Biolab Equipment/id

Peralatan yang digunakan di laboratorium biologi bervariasi tergantung pada fungsi laboratorium yang dimaksud. Laboratorium mikrobiologi setidaknya membutuhkan inkubator, area kerja steril, dan panci presto untuk sterilisasi. Idealnya, laboratorium tersebut juga memiliki sentrifugasi dan peralatan gelas yang sesuai seperti cawan petri dan tabung reaksi. Laboratorium biologi molekuler (DNA/Protein) akan membutuhkan lebih banyak peralatan untuk menangani, memvisualisasikan, dan menyimpan DNA/Protein. Laboratorium kultur jaringan tanaman akan menyerupai laboratorium mikrobiologi tetapi akan memiliki pencahayaan buatan yang dipasang di ruang pertumbuhan.

Berikut beberapa contoh peralatan yang mudah diperoleh/dibuat untuk laboratorium bioteknologi, yang secara umum dibagi berdasarkan fungsinya. Karena banyak laboratorium akan membutuhkan pengaturan mikrobiologi dasar agar dapat berfungsi (misalnya, laboratorium manipulasi DNA akan membutuhkan mikroba untuk membawa dan menyimpan DNA dengan aman), anggaplah laboratorium mikrobiologi sebagai laboratorium "minimum".

Laboratorium Mikrobiologi

Laboratorium yang memungkinkan pertumbuhan, penyimpanan, dan penanganan mikroba secara aman, baik bakteri, ragi atau jamur lainnya, maupun alga bersel tunggal, disebut laboratorium mikrobiologi. Persyaratannya meliputi sterilitas, inkubasi, penanganan/penyimpanan yang aman, dan pembuangan yang aman jika relevan.

Fungsi laboratorium mikrobiologi meliputi diagnosis medis melalui kultur tradisional sampel darah atau kulit, perbanyakan strain dan spesies penting dalam pertanian, peningkatan skala strain yang bermanfaat untuk fermentasi atau pengomposan, fermentasi nutrisi ragi dan bakteri untuk konsumsi, atau sebagai dasar untuk metode biologi molekuler seperti manipulasi DNA.

Inkubasi

Inkubator dapat dibuat menggunakan termostat sederhana dan pemanas, serta kompartemen atau wadah yang terisolasi dengan baik. Contoh sederhananya adalah kotak pengiriman polistirena dengan alas pemanas inframerah radiatif dan termostat hewan peliharaan, yang dapat dengan mudah dan akurat mempertahankan suhu inkubator 30°C.

Sterilisasi

Panci presto dapat digunakan untuk mensterilkan cairan, padatan, dan peralatan yang tahan panas dengan mempertahankan suhu dan tekanan penuh selama 20-25 menit. Untuk memastikan sterilisasi, pita indikator kimia yang berubah warna biasanya digunakan, meskipun kultur spora tahan panas juga dapat digunakan sebagai indikator; setelah sterilisasi, kultur indikator diinkubasi dan diamati pertumbuhannya, yang akan menunjukkan kegagalan sterilisasi. Kultur spora yang biasa digunakan untuk ini adalah Bacillus stearothermophilis meskipun spora B.subtilis (di bawah) mungkin sudah cukup.

Untuk peralatan yang tahan panas, membungkusnya dengan kertas timah dan memanggangnya pada suhu 200°C selama 1 jam 20 menit sudah cukup. Waktu yang lebih lama pada suhu yang lebih rendah juga dapat digunakan jika suhu 200°C tidak dapat dicapai dengan peralatan yang tersedia.

Jika tersedia filter, sterilisasi filter merupakan cara yang menarik untuk mensterilkan cairan yang sensitif terhadap panas seperti sampel antibiotik. Filter dapat berupa filter "lilin" yang digunakan untuk sterilisasi air (walaupun persyaratan ketat laboratorium mungkin mengharuskan penyaringan ganda), atau kartrid filter bertenaga jarum suntik. Ada kemungkinan ( walaupun belum pernah diuji) bahwa filter selulosa buatan sendiri dari kombucha dapat digunakan jika diolah dengan benar dan jika tekanan yang sesuai diterapkan.

