Bioanalisis-Instrumentasi VeterinerOleh. Prof. Dr. Mochamad Lazuardi

Buku-buku bacaan Douglas A. Skoog. 2003. Principle of

Instrumental Analysis. 7th Ed. USA: Saunderss College Publisihing

Willard HH, Merritt LL, Dean JA, 2000. Instrumental Methods of Analysis. 10th Ed. India : EWP Publisher

United State Pharmacopoeia XXX. 2001. USA: USP Publisher.

Chamberlin J, 2000. Analysis of Drugs in Biological Fluids. 4th Printing. USA: CRC Press

Lazuardi M. Biofarmaseti dan Farmakokinetik Klinik Medis Veteriner.Ghalia Indonesia(2010)

Bacaan tambahan : Ellison SLR, Rosslein M, Williams A, 2000.

Quantifyong Uncertainty in Analytical Measurement. 2nd Ed. UK: EURACHEM. CITAC

EURACHEM, CITAC, 2003. Traceability in Chemical Measurement. UK: EURACHEM. CITAC

Steiner EH, 1982. Planing and analysis of results of collaborative test. In AOAC. Statistical Manual of the Association of Official Analytical Chemist. 3rd Printed, USA: The AOAC Press

Yourden WJ, 1982. Statistical Techniques for Collaborative Test. In AOAC. Statistical Manual of the Association of Official Analytical Chemist. 3rd

Printed, USA: The AOAC Press

PILIHAN KERJA ANALISIS

BIAYA

KECANGGIHