CARA PEMBERIAN OBAT PADA HEWAN PERCOBAAN

CARA PEMBERIAN OBAT

I.                   Tujuan

1.      Untuk dapat mengenal teknik – teknik pemberian obat melalui berbagai rute pemberian.

2.      Untuk dapat menyadari berbagai pengaruh rute pemberian obat terhadap efeknya.

3.      Untuk dapat menyatakan konsekuensi praktis dari pengaruh rute pemberian obat terhadap efeknya.

II.                Prinsip

Berdasarkan rute pemberian obat pada hewan percobaan beserta pengaruhnya atau efek obat yang diberikan pada hewan tersebut.

III.             Teori

Dalam arti luas farmakologi ialah ilmu mengenai pengaruh senyawa terhadap sel hidup, lewat proses kimia khususnya lewat reseptor. Dalam ilmu kedokteran senyawa tersebut disebut obat, dan lebih menekankan pengetahuan yang mendasari manfaat dan resiko penggunaan obat. Karena itu dikatakan farmakologi  merupakan seni menimbang ( the art of weighing).

Obat didefinisikan sebagai senyawa yang digunakan untuk mencegah, mengobati, mendiagnosis penyakit/gangguan, atau menimbulkan suatu kondisi tertentu, misalnya membuat seseorang infertil, atau melumpuhkan otot rangka selama pembedahan hewan coba. Farmakologi mempunyai keterkaitan khusus dengan farmasi, yaitu ilmu cara membuat, menformulasi, menyimpan dan menyediakan obat.

Rute pemberian obat ( Routes of Administration ) merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi efek obat, karena karakteristik lingkungan fisiologis anatomi dan biokimia yang berbeda pada daerah kontak obat dan tubuh karakteristik ini berbeda karena jumlah suplai darah yang berbeda; enzim-enzim dan getah-getah fisiologis yang terdapat di lingkungan tersebut berbeda. Hal-hal ini menyebabkan bahwa jumlah obat yang dapat mencapai lokasi kerjanya dalam waktu tertentu akan berbeda, tergantung dari rute pemberian obat.

Bentuk sediaan yang diberikan akan mempengaruhi kecepatan dan besarnya obat yang diabsorpsi, dengan demikian akan mempengaruhi pula kegunaan dan efek terapi obat. Bentuk sediaan obat dapat memberi efek obat secara lokal atau sistemik. Efek sistemik diperoleh jika obat beredar ke seluruh tubuh melalui peredaran darah, sedang efek lokal adalah efek obat yang bekerja setempat misalnya salep.

Rute pemberian obat menentukan jumlah dan kecepatan obat yang masuk kedalam tubuh, sehingga merupakan penentu keberhasilan terapi atau kemungkinan timbulnya efek yang merugikan. Rute pemberian obat dibagi 2, yaitu :

1)      Jalur Enternal

Jalur enteral berarti pemberian obat melalui saluran gastrointestinal (GI), seperti pemberian obat melalui sublingual, bukal, rektal, dan oral. Pemberian melalui oral merupakanjalur pemberianobat paling banyak digunakankarena paling murah, paling mudah, dan paling aman. Kerugian dari pemberian melalui jalur enternal adalah absorpsinya lambat, tidak dapat diberikan pada pasien yang tidak sadar atau tidak dapat menelan. Kebanyakan obat diberikan melalui jalur ini, selain alasan di atas juga alasan kepraktisan dan tidak menimbulkan rasa sakit. Bahkan dianjurkan jika obat dapat diberikan melalui jalur ini dan untuk kepentingan emergensi (obat segera berefek), obat harus diberikan secara enteral.

2)      Jalur Parenteral

Parenteral berarti tidak melalui enteral. Termasuk jalur parenteral adalah transdermal (topikal), injeksi, endotrakeal (pemberian obat ke dalam trakea menggunakan endotrakeal tube), dan inhalasi. Pemberian obat melalui jalur ini dapat menimbulkan efek sistemik atau lokal.

Abrobsi merupakan proses masuknya obat dari tempat pemberian kedalam darah. Bergantungpada cara pemberiannya, tempat pemberian obat adalah saluran cerna (mulut sampai dengan rectum), kulit, paru, otot, dan lain – lain.

Absorbsi sebagian besar obat secara difusi pasif, maka sebagai barier absorbsi adalah membran epitel saluran cerna yang seperti halnya semua membran sel epitel saluran cerna, yang seperti halnya semua membran sel ditubuh kita, merupakan lipid bilayer. Dengan demikian, agar dapat melintasi membran sel tersebut, molekul obat harus memiliki kelarutan lemak (setelah terlebih dulu larut dalam air).

Penggunaan hewan percobaan dalam penelitian ilmiah dibidang kedokteran atau biomedis telah berjalan puluhan tahun yang lalu. Hewan sebagai model atau sarana percobaan haruslah memenuhi persyaratan-persyaratan tertentu, antara lain persyaratan genetis atau keturunan dan lingkungan yang memadai dalam pengelolaannya, disamping factor ekonomis, mudah tidaknya diperoleh, serta mampu memberikan reaksi biologis yang mirip kejadiannya pada manusia.

Cara memegang hewan serta cara penentuan jenis kelaminnya perlu pula diketahui. Cara memegang hewan dari masing-masing jenis hewan adalah berbeda-beda dan ditentukan oleh sifat hewan, keadaan fisik (besar atau kecil) serta tujuannya. Kesalahan dalam caranya akan dapat menyebabkan kecelakaan atau hips ataupun rasa sakit bagi hewan (ini akan menyulitkan dalam melakukan penyuntikan atau pengambilan darah, misalnya) dan juga bagi orang yang memegangnya.