Terakhir, untuk bahan yang tidak stabil terhadap panas, tyndallisasi dapat digunakan; selama tiga hari berturut-turut, uap digunakan untuk mempasteurisasi sampel. Sel bakteri/ragi/jamur vegetatif (yang sedang tumbuh) akan mati selama proses pengukusan, dan saat sel-sel baru berkecambah selama dua hari berikutnya, sel-sel tersebut juga akan mati. Proses ini agak lebih lembut daripada pemasakan dengan tekanan, tetapi lebih membutuhkan banyak tenaga kerja dan lebih rentan terhadap kegagalan.

Sentrifugasi

Sentrifugasi digunakan untuk memisahkan sel dari kultur cair, dan untuk memindahkan sel dari satu sampel kultur ke sampel kultur lainnya, mungkin dengan langkah "pembilasan". Prosedurnya sederhana; sel diputar dengan kecepatan tinggi sehingga mengendap di dasar vial/tabung sampel, dan cairan tempat sel tersebut tersuspensi kemudian dapat diambil dengan pipet. Sel yang mengendap kemudian dapat disuspensikan kembali dalam cairan baru dengan pengadukan menggunakan pipet atau dengan membalik/mengaduk/menggerakkan/memutar tabung.

DremelFuge adalah rotor sentrifugal yang dicetak 3D yang dapat dipasang pada alat multifungsi Dremel atau bor, dan merupakan perangkat keras sumber terbuka (Open Source Hardware).

Blenderfuge adalah sentrifugal yang dibuat dengan melubangi rotor untuk digunakan pada alat blender rumah tangga atau sejenisnya.

Area Kerja Steril

Filter HEPA, mungkin yang diambil dari kendaraan bermotor atau penyedot debu atau sebagai bagian dari pembersih udara ruangan, dapat digunakan untuk mengarahkan aliran udara steril ke permukaan, sehingga menyediakan area kerja steril. Di dalam area ini, sampel yang telah disterilkan kemungkinan akan tetap steril dengan metode laboratorium yang tepat dari operator.

Pembakar Bunsen atau pembakar kemah dengan nyala api biru yang kuat dapat menghasilkan area sterilitas yang efektif, baik dengan mengalirkan udara yang telah melewati nyala api maupun dengan menyediakan aliran udara ke atas lokal yang mencegah kontaminasi ke bawah pada sampel dan cawan petri.

Budaya

Hal terpenting dalam laboratorium mikrobiologi adalah mikroba yang akan dibiakkan di dalamnya. Mikroba ini bisa berupa spesies asli atau liar yang dibudidayakan untuk penelitian atau pengembangan, sampel medis (harus ditangani dengan hati-hati), atau kultur laboratorium yang disediakan oleh laboratorium lain. Strain laboratorium perlu mendapat perhatian khusus:

E.coli adalah bakteri prototipe, dan merupakan " organisme model" dalam ilmu biologi modern. Bertentangan dengan reputasinya yang buruk, sebagian besar strain E.coli relatif tidak berbahaya dan mungkin dapat ditemukan hidup dengan tenang di dalam sebagian besar mamalia. Strain E.coli laboratorium sebagian besar berasal dari strain laboratorium yang disebut E.coli K12 , dan umumnya terlalu tidak kompeten untuk bertahan hidup di alam liar (atau di dalam usus).

Strain E.coli yang digunakan di laboratorium sebagian besar digunakan untuk membawa konstruksi DNA yang disebut Vektor , yang biasanya merujuk pada molekul DNA melingkar yang disebut Plasmid . Sebagian besar sistem transgenik dimasukkan ke dalam E.coli sebagai bagian dari plasmid untuk dibaca dan diproses, atau sebagai konstruksi perantara dalam proses pengembangan sepenuhnya pada spesies lain. Karena E.coli dapat dipaksa untuk mempertahankan plasmid secara stabil di dalam sel dengan jumlah salinan plasmid yang tinggi per sel menggunakan antibiotik dan gen resistensi antibiotik yang dikodekan, metode ini telah menjadi pilihan utama untuk menyimpan DNA di antara penggunaan.

Namun, kebutuhan akan antibiotik dalam kasus penggunaan ini membuat penggunaan plasmid resisten antibiotik tersebut tidak cocok untuk penggunaan komunitas; pertama, antibiotik terlalu penting untuk disia-siakan dengan cara ini, dan kedua, terlalu mahal atau sulit untuk diproduksi secara lokal untuk tujuan ini. Selain itu, E. coli umumnya membutuhkan pendinginan pada suhu yang sangat rendah agar tetap stabil, biasanya -80°C di laboratorium biologi institusional atau komersial. Untuk memenuhi persyaratan ini di laboratorium komunitas akan membutuhkan biaya yang terlalu besar dengan menggunakan skala rekayasa yang jauh dari tangguh.

