Sel makhluk hidup terdiri dari isi sel (organel) dan membran
sel. Untuk kepentingan penelitian,analisis ataupun komersial tak
jarang sel harus dihancurkan. Pemecahan sel ini dimaksudkan untuk
mengambil protein, enzim, aaupun asam nukleat sel. Oleh karena itu
pemilihan metode pemecahan sel merupakan langkah yang paling
penting dan dapat mempengaruhi kualitas hasil.Adapun tujuan dari
pemecahan sel adalah :1. Melarutkan dalam jumlah maksimum dari
produk sel sambil tetap mempertahankan aktivitas biologisnya 2.
Menghindari perubahan sekunder dari produk sel yang dapat
mengurangi nilai gunanya. Misalnya denaturasi, proteolisis dan
oksidasi3. Membatasi efek merugikan dari tahap tahap berikutnya
Untuk mencapai tujuan di atas, maka pemecahan sel harus dilakuka
dengan cepat dan menyeluruh. Pemecahan sel yang tidak menyeluruh
tentu akan menyebabkan penurunan hasil karena senyawa yang
diperlukan masih terjebak dalam sel utuh. Selain itu, pemecahan sel
harus cukup kuat untuk mengganggu keseimbangan membran namun tetap
lembut untuk mengurangi perubahan fisik atau kimia dari materi
intrasel.
Mengingat pentingnya tahap pemecahan sel ini, ada beberapa hal
yang perlu diperhatikan dalam memilih metode yang akan digunakan
yaitu :1. Jenis sel dan sejarah pertumbuhan/mediumBeberapa metode
yang sukses digunakan untuk memecah sel hewan belum tentu akan
berhasil bila digunakan untuk memecah sel tumbuhan. Beberapa sel
dapat dengan mudah rusak oleh perlakuan lembut seperti kejutan
osmotik (misalnya, sel hewan dan bakteri, yang tidak memiliki
dinding sel, dapat pecah dengan 2000 psi, sedangkan jenis sel darah
serangga memerlukan lebih banyak energi (misalnya, sel darah
serangga memerlukan 15000 psi, sel ragi memerlukan hingga 20000
psi, dan jaringan tanaman memerlukan 40000 psi.2. Volume dan jumlah
sampel3. Waktu pemecahan4. Ketersediaan alat homogenisasi5. Efek
tahap selanjutnya6. EkonomiSeperti yang telah diuraikan mengenai
hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan metode pemecahan sel,
penyetelan tekanan juga diperlukan. Mengutip dari Juornal of
Bacteriology dengan judul Preparation of Cell Walls and Protoplasm
of Neisseria with the Ribi Cell Fractionator oleh E John Martin et
al, menyatakan bahwa untuk sel dengan spesies yang sama namun
berbeda galur ternyata memerlukan pemilihan tekanan yang sesuai.
Sebagai contoh untuk sel N. gonorrhoeae F62, tipe 4 memerlukan
tekanan sebesar 8.000 psi, N. gonorrhoeae F62, tipe 3 perlu tekanan
sebesar 10.000 psi dan N. gonorrhoeae F62, tipe 2 dan 1 memerlukan
tekanan 12.000 psi. Oleh karena itu penting untuk memperhatikan
jenis dan sifat dari membran sel biakan yang akan diberikan
perlakuan.
High Pressure DisruptionMerupakan teknik pemecahan sel dengan
menggunakan tekanan tinggi. Metode ini digunakan untuk memecah sel
mikroorganisme. Selain itu metode ini juga digunakan untuk
pemecahan sel hewan (1000 psi) dan bakteri (1000-2000 psi) (Bintang
2010). Ada banyak jenis untuk alat pemecah sel yang menerapkan
sistem pemecahan sel tekanan tinggi. a. French pressure cell
pressFrench pressure cell press merupakan alat pemecah sel dengan
mengganggu membran plasma sel denganmelewatkan sel melalui katup
sempit di bawah tekanan tinggi. Alat ini biasa digunakan untuk
disintegrasi kloroplas , homogenat jaringan hewan dan partikel
biologi lainnya. French pressure cell press menggunakan pompa
hidrolik eksternal untuk mendorong piston dalam silinder yang lebih
besar yang berisi sampel cairan. Sampel bertekanan tinggi kemudian
diperas melewati katup jarum. Alat ini menggunakan motor-driven
dengan piston baja yang berada di dalam yang dapat menghasilkan
tekanan sebesar 40.000 psi. Untuk vulome sampel mencapai 35 ml
dengan aliran sampel pada katup sekitar 1 mL/menit.Gambar 1
Bagian-bagian alat French Pressure Cell Press
Cara kerja alat ini yaitu dengan menaikkan tekanan pada tabung,
dengan demikian tekanan intrasel akan meningkat. Kemudian sampel
akan dialirkan pada outlet-tube, dengan demikian tekanan ekstrasel
akan menuju pada tekanan atsmosfer. Tekanan di dalam sel akan turun
menuju tekanan atmosfer akan tetapi tidak secepat penurunan tekanan
ekstrasel. Perbedaan tekanan pada intrasel dan ekstrasel akan
membuat sel pecah dan membebaskan isinya. Alat ini digunakan pada
skala laboratorium karena daya tampung yang masih sangat minim.
b. Manton-Gaulin APV High Pressure Homoginizer Prinsip yang
digunakan alat ini sam dengan French pressure cell press yaitu
menggunakan perbedaan tekanan pada sel. Kelebihan alat ini adalah
daya tampungnya yag cukup besar sehingga digunakan dalam skala
industri. Selain itu juga alat ini memiliki sistem pengaturan suhu
untuk menghindari kerusakan produk karena panas.
DAPUS John E. Martin, JR. William L. Peacock, JR. Gilbert
Reising, Douglas S. Kellogg, JR. Edar Ribi, and James D. Thayer.
1969. Preparation of Cell Walls and Protoplasm of Neisseria with
the Ribi Cell Fractionator. Journal of Bacteriology. 97 (3) : 1009.
USA.The Bird Laboratory. 2009.Important notes on French pressure
cell use. USA : North Carolina State University
