik mengenai fungsi, prinsip dan cara kerja. Terdapat banyak sekali jenis peralatan laboratorium yang ada, bahkan banyak peralatan laboratorium memiliki nama yang sana tetapi memiliki variasi bentuk dan cara penggunan, namun sama secara fungsionalnya.
DAFTAR PUSTAKA
Balch, Phyllis A .2006. Prescription for Nutritional Healing: A Practical A-To-Z Reference to Drug-Free Remedies. London: Penguin books LTD. Hal: 50
Biotechnology Laboratorium, University Of California Davis. 2002. Micropipet technique.
http://ppge.ucdavis.edu/Equipment/Protocols/micropipet_technique_05.pdf, diakses tanggal: 13 september 2009
Breysse, P.N., Cherrie, J.W., Addison, J., Dodgson, J. 1989. Evaluation of Airborne Asbestos Concentration Using TEM and SEM During Residential Water Tank Removal. Ann. occup. Hyg 33(2) : 243-256.
Campbell, N.A., Reace, J.B., Mitchell, L.G. 2002. Biologi, edisi ke 5. Jakarta: Erlangga.
Hal: 112-114
Cheesbrough, Monica. 2005. District Laboratory Practice in Tropical Countries, ed.vol.2. Cambridge: Cambridge University Press, halaman 120-140
Duschner/Heinz. 1997. Fact and Artefact in Confocal Microscopy. Journal of Advances in Dental Research 11 ( 4) : 433-441.
Law, Brian.1996.Immunoassay: a practical guide .London: CRC Press. Halaman: 98
Murphy, Douglas B. 2002.Fundamentals of Light Microscopy and Electronic Imaging. Canada: Wiley-IEEE.
Norris, J. R. and Ribbons, D. W. 1971.Methods in Microbiology. London: Academic Press.
Priyotomo, Gadang. 2005. Karakterisasi Awal Kegagalan Material Baja Karbon Rendah Akibat Korosi Atmosfer di Lingkungan Industri. Korosi 14 (1):9-11
Stansfield, W.D., Colome, J.S., Cano, R.J. 2006. Scaum’s easy outline Biologi Molekuler dan Sel. Jakarta: Erlangga. Hal: 82-86
Taji/Sue S. 1999. Electron Probe Microanalysis of Surface Mineral Changesin Dental Enamel Produced by Acidic Soft Drinkks. Australian Dental Journal 44(4)
Utami, H.P .2007. Mengenal Cahaya dan Optik. Jakarta: Ganeca Exact.
Mawarputrijulica's Blog 