Cara pemberian obat melalui oral (mulut), sublingual (bawah lidah), rektal (dubur) dan parenteral tertentu, seperti melalui intradermal, intramuskular, subkutan, dan intraperitonial, melibatkan proses penyerapan obat yang berbeda-beda. Pemberian secara parenteral yang lain, seperti melalui intravena, intra-arteri, intraspinal dan intraseberal, tidak melibatkan proses penyerapan, obat langsung masuk ke peredaran darah dan kemudian menuju sisi reseptor (receptor site) cara pemberian yang lain adalah inhalasi melalui hidung dan secara setempat melalui kulit atau mata. Proses penyerapan dasar penting dalam menentukan aktifitas farmakologis obat. Kegagalan atau kehilangan obat selama proses penyerapan akan memperngaruhi aktifitas obat dan menyebabkan kegagalan pengobatan.

Perbedaan antara tikus dan manusia cukup besar. Memang suatu percobaan farmakologi maupun toksikologi hanya dapat berarti bila dilakukan pada manusia sendiri. Tetapi pengalaman telah membuktikan bahwa hasil percobaan farmakologi pada hewan coba dapat diekstrapolasikan pada manusia bila beberapa spesies hewan pengujian menunjukkan efek farmakologi yang sama.

Ditinjau dari segi sistem pengelolaannya atau cara pemeliharaannya, di mana faktor keturunan dan lingkungan berhubungan dengan sifat biologis yang terlihat/karakteristik hewan percobaan, maka ada 4 golongan hewan, yaitu :

1)      Hewan liar.

2)      Hewan yang konvensional, yaitu hewan yang dipelihara secara terbuka.

3)      Hewan yang bebas kuman spesifik patogen, yaitu hewan yang dipelihara dengan sistim   barrier (tertutup).

4)      Hewan yang bebas sama sekali dari benih kuman.

Semakin meningkat cara pemeliharaan, semakin sempurna pula hasil percobaan yang dilakukan. Dengan demikian, apabila suatu percobaan dilakukan terhadap hewan percobaan yang liar, hasilnya akan berbeda bila menggunakan hewan percobaan konvensional ilmiah maupun hewan yang bebas kuman.

Penanganan hewan percobaan hendaklah dilakukan dengan penuh rasa kasih sayang dan berprikemanusiaan. Di dalam menilai efek farmakologis suatu senyawa bioaktif dengan  hewan percobaan dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain :

a)      Faktor internal pada hewan percobaan sendiri :

·         Umur

·         Jenis kelamin

·         Bobot badan

·         Keadaan kesehatan

·         Nutrisi

·         Sifat genetik

b)      Faktor – faktor lain yaitu :

·         Lingkungan

·         Keadaan kandang

·         Suasana kandang

·         Populasi dalam kandang

·         Keadaan ruang tempat pemeliharaan,

·         Pengalaman hewan percobaan sebelumnya

·         Suplai oksigen dalam ruang pemeliharaan

·         Cara pemeliharaannya

Keadaan faktor–faktor ini dapat merubah atau mempengaruhi respon hewan percobaan terhadap senyawa bioaktif yang diujikan. Penanganan yang tidak wajar terhadap hewan percobaan dapat mempengaruhi hasil percobaan, memberikan penyimpangan hasil. Di samping itu cara pemberian senyawa bioaktif terhadap hewan percobaan tentu mempengaruhi respon hewan terhadap senyawa bioaktif yang bersangkutan terutama segi kemunculan efeknya. Cara pemberian yang digunakan tentu tergantung pula kepada bahan atau bentuk sediaan yang akan digunakan serta hewan percobaan yang akan digunakan. Sebelum senyawa bioaktif dapat mencapai tempat kerjanya, senyawa bioaktif harus melalui proses absorpsi terlebih dahulu.

Mencit merupakan hewan yang sudah tidak asing lagi bagi manusia. Tetapi sebagian besar manusia bahkan dikalangan mahasiswa pun tidak menegetahui bagaimana cara memperlakukan mencit dengan benar. Oleh karena itu dilakukanlah suatu percobaan, yang dimana percobaan ini mengenai “bagaimana pemberian obat pada hewan” dalam hal ini hewan uji yang digunakan adalah mencit. Karena mencit merupakan tikus rumah yang mudah ditangani dan memiliki sifat penakut atau fotofobik, sedangkan tikus tidak bersifat fotofobik, lebih resisten terhadap infeksi, dan jika merasa tidak aman akan menjadi liar dan galak, kemudian tikus jika menggigit sangat dalam dan gigitannya sulit dilepaskan.

          Dalam memilih hewan uji, sebelumnya kita harus mengetahui bagaimana cara memperlakukan mencit dengan benar, harus mengetahui sifat-sifat hewan yang akan diujikan, serta bagaimana cara memberikan obat kepada hewan tersebut. Pada praktikum kali ini, hewan yang akan dijadikan percobaan adalah mencit (Mus musculus), kita akan mempraktikkan bagaimana cara pemberian obat yang benar pada mencit dengan beberapa cara. Oleh karena itu, kita melakuakn percobaan ini agar kita dapat mengetahui bagaimana cara pemberian obat pada hewan uji dengan benar.

Mayoritas mencit laboratorium adalah strain albino yang mempunyai bulu putih dan merah muda. Mencit merupakan hewan yang tidak mempunyai kelenjar keringat, jantung terdiri atas empat ruang dengan dinding atrium yang tipis dan dinding ventrikel yang lebih tebal. Percobaan dalam menangani hewan yang akan diuji cenderung memilki karakteristik yang berbeda.