B.subtilis adalah bakteri model lain yang digunakan dalam bioteknologi dan biosains, meskipun dalam skala yang jauh lebih kecil daripada E.coli . B.subtilis menawarkan keuntungan signifikan untuk penggunaan masyarakat dalam hal kemudahan budidaya, penanganan, dan penyimpanan, dan tidak ada strain B.subtilis yang diketahui berbahaya (walaupun memiliki beberapa kerabat berbahaya yang mudah disalahartikan sebagai B.subtilis: Anthrax dan B.cereus termasuk di antaranya).

Karena B. subtilis membentuk spora yang stabil saat kelaparan, ia tidak memerlukan pendinginan. Penyampaian DNA plasmid ke B. subtilis pada prinsipnya lebih mudah daripada ke E. coli karena B. subtilis memiliki kecenderungan alami untuk mengadopsi dan menggunakan DNA yang kompatibel yang ada di lingkungan (yaitu, ia dapat memanipulasi dirinya sendiri secara genetik ketika kondisinya sesuai). Namun, metode manipulasi industri yang umum juga menggunakan seleksi antibiotik. Alternatif dapat dikembangkan yang tidak memerlukan resistensi antibiotik.

B.subtilis belum sepopuler sebagai pembawa DNA karena masalah stabilitas DNA yang dianggap ada; namun, ada kemungkinan masalah stabilitas ini dapat diatasi dengan desain DNA yang cermat untuk menghilangkan situs-situs yang dikenali oleh topoisomerase B.subtilis .

Strain utama B.subtilis di laboratorium berasal dari B.subtilis 168 yang, seperti E.coli K12 , sangat terdomestikasi dan umumnya dianggap tidak dapat bertahan hidup di luar lingkungan laboratorium.

Biologi Molekuler

Selain sentrifugasi yang telah dijelaskan di atas, peralatan penting lainnya di laboratorium biologi molekuler meliputi thermal cycler dan alat elektroforesis. Thermal cycler memungkinkan pembuatan banyak salinan urutan DNA melalui proses yang disebut PCR atau reaksi berantai polimerase. Fungsi thermal cycler pada dasarnya adalah untuk menjalani siklus pemanasan dan pendinginan berulang untuk memfasilitasi reaksi kimia yang terjadi pada suhu yang berbeda. Elemen dasar dari thermal cycler adalah: elemen pemanas, perangkat pendingin, satu atau lebih sensor suhu, dan mikrokontroler untuk menangani semua fungsi ini. Instruksi untuk perakitan dan pengoperasian thermal cycler mudah didapatkan, dan ada juga opsi perangkat keras sumber terbuka seperti OpenPCR.

Elektroforesis adalah proses pemisahan molekul berdasarkan ukuran dan muatan dengan menerapkan arus dan mengamati kecepatan dan arah pergerakannya melalui medium semi-padat seperti gel agarosa. Molekul bermuatan negatif bergerak menuju elektroda positif dan sebaliknya. Molekul yang lebih besar bergerak lebih lambat melalui medium daripada fragmen yang lebih kecil. Alat elektroforesis pada dasarnya adalah sebuah ruang, biasanya terbuat dari plastik transparan, dengan katoda di satu ujung dan anoda di ujung lainnya. Catu daya juga diperlukan untuk menerapkan arus ke elektroda. Berbagai material dapat digunakan untuk anoda, tetapi platinum umumnya diperlukan untuk katoda. Selain itu, cetakan biasanya digunakan untuk menuangkan gel, dan sisir membuat lubang di gel tempat material yang akan dianalisis dapat dimasukkan. Banyak komponen ini dapat dicetak 3D, dan file stl dapat ditemukan di Thingiverse. Bagian ini perlu diperbaiki.

Kultur Jaringan Tanaman

Bagian ini perlu perbaikan.

Kultur Jaringan Hewan

Bagian ini berpotensi membahayakan kesehatan dan perlu dipertimbangkan dengan cermat. Bagian ini juga perlu perbaikan.