Apa fungsi dari alat inkubator? Para analis pasti sudah cakap dengan fungsi dari alat laboratorium seperti inkubator. Namun tahukah Anda bahwa inkubator memiliki berbagai varian tipe? Pembagian ini dipicu oleh kebutuhan dari setiap aplikasi yang beragam. Meskipun pada intinya alat inkubator tetap digunakan sebagai mediator untuk proses inkubasi, tidak jarang ditemukan kesalahpahaman antara aplikasi dan alat yang dipilih. Adapun beberapa jenis inkubator seperti inkubator aerob, inkubator anaerob, inkubator khusus BOD, inkubator berpendingin dan tipe lainnya. Jenis - jenis inilah yang perlu diketahui oleh analis sebagai referensi agar inkubator yang dipilih tepat dan sesuai dengan kebutuhan dari aplikasi terkait.
Lemari pengeram atau yang sering dikenal sebagai inkubator (incubator) merupakan chamber yang digunakan untuk mengeramkan atau menginkubasi dalam berbagai aplikasi. Beberapa fungsi tersebut antara lain :
Sebagai media simpan untuk kultur organisme sel, baik uniseluler maupun multiseluler;
Untuk mengembangbiakkan mikroorganisme aerob maupun anaerob;
Sebagai chamber dengan kondisi terkontrol yang berperan dalam pengkondisian untuk pertumbuhan sel, jaringan dan organisme;
Menyimpan plasma, vaksin dan dengan menonaktifkannya.
Sebagai penyimpanan sementara organ dan sel hasil transplantasi.
Dari fungsi - fungsi inkubator yang telah disebutkan, sebagai informasi lebih lanjut, setiap fungsi dapat dijalankan dengan menggunakan tipe inkubator yang sesuai. Dengan kata lain, pemilihan alat inkubator yang tepat menjadi kunci utama terpenuhinya proses inkubasi yang optimal. Hal ini didasarkan pada desain tipe inkubator yang digunakan, dimana setiap jenis inkubator memiliki desainnya masing - masing yang terkorelasi dengan aplikasi yang dituju. Setiap jenisnya memiliki bagian - bagian dan prinsip kerja sistem yang berbeda - beda. Masing - masing dari jenis inkubator untuk laboratorium dijelaskan pada penjabaran dibawah ini.
1. Inkubator Udara Alami (Natural Air Incubator)
Inkubator dengan udara alami hanya memanfaatkan siklus distribusi udara secara alami (tanpa adanya bantuan sistem). Karenanya, suhu terendah yang dapat dicapai oleh inkubator tipe ini adalah +/- 3oC - 5oC diatas suhu ambien. Oleh karena itu, inkubator ini hanya dapat digunakan untuk aplikasi dengan suhu penyimpanan diatas suhu ambient. Inkubator ini merupakan inkubator umum yang cocok digunakan untuk inkubasi mikroorganisme aerob. Beberapa contoh aplikasi diantaranya ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Suhu Inkubasi pada Beberapa Aplikasi
2. Inkubator dengan Udara Bertekanan (Forced Air Incubator)
Inkubator dengan udara bertekanan (forced air inkubator) memiliki fungsi yang sama seperti inkubator udara alami, yakni digunakan untuk inkubasi mikroorganisme aerob. Hanya saja inkubator ini memiliki sistem kipas yang dapat mempercepat distribusi suhu dalam chamber. Udara alami mengalir ke dalam pre-heated chamber dan dipanaskan oleh sistem pemanas sehingga dihasilkan udara hangat. Udara hangat ini kemudian dialirkan oleh sistem menuju chamber. Distribusi udara hangat ini kemudian dibantu oleh kipas sehingga lebih merata. Pada saat yang bersamaan, sistem mengaktifkan elemen - elemen pemanas untuk menaikan suhu chamber analisa hingga suhu target tercapai. Tidak hanya itu. Elemen - elemen pemanas yang berada pada sisi - sisi chamber pun berfungsi untuk menjaga suhu chamber agar tetap stabil.
Gambar 1. Ilustrasi Aliran udara dalam Chamber Inkubator
Umumnya, penggunaan inkubator dengan udara bertekanan hampir sama dengan inkubator udara alami. Yang membedakan keduanya hanyalah durasi tercapainya suhu target, dimana suhu target akan lebih cepat tercapai pada inkubator yang dilengkapi dengan kipas. Dari segi aplikasinya, inkubator forced air memiliki cakupan aplikasi yang sama dengan inkubator tipe natural air. Hanya saja, dari segi teknis lapangannya, inkubator tipe forced air lebih diminati para pelaku industri farmasi karena kemampuannya yang lebih efisien dalam proses distribusi dan stabilitas terhadap suhu chamber.
3. Inkubator Berpendingin (Cooled Incubator)
Berdasarkan penelitian yang dikaji oleh Tang dan Teruo (2014), pengangkatan sel tanpa melalui jalur enzimatik dapat dilakukan setelah proses inkubasi pada suhu 20oC dan inkubasi ini menggunakan alat inkubator berpendingin. Contoh lainnya adalah kultur jaringan tumbuhan yang sedang menjadi trend di kalangan scientist. Dilansir dari Plantcelltechonology.com , bahwa suhu yang biasanya digunakan untuk kultur jaringan tumbuhan berkisar pada 20oC - 27oC. Aplikasi - aplikasi ini tentu memerlukan instrumen inkubator berpendingin yang dapat mengkondisikan suhunya dibawah suhu ruang.