Pemberian obat per oral merupakan pemberian obat paling umum dilakukan karena relatif mudah dan praktis serta murah. Kerugiannya ialah banyak faktor dapat mempengaruhi bioavailabilitasnya (faktor obat, faktor penderita, interaksi dalam absorpsi di saluran cerna). Intinya absorpsi dari obat mempunyai sifat-sifat tersendiri. Beberapa diantaranya dapat diabsorpsi dengan baik pada suatu cara penggunaan, sedangkan yang lainnya tidak.

IV.             Alat dan Bahan

4.1.Alat

Ø  Kandang mencit

Ø  Sarung tangan steril

Ø  Jarum suntik

Ø  Sonde oral

4.2.Bahan

Ø  Mencit

Ø  Alkohol

Ø  Aquadestillata

Ø  Tisu /kapas

V.                Prosedur

5.1.Cara Memegang Mencit

Mengangkat ujung ekor mencit dengan tangan kanan, meletakkan pada suatu tempat yang permukaannya tidak licin (misalnya ram kawat pada penutup kandang), jangan sampai mencit stress dan ketakutan lalu mengelus – elus mencit dengan jari telunjuk tangan kiri. Kemudian menarik kulit pada bagian tengkuk mencit dengan jari tengah dan ibu jari tangan kiri, dan tangan kanan memegang ekornya lalu membalikkan tubuh mencit sehingga menghadap ke kita dan menjepit ekor dengan kelingking dan jari manis tangan kiri.

5.2.Cara Pemberian Obat (Oral)

Pemberian obat dilakukan dengan menggunakan jarum suntik yang ujungnya tumpul (sonde).Memegang mencit dengan menjepit bagian tekuk menggunakan ibu jari dan jari telunjuk, dan ekornya dijepit diantara jari manis dan kelingking. Sebelum memasukkan sonde oral, posisi kepala dan keadaan mulut harus diperhatikan. Ketika hewan dipegang dengan posisi terbalik pastikan posisi kepala menengadah atau posisi dagu sejajar dengan tubuh dan mulut terbuka sedikit. Selipkan sonde oral yang telah diisi aquadestillata dekat ke langit – langit mulut mencit. Kemudian luncurkan ke esofagus. Dan desakkan larutan keluar dari jarum oral. Amati yang terjadi.

VI.             Data Pengamatan

______

VII.          Pembahasan

Pada praktikum kali ini akan mempraktekkan bagaimana cara pemberian obat yang benar terhadap hewan percobaan. Cara pemberian obat ini banyak macamnya mulai dari cara pemberian oral, dan ada juga pemberian obat lewat suntikan seperti Intravena, intramuskular, subkutan, intraperitonial dan lain – lain. Akan tetapi yang dilakukan sekarang adalah dengan cara pemberian obat secara oral, karena cara pemberian obat ini adalah cara yang banyak dan biasa dilakukan pada hewan percobaan.

Pertama – tama kita siapkan terlebih dahulu hewan yang akan diberikan obatnya yaitu mencit. Cara memegang mencit yang baik adalah letakkan mencit di kawat atau permukaan yg kasar tujuannya agar mencit bisa mencengkram bagian kawat kemudian pegang ekornya menggunakan tangan kiri, kemudian tarik sebagian kulit punggung dari mencit lalu balikkan badannya sehingga wajahnya menghadap ke kita. Kemudian hal – hal yg harus di perhatikan bila ingin memegang hewan - hewan percobaan ini adalah harus menggunakan sarung tangan dan masker. Tujuan menggunakan sarung tangan adalah untuk mengurangi kontaminasi langsung dengan tikus / mencitnya. Karena ditakutkan adanya bakteri pada tubuh hewan tersebut, kemudian untuk menjaga agar bila tikus / mencitnya menggigit tidak langsung terkena kulit tangan kita, akan tetapi terkena sarung tangannya lebih dahulu.

Setelah itu kita siapkan alat suntik yang jarumnya diganti dengan sonde. Kemudian dipasanglah sonde oralnya. Sonde yang akan digunakan harus steril, maka di bilas terlebih dahulu dengan alkohol agar tidak ada kuman, bakteri ataupun kotoran lain. Lalu di keringkan dengan menggunakan tisu. Sehingga sonde yang sterilpun telah siap digunakan.

Adapun hal yang sangat perlu diperhatikan pada saat mengisi alat sondenya. Pastikan pada bagian ujung sonde tidak ada gelembung udara, jika ada udara keluarkan udaranya dengan cara menekan pistonnya ke arah atas. Mengapa tidak boleh ada gelembung udara? Hal ini dikarenakan apabila terdapat gelembung udara, maka akan menyebabkan emboli atau penyumbatan sirkulasi darah oleh gelembung udara yang berbahaya bagi hewan percobaan.

Karena ini baru tahap percobaan pemasukan larutan lewat oral terhadap hewan percobaan, maka larutan yang akan di uji bukanlah larutan yang mengandung zat aktif seperti obat, melainkan aquadestillata (air). Lalu siapkan sonde oralnya untuk di isi dengan aquadestillata. Kemudian masukkan alat sonde ke dalam rongga mulut mencit dan diselipkan ke dekat langit – langit mulutnya hingga menemukan lubang tertentu lalu diluncurkan agar masuk ke esofagus dan dikeluarkanlah larutan dari alat sondenya.

