Sentrifugasi dan filtrasi adalah metode paling umum untuk memisahkan padatan dari cairan di laboratorium. Keduanya digunakan di semua disiplin ilmu — mulai dari pelet bakteri hingga klarifikasi ekstrak protein hingga filtrasi fase gerak HPLC.

Prinsip Sentrifugasi

Sentrifugasi menggunakan gaya sentrifugal untuk mengendapkan partikel berdasarkan ukuran, bentuk, dan densitasnya. Gaya sentrifugal relatif (RCF), dinyatakan dalam × g, dihitung sebagai:

RCF = 1,118 × r × (RPM/1000)²

dengan r adalah jari-jari rotor dalam milimeter. Selalu gunakan RCF (× g) daripada RPM saat membandingkan protokol antar sentrifugasi yang berbeda, karena jari-jari bervariasi menurut rotor.

Jenis Rotor

• Rotor sudut tetap: tabung dipegang pada sudut tetap (biasanya 25–45°). Pelet terbentuk di sisi tabung. Baik untuk sebagian besar aplikasi pelet.
• Rotor ember ayun: tabung menggantung vertikal saat dimuat dan berayun horizontal selama sentrifugasi. Pelet terbentuk di dasar tabung, memberikan pemisahan yang lebih baik untuk gradien densitas.
• Rotor vertikal: tabung tetap vertikal sepanjang proses. Digunakan untuk pemisahan cepat dalam ultrasentrifugasi gradien densitas.
• Mikrosentrifugasi: rotor sudut tetap kecil untuk tabung 1,5–2 mL, umum untuk pekerjaan DNA/RNA.

Memilih Kecepatan dan Waktu

Laju sedimentasi tergantung pada ukuran partikel — partikel yang lebih besar mengendap pada kecepatan lebih rendah. Protokol umum:

• Kecepatan rendah (500–2000 × g): pelet sel, debris besar.
• Kecepatan sedang (5000–15000 × g): pelet organel, bakteri, endapan protein.
• Kecepatan tinggi (20000–100000 × g): pelet mikrosom, vesikel kecil.
• Ultrasentrifugasi (>100000 × g): pelet virus, ribosom, kompleks makromolekul.

Penyeimbangan dan Keselamatan

Selalu seimbangkan tabung berdasarkan massa (bukan volume) hingga dalam 0,1 g untuk rotor kecepatan tinggi dan 0,5 g untuk rotor kecepatan rendah. Pasang tabung berlawanan dengan jenis tabung dan volume isian yang identik. Jangan pernah melebihi peringkat kecepatan maksimum rotor — kegagalan rotor pada kecepatan tinggi sangat berbahaya.

Prinsip Filtrasi

Filtrasi memisahkan partikel dengan melewatkan cairan melalui media berpori. Ukuran pori menentukan apa yang melewatinya:

• Filtrasi kedalaman: partikel terperangkap dalam matriks berserat (misalnya, kertas saring Whatman). Digunakan untuk klarifikasi kasar.
• Filtrasi membran: membran tipis dengan ukuran pori tertentu (0,2–10 µm) menahan partikel di permukaan. Digunakan untuk sterilisasi, penghilangan partikel.
• Ultrafiltrasi: membran dengan pori dalam kisaran nanometer (1–100 nm) menahan makromolekul sementara molekul kecil dan pelarut melewatinya. Digunakan untuk konsentrasi protein dan pertukaran buffer (konsentrator sentrifugal).
• Mikrofiltrasi (0,1–10 µm): menghilangkan bakteri, ragi, dan partikel halus.

Filter Jarum Suntik dan Unit Filter

Filter jarum suntik dengan membran 0,2 µm atau 0,45 µm digunakan untuk sterilisasi volume kecil sampel sebelum HPLC atau kultur sel. Unit filter berbasis vakum (filter botol-atas) menangani volume yang lebih besar. Selalu basahi membran terlebih dahulu untuk larutan berair dan konfirmasi kompatibilitas kimia dengan pelarut.