Berbeda dengan inkubator dengan udara alami dan inkubator udara bertekanan, inkubator berpendingin telah dibekali sistem pendingin seperti sistem kompresor (compressor) ataupun sistem Peltier. Kedua sistem ini berbeda karena sistem kompresor bekerja dengan bantuan media berupa cairan pendingin, sedangkan sistem pendingin Peltier memanfaatkan proses polarisasi elektron untuk menciptakan keadaan panas ataupun dingin pada chamber. Dewasa ini, beberapa inkubator pendingin bahkan telah dilengkapi dengan sistem microprocessor yang dapat mempercepat proses pemanasan atau pendinginan dengan vibrasi yang sangat minim dan konsumsi daya yang rendah. Masing - masing kelebihan dari setiap sistem pendingin ini dirangkum pada Tabel 2.
Tabel 2. Perbandingan Sistem Peltier dan Sistem Kompresor
Dari segi spesifikasi, rentang suhu yang dapat dicapai oleh inkubator Peltier adalah dari 0oC sampai dengan 70oC. Tipe lainnya, yakni tipe inkubator kompresor dapat diatur suhunya dari -12oC hingga 60oC. Inkubator ini pun juga dapat digunakan untuk penyimpanan sementara pada suhu dibawah 0oC dan jika dibutuhkan penyimpanan dalam jangka panjang, disarankan untuk menggunakan alat deep freezer. Aplikasi lainnya pada beberapa laboratorium, inkubator ini juga sering digunakan untuk inkubasi sampel pada uji BOD (biochemical oxygen demand) pada suhu 20oC.
4. Inkubator Karbondioksida (CO2 Incubator)
Pada aplikasi yang melibatkan bakteri anaerob, dibutuhkan inkubator khusus yang dapat mengkondisikan ruangan atau chamber inkubasi agar bebas dari gas oksigen. Alat inkubator yang tepat untuk aplikasi ini adalah inkubator CO2. Alat inkubator ini dilengkapi dengan beberapa modul gas, seperti gas karbon dioksida (CO2), nitrogen (N2) dan gas oksigen (O2) sehingga memungkinkan untuk menciptakan kondisi ruangan dengan kadar oksigen rendah ataupun tanpa oksigen sekalipun.
Dalam aplikasinya, inkubator CO2 banyak digunakan dalam bidang penelitian kedokteran dan industri farmasi karena inkubator ini juga mampu mensimulasikan kondisi atmosfer alami yang membuat uji dan pengamatan yang dilakukan lebih optimal. Tidak hanya itu, inkubator tipe ini pun dapat ditambahkan dengan fitur kelembaban sehingga mampu untuk menunjang penelitian terkait obat dari beberapa penyakit, seperti tumor, kanker dan berbagai virus. Inkubator CO2 ini dibekali rentang suhu dari 18oC hingga 50 oC.
Dari penjabaran diatas dapat disimpulkan bahwa setiap tipe inkubator memiliki peran dan fungsinya masing - masing pada aplikasi bidang terkait. Tentunya pemilihan tipe inkubator juga perlu dipertimbangkan berdasarkan jenis dan karakteristik sampel, serta tujuan dari proses inkubasi tersebut. Dengan memilih tipe inkubator yang tepat, pelaku industri tentunya bisa mendapatkan hasil yang optimal, bebas kontaminasi, hingga menghemat anggaran. Dan tipe mana yang cocok untuk aplikasi Anda?
Referensi :
Badan Standardisasi Nasional. 2023. Standar Nasional Indonesia Nomor 9159 tentang “Kriteria Mikrobiologis Pangan Asal Hewan”
Badan Standardisasi Nasional. 2024. Standar Nasional Indonesia Nomor SNI ISO 21149 Tahun 2017 tentang “Kosmetik – Mikrobiologi – Enumerasi dan deteksi bakteri mesofili aerob”
Badan Standardisasi Nasional. 2015. Standar Nasional Indonesia Nomor 3554 tentang “ Cara Uji Air Mineral Dalam Kemasan”
Badan Standardisasi Nasional. 2009, Standar Nasional Indonesia Nomor 6989 Bagian 72 tentang “Air dan Air Limbah - Bagian 72 : Cara Uji kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand/ BOD)
Badan Standardisasi Nasional. 2006. Standar Nasional Indonesia Nomor 01-2332 - 2 tentang “Cara Uji Mikrobiologi - Bagian 2 : Penentuan Salmonella pada produk Perikanan”
Frederick National laboratory For Cancer Research. 2021. Vaccine, Immunity and Cancer Directorate Standard Operating Procedure
International Organization of Standardization. 2014. Water quality — Enumeration of Escherichia coli and coliform bacteria, Part 1: Membrane filtration method for waters with low bacterial background flora
International Organization of Standardization. ISO 6579-1, Microbiology of the food chain — Horizontal method for the detection, enumeration and serotyping of Salmonella — Part 1: Detection of Salmonella spp
Saptoka, Anupama. 2024. Incubators : Parts, Working, Types, Uses and Precautious, https://microbenotes.com/incubator/ diakses pada 26 September 2024