Sebaiknya sebelum praktikum harus dipelajari terlebih dahulu bagian – bagian tubuh dari mencit agar pada saat memasukkan sonde oral ke dalam mulut mencit tepat masuk kedalam saluran yang menuju esofagus, bukan saluran tenggorokan yang menuju paru – paru. Mencit yang sudah berhasil dimasukkan larutan dengan menggunakan sonde oral di beri tanda.

Setelah melakukan praktikum tersebut, praktikan wajib membersihkan tangan dengan antibakteri (hand sanitizer) atau langsung mencuci tangan dengan sabun. Agar kuman atau bakteri yang ada pada mencit dan tikus tidak masuk ke dalam tubuh.

Jika praktikan terkena gigitan dari hewan tersebut, maka harus cepat – cepat di bersihkan dengan sabun dan bila perlu langsung di beri alkohol pada bagian yang terluka. Hal ini karena alkohol dapat menghentikan proses pendarahan yang berlangsung.

VIII.       Kesimpulan

Pada praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa perlunya mempelajari topografi hewan percobaan yang akan digunakan agar pemberian obat yang dilakukan tidak salah sasaran dan menuju daerah yang tepat. Praktikum kali ini hewan yang dicoba adalah mencit dengan cara pemberian dari sonde oral yang berisi aquadest. Perlu ketelitian yang tinggi, karena jika salah maka akan mengenai paru – paru hewan percobaan dan akan menyebabkan kematian.

IX.             Daftar Pustaka

Anonim. 2011. Mencit. http://www.wikipedia. /ensiklopedia/mencit/html. Diakses pada tanggal 20 November 2011

Ansel, Howard C. 1989. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Katzung, Bertram G. 2001. Farmakologi Dasar dan Klinik. Jakarta: Salemba Medika.

Tim pengajar. 2011. Praktikum perkembangan Hewan pemberian Obat pada hewan Uji. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM.

KROMATOGRAFI PERTUKARAN ION

BAB I

PENDAHULUAN

Untuk mengetahui kandungan ion atau logam pada suatu sampel cair atau mengetahui kandungan senyawa yang ada dalam food and beverage industry (industri makanan dan minuman) dan semiconductor industry (industri semikonduktor) dalam beberapa menit dapat digunakan sebuah teknik pemisahan yang dinamakan kromatografi. Bahkan dengan metode pemisahan ini, dapat ditentukan ion/logam/senyawa dari sampel yang diteliti secara kualitatif maupun kuantitatif. Dalam hitungan beberapa menit saja, ion-ion bermuatan positif (kation) seperti : Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ag⁺, Cu²⁺ dan sejumlah kation lainnya atau ion-ion bermuatan negatif (anion) seperti : F^-, Cl^-, NO₂^-, Br^-, SO₄^2- dan jenis anion lainnya dapat diketahui konsentrasi/jumlahnya dalam suatu sampel.

Bahkan lebih daripada itu, berbagai ion (anion dan/atau kation) dalam sampel, dapat ditentukan secara simultaneous (serempak) dalam sebuah chromatogram (kromatogram). Dengan kata lain, untuk sekali injet sampel saja ke dalam sistem kromatografi, berbagai peak (puncak) anion dan/atau kation akan muncul. Inilah salah satu yang menjadikan teknik ini lebih populer karena waktu analisisnya yang sangat singkat dan dengan hasil yang maksimal.

Teknik pemisahan kromatografi pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli tumbuh-tumbuhan berkebangsaan Rusia yang bernama Mikhail Tswett pada tahun 1906. Tswett memulai percobaannya dengan memisahkan sejumlah leaf pigments (zat warna daun) seperti klorofil dan xantofil dengan mengalirkan solution (larutan) ekstrak daun tersebut ke dalam sebuah kolom gelas yang sebelumnya diisi tepung kalsium karbonat yang dibuatnya sendiri. Dia menamakan fenomena yang ditemukannya ini dengan “Chromatography” (kromatografi). Yang dalam bahasa Rusia, chroma berarti “warna” dan graphein berarti  “menulis”. Sehingga kalau diartikan secara bahasa, artinya “menulis dengan warna”.

Teknik kromatografi ini akhirnya terus dikembangkan oleh para kromatografer lainnya antara lain R. Kurn, salah seorang kromatografer yang sangat intens mengembangkan teknik ini. Percobaannya dengan memisahkan pigmen-pigmen tumbuhan seperti karotin membuahkan hasil. Dengan kegigihannya ini, Kurn dianugrahi medali Nobel pada tahun 1931 untuk pertama kalinya dalam bidang kromatografi. Demikian juga, Martin dan Synge mendapatkan medali Nobel pada tahun 1952 setelah sukses dengan penemuannya dalam memisahkan berbagai jenis asam amino dan asam nukleat. Kesuksesan yang telah diraih oleh  para penemu ini, mengilhami banyak para kromatografer lainnya untuk lebih gigih mengembangkan teknik ini ke yang lebih modern lagi.

BAB II

ISI

II.1 Pengertian Kromatografi Pertukaran Ion

Kromatografi Pertukaran ion adalah proses pemurnian senyawa spesifik di dalam larutan campuran atau proses substitusi satu jenis senyawa ionik dengan yang lain terjadi pada permukaan fase stasioner. Fase stasioner tersebut merupakan suatu matriks yang kuat (rigid), yang permukaannya mempunyai muatan, dapat berupa muatan positif maupun negatif. Mekanisme pemisahan berdasarkan pada daya tarik elektrostatik.

Kromatografi pertukaran ion adalah jenis kromatografi yang melibatkan reaksi kimia dalam pemisahannya. Dengan demikian, kesetimbangan yang terjadi di permukaan berbeda dengan kesetimbangan kromatografi lainnya. Komponen ionik akan tertahan secara selektif karena berkaitan dengan penukar ion yang ada pada fase diam. Kromatografi ini mempunyai keterbatasan karena berkaitan dengan perhitungan kimia.

Bila matriks padat tersebut mempunyai gugus fungsional yang bermuatan negatif seperti gugus sulfonat (-SO₃^-), maka akan dapat berfungsi sebagai penukar kation. Sebaliknya, bila bermuatan positif, misalnya mempunyai gugus amin kuaterner (-N(CH)₃⁺), maka akan dapat berfungsi sebagai penukar anion. Kromatografi ini sangat bermanfaat untuk memisahkan molekul – molekul bermuatan terutama ion – ion baik anion maupun kation. Metode ini pertama kali dikembangkan oleh seorang ilmuwan bernama Thompson pada tahun 1850. Secara umum, teradapat dua jenis kromatografi pertukaran ion, yaitu:

1.    Kromatografi pertukaran kation, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatan positif dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan negatif. Kolom yang digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus karboksil (-CH₂-CH₂-CH₂SO₃- dan -O-CH₂COO-). Larutan penyangga (buffer) yang digunakan dalam sistem ini adalah asam sitrat, asam laktat, asam asetat, asam malonat, buffer MES dan fosfat.

2.    Kromatografi pertukaran anion, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatan negatif dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan positif. Kolom yang digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus -N+(CH₃)₃, -N+(C₂H₅)₂H, dan –N+(CH₃)₃. Larutan penyangga (buffer) yang digunakan dalam sistem ini adalah N-metil piperazin, bis-Tris, Tris, dan etanolamin.    

Metode ini banyak digunakan dalam memisahkan molekul protein (terutama enzim). Molekul lain yang umumnya dapat dimurnikan dengan menggunakan kromatografi pertukaran ion ini antara lain senyawa alkohol, alkaloid, asam amino, dan nikotin. Kromatografi penukar ion dilakukan dengan fasa diam yang mempunyai gugus fungsi bermuatan.

Pada kromatografi penukar anion ion cuplikan X^- bersaing dengan ion fasa gerak Y^- terhadap bagian ionik pada penukar ion R. Pemisahan ion sederhana berdasarkan pada perbedaan kekuatan interaksi ion terlarut dengan resina. Jika senyawa terlarut berinteraksi lemah dengan adanya ion fasa gerak, ion terlarut keluar awal pada kromatogram, sedangkan senyawa terlarut yang berinteraksi kuat dengan resina, berarti lebih kuat terikat dan keluar belakangan.

Resin penukar ion

Fase diam yang digunakan biasanya berupa resin yang merupakan matriks tiga dimensi yang dirancang khusus untuk membawa beberapa gugus penukar ion-ion. Penukar ion ini berupa gugus fungsi yang dapat terionkan. Dengan demikian, ada pada fase diam sebuah situs ionik dengan muatan tertentu dan tidak larut selama elusi dan akan dinetralkan dengan spesies bermuatan berlawanan yang dapat larut pada waktu elusi untuk ditukarkan dengan partikel dengan muatan sama dari senyawa yang dibawa olehfase gerak. Dengan demikian, kesetimbangan ionik akan terjaga selama elusi.

Resin dibuat dengan polimerasi beberapa monomer seperti stirena dan divinil benzena. Variasi monomer digunakan untuk mengendalikan kerapatan dan kekerasan meterial, ukuran pori serta kekuatan “swelling” dari resin. Sweling adalah kemampuan resin untuk menerima molekul eluen sehingga strukturnya lebih mudah dilalui oleh molekul senyawa yang dipisahkan. Kemampuan swelling ini sangat menentukan porositas resin dan kemudahan resin dilewati oleh eluen dan sekaligus menjalankan fungsi pemisahannya. Hal ini sangat tergantung pada rancangan polimerisasi resin pada awalnya.

Ada resin yang berfungsi sebagai penukar ion positif atau penukar ion negatif. Penukar kation dibuat dengan menambahkan gugus fungsi asam, misalnya dengan cara sulfonasi sehingga gugus sulfonat akan terikat di beberapa cincin aromatik. Asam sulfonat sangat kuat dan dapat mendisosiasikan protonnya walaupun proton-proton ini akan berada di sekitar resin sampai ada ion positif lewat dan menukarnya. Sedangkan penukar kation asam lemah dibuat dengan menambahkan asam karboksilat pada matriks poliakrilik.

Kapasitas penukaran ion (exchange capacity) setara dengan jumlah ekuivalen proton yang dapat dipertukarkan tiap satuan volume resin. Jika kapasitas resin telah tercapai, biasanya dilakukan daur ulang dengan mencuci resin dengan asam sehingga komponen yang tertahan dalam resin dapat dikeluarkan kembali sehingga kapasitas dapat dikembalikan.

Penukar anion dibuat dengan memasukan gugus fungsi basa sehingga resin dapat menukar anion. Penukar ion kuat dibuat dengan amina tersier sehingga menghasilkan gugus amonium kuarterner kuat. Amina sekunder menghasilkan  penukar anion lebih lemah.

Beberapa resin penukar ion yang digunakan dalam kromatografi penukar ion

Tipe	Nature	Kapasitas meq./mL	Nama trivial
Kation kuat	Polistirena tersulfonasi	1,9	Dowex 50 Amberlite IR 120
Kation lemah	Asam akrilat condensed	4,2	Amberlite IRC 50
Anion kuat	Polistirena dengan CH2NMe3Cl	1,2	Dowex 1 Amberlite IRA 400
Anion lemah	Polistirena dengan amina sekunder	2,0	Dowex 3 Amberlite IR 45

Berdasarkan pada keberadaan gugusan labilnya; resin penukar ion dapat secara luas diklasifikasikan dalam empat golongan, yakni :

a)    Resin penukar kation bersifat asam kuat (mengandung gugusan HSO₃).

b)   Resin penukar kation bersifat asam lemah (mengandung gugusan –COOH).

c)    Resin penukar anion bersifat basa kuat (mengandung gugusan amina tersier atau kuartener).

d)   Resin penukar anion bersifat basa lemah (mengandung OH sebagai gugusan labil).

Sifat-sifat resin

Salah satu sifat resin yang menguntungkan adalah mudah menyerap air karena karakternya higroskopis. Dengan masuknya air dalam jumlah tertentu, menyebabkan elusi dapat terjadi. Beberapa sifat lain dari resin adalah:

1.      Ukuran partikel, yang menentukan permeabilitas resin sehingga mempengaruhi kecepatan pertukaran ion.

2.      Derajat cross-linking atau derajat hubungan silang dari monomer pada saat resin dibuat, yang menentukan porositas dan kekerasan serta kemampuan menyerap air (swelling)

3.      Tipe gugus fungsi, yang menentukan jenis pertukaran ion

4.      Kekuatan gugus fungsi, yang menentukan koefisien distribusi tiap senyawa analit.

5.             Jumlah gugus fungsi, yang menentukan kapasitas resin.

Beberapa prinsip pertukaran ion

Pertukaran ion yang terjadi di resin selama elusi dapat dilukiskan dengan persamaan reaksi biasa. Konstanta kesetimbangan (koefisien selektivitas) akan menjadi K yang sangat dipengaruhi oleh keadaan resin dan banyak faktor lain. Secara empiris ada beberapa hal yang perlu diperhitungkan dalam menentukan koefisien selektivitas, yaitu:

1.             Koefisien selektivitas akan mendekati harga1 jika derajat hubungan silang/cross link menurun

2.             Ion kecil dan terhidrasi menyebabkan afinitas resin semakin besar pula.

3.             Afinitas dari ion organik dengan massa molekul besar biasanya juga besar, mungkin karena bertambahnya gaya-gaya van der waals.

Karena pertukaran ion melibatkan reaksi kimia biasa maka pH akan berpengaruh pada pola pemisahannya.urutan ini dapat berubah jika pH diikutsertakan dalam sistem karena pH secara langsung akan mengubah afinitas terhadap fase gerak dan fase diam. Disosiasi dari asam dan basa lemah, hidrolisis garam serta ion-ion logam akan dikendalikan oleh pHdari suasana mediumnya. Dengan demikian, kita dapat mengatur kondisi pemisahan dengan mengubah-ubah pH dari sistem atau menggunakan larutan penyangga untuk mempertahankan pH.

Pada pemisahan logam menunjukan bahwa kerja pH mengubah keterpisahan dan juga bentuk kromatogram. Dengan demikian, untuk kerja pemisahan baik senyawa-senyawa anorganik maupun organik dapat dioptimasi dengan menggunakan parameter pH fase gerak.

Teknik dan pengembangan kromatografi pertukaran ion

Pemilihan resin didasarkan pada kegunaannya. Ada beberapa jenis resin termasuk kapasitas resin dan juga porositas resin serta jenis aplikasi yang diharapkan. Resin  yang sudah dibuat seimbang dengan pelarut diisikan ke kolom dan elusi dilakukan. Deteksi pemisahan sering kali agak susah dilakukan karena eluat akan dipenuhi ion yang ditukarkan. Cara yang ditempuh adalah dengan pembacaan secara kontinu dengan serapan ultraviolet, perubahan indeks refraksi, pH, dan sifat-sifat polarografi. Beberapa cara konvensional masih sering dilakukan dengan beberapa cara, namun cara yang umum adalah dengan menampung fraksi-fraksi yang diperkirakan memberi informasi mengenai solut yang dipisahkan, lalu dilakukan analisis tersendiri.

Aplikasi umum

Adapun aplikasi dari kromatografi pertukaran ion biasanya berupa pemisahan ion-ion renik dalam sampel, misalnya untuk tujuan pemurnian air minum. Kerena resin fese diam mempunyai kapasitas maka pemisahan tidak dapat dilakukan terus-menerus dalam waktu lama karena permukaan dan situs penukar ion akan habis. Industri larutan standar atau obat-obatan sering memanfaatkan prinsip kromatografi penukaran ion.

Dalam bidang penelitian kimia dan biokimia, kromatografi pertukaran ion sering dilakukan untuk pemisahan asam amino atau enzim-enzim. Tujuan pemurnian juga sering menggunakan metode ini. Pemisahan logam-logam juga menggunakan metode kromatografi pertukaran ion. Namun, logam-logam yang dipisahkanharus terbatas jumlahnya dan tidak terlalu besar.

Komponen Dasar Kromatografi Pertukaran Ion

1.             Eluent, yang berfungsi sebagai fase gerak yang akan membawa sampel tersebut masuk ke dalam kolom pemisah.

2.             Pompa, yang berfungsi untuk mendorong eluent dan sampel tersebut masuk ke dalam kolom. Kecepatan alir ini dapat dikontrol dan perbedaan kecepatan bisa mengakibatkan perbedaan hasil.

3.             Injektor, tempat memasukkan sampel dan kemudian sampel dapat didistribusikan masuk ke dalam kolom.

4.             Kolom pemisah ion, berfungsi untuk memisahkan ion-ion yang ada dalam sampel. Keterpaduan antara kolom dan eluent bisa memberikan hasil/puncak yang maksimal, begitu pun sebaliknya, jika tidak ada kesesuaian, maka tidak akan memunculkan puncak.

5.             Detektor, yang berfungsi membaca ion yang lewat ke dalam detektor.

6.             Rekorder data, berfungsi untuk merekam dan mengolah data yang masuk.

Gambar 1. Komponen dasar kromatografi pertukaran ion

Gambar 2. menunjukkan dua buah kolom

Kolom pemisah kation dan kolom pemisah anion. Kolom pemisah inilah yang menjadi inti dalam teknik pemisahan kromatografi ion. Benda inilah yang bisa memisahkan ion-ion tersebut ketika sampel dilewatkan ke dalamnya, sehingga puncak yang muncul secara bergantian dan berurutan. Bisa diibaratkan dalam tubuh manusia bahwa kolom ini adalah sebagai jantung pada manusia, sehingga tanpa jantung, manusia tidak bisa hidup. Demikian halnya pada teknik ini, tanpa adanya kolom pemisah, maka tidak akan mungkin terjadi pemisahan ion (Weiss, 1995).

Perhatian dalam preparasi kolom

1.            Pemilihan dan preparasi resin

Sifat-sifat yang perlu diperhatikan dalam membeli resin dalam perdagangan ialah ukuran partikel (mesh), tingkat ikatan silang, dan kualitasnya (analitycal grade; AG).

2.            Pembengkakan (swelling)

Bila penukar ion, misalnya resin yang tersulfonasi diberi air, gugus SO₃^- dan H⁺ seolah-olah terlarut dalam konsentrasi yang tinggi dalam matriks. Karenanya air bertendensi untuk mendifusi kedalam matriks.

3.            Kapasitas kolom

Kapasitas penukar ion akan mempengaruhi banyaknya sampel maksimum yang dapat dianalisis dan dipakai untuk mengetahui stabilitas resin.

4.            Cara deteksi

Untuk hal-hal khusus digunakan : adsorbsi sinar, indeks refraksi, pH, radioaktivitas dan pengukuran polarografik.

Kelebihan Kromatografi Pertukaran Ion

Beberapa kelebihan yang dimiliki kromatografi ion sehingga menjadikan “the best choice” dalam dunia pemisahan ion-ion di antaranya : 

A.    Kecepatan (speed) 

Kecepatan dalam analisis suatu sampel menjadi aspek yang sangat penting dalam hal analisis ion. Salah satu yang menyebabkannya adalah masalah klasik yaitu untuk mengurangi biaya dan bisa menghasilkan data-data analisis yang akurat dan cepat. Namun, sebenarnya yang lebih penting adalah memberikan andil dengan maksimal dalam perhatian kepada kondisi lingkungan (environmental efforts) yang dari hari ke hari jumlah sampel yang mau dianalisis (untuk diketahui kandungan apa saja di dalamnya) semakin bertambah. Itulah sebabnya, teknik ini terus dikembangkan orang untuk mendapatkan teknik pemisahan/pendeteksian yang lebih praktis dengan biaya yang relatif murah. Sebagai tambahan pula bahwa limbah (waste) yang dihasilkan dari penggunaan eluen dapat dikurangi. 

B.     Sensitivitas (sensitivity)

Dengan berkembangnnya teknologi mikroprosessor, mulailah orang mengkombinasikannya dengan efisiensi kolom pemisah, mulai skala konvensional (ukuran diameter dalam milimeter) sampai skala mikro yang biasa juga disebut microcolumn. Sehingga walaupun hanya dengan jumlah sampel yang sangat sedikit, misal 10µl yang diinjetkan ke dalam sistem kromatografi, ion-ion yang ada dalam sampel tersebut dapat terdeteksi dengan baik.

C.            Selektivitas (selectivity) 

Dengan sistem ini, bisa dilakukan pemisahan berdasarkan keinginan, misalnya kation/anion organik saja atau kation/anion anorganik yang ingin dipisahkan. Itu dapat dilakukan dengan memilih kolom pemisah yang tepat. Ataupun hanya ion tertentu yang ingin diukur walaupun banyak ion lain yang ada dalam sampel.

D.           Pendeteksian yang serempak (simultaneous detection)

Secara umum, anion dan kation dipisahkan/dideteksi terpisah dengan menggunakan sistem analisis yang terpisah (different systems). Padahal sangat penting dilakukan pendeteksian secara serempak (simultaneous) antara anion dan kation dalam dalam sekali injek untuk sebuah sampel. Tentunya, pendekatan yang terakhir ini punya sejumlah kelebihan dibanding pemisahan terpisah. Sebagaimana telah dijelaskan di atas, beberapa kelebihan di antaranya dapat menekan biaya operasional, memperkecil jumlah limbah saat analisis berlangsung, memperpendek waktu analisis (short time analysis) serta dapat memaksimalkan hasil yang diinginkan.

E.            Kestabilan pada kolom pemisah (stability of the separator column)

Walaupun sebenarnya, ketahanan kolom ini berdasarkan pada paking (packing) material yang diisikan ke dalam kolom pemisah. Namun, kebanyakan kolom pemisah bisa bertahan pada perubahan yang terjadi pada sampel, misalnya konsentrasi suatu ion terlalu tinggi, tidak akan mempengaruhi kestabilan material penyusun kolom. Walapun diakui bahwa ada juga kolom pemisah yang mempunyai waktu penggunaan yang tidak terlalu lama, dikarenakan paking kolom yang kurang baik atau karena faktor internal lainnya (Amin, 2009).

Penggunaan kromatografi Pertukaran ion

Sampel cair yang mengandung ion atau logam ini bisa diketahui atau dianalisis dengan menggunakan teknik kromatografi ion (ion chromatography). Dengan menggunakan teknik kromatografi ion, anda bisa memastikan ion-ion atau logam secara kualitatif ataupun kuantitatif dari sampel. Dalam waktu yang singkat, ion-ion positif (kation) seperti : Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ag⁺, Cu²⁺, Fe²⁺ dan sejumlah kation lainnya atau ion-ion negatif (anion) seperti : F^-, PO₄^3-, Cl^-, NO₂^-, Br^-, SO₄^2-, CN^-, I^-, IO₃^-, dan sejumlah jenis anion lainnya dapat diketahui secara pasti kepekatan perjumlahnya. Bahkan lebih dari itu, berbagai jenis ion (anion atau kation) dalam sampel, dapat ditentukan secara serentak (simultaneous) dalam satu kromatogram (one chromatogram run).

Pada umumnya, anion dan kation dapat diketahui dan dipisahkan dengan menggunakan teknik pemisahan. Atau dengan kata lain, untuk sekali injek sampel saja ke dalam sistem kromatografi ion, berbagai-bagai puncak kromatogram (chromatogram peaks) dari anion atau kation akan muncul. Inilah salah satu yang menjadikan teknik ini lebih populer, bukan saja sensitivitas dan selektivitasnya, tetapi juga waktu analisisnya yang relatif singkat dan juga hasilnya yang maksimal.

Teknik kromatografi ion merupakan salah satu subset dari kromatografi, khususnya kromatografi cair (LC=liquid chromatography). Teknik ini dapat menentukan kepekatan spesies ion-ion (anion atau kation) dengan memisahkannya berdasarkan pada interaksinya dengan Resin yang ada dalam kolom pemisah dan mobile phase yang digunakan. Spesies ion-ion ini kemudian dapat dipisahkan (separated) dalam kolom tersebut berdasarkan pada jenis, ukuran dan afiniti elektronnya.

Campuran anion dan kation dalam suatu sampel dapat diketahui dan jumlah ion-ion tersebut dapat ditentukan dalam waktu yang relatif singkat (relatively short time). Suatu ion dalam sampel dengan kepekatan yang sangat rendah, masih bisa diukur dengan teknik ini. Disebabkan itulah, teknik kromatografi ion menjadi pilihan bagi peneliti dalam mengetahui ion yang ada dalam sampel cair, karena teknik ini mempunyai kemampuan menentukan kepekatan ion atau logam pada level ppt (parts per trillion). Ia juga mudah digunakan serta tidak rumit dalam pengendalian peralatan ini.

Pada umumnya, aplikasi teknik ini lebih menjurus kepada teknik mengetahui ion-ion non organik serta ion-ion organik di mana berat molekul relatif kecil, dan/atau ion-ion organik dengan berat molekul yang besar dapat diketahui dengan baik dengan didahului persiapan sampel yang baik.

Beberapa kegunaan Kromatografi Pertukaran Ion lainnya :

1.      Untuk menghilangkan ion

Untuk menghilangkan ion-ion keseluruhannya, air tersebut dapat dialirkan melalui penukar kation, kemudian dialirkan melalui penukar anion, yang akan menghilangkan semua anion dan diganti dengan ion hidroksida. Bila kedua resin tersebut (kation dan anion) dijadikan satu, penghilangan kedua jenis ion tersebut sekaligus dapat dikerjakan.

2.      Mengkonsentrasikan komponen berkadar kecil

Ion-ion yang jumlahnya kecil (trace element) dapat dikonsentrasikan dengan penukar ion. Setelah ion solut terikat dalam kolom, kemudian dielusi dengan jumlah eluen yang kecil.

3.      Pemisahan asam-asam amino

Pada suatu pH, Asam-asam amino dapat dipisahkan menjadi tiga golongan berdasarkan titik isoelektrisnya. Dengan demikian campuran asam-asam amino dapat dipisahkan dalam suatu aliran fase mobil dengan secara gradual dengan merubah pH untuk elusi (gradient elution). Perubahan pH sering dikombinasikan dengan perubahan suhu.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

     Kromatografi Pertukaran ion adalah proses pemurnian senyawa spesifik di dalam larutan campuran atau proses substitusi satu jenis senyawa ionik dengan yang lain terjadi pada permukaan fase stasioner. Fase stasioner tersebut merupakan suatu matriks yang kuat (rigid), yang permukaannya mempunyai muatan, dapat berupa muatan positif maupun negatif. Mekanisme pemisahan berdasarkan pada daya tarik elektrostatik.

     Kromatografi penukar ion merupakan kromatografi yang berdasarkan penukaran ion-ion secara equivalen antara larutan dan gugusan fungsional resin yang mengandung ion-ion yang dapat ditukar

     Ada dua jenis kromatografi pertukaran ion, yaitu kromatogrofi pertukaran kation dan kromatografi pertukaran anion. Komponen dasar kromatografi pertukaran ion diantaranya eluent, pompa, injektor, kolom pemisah ion, detektor, dan rekorder data.

Daftar Pustaka

Surjani Wanorahardjo.2013.Metode Metode Pemisahan Kimia.Akademia permata: Jakarta2014. di ambil pada tanggal 19 November 2014 dari https://www.google.com/search?q=kromatografi+pertukaran+ion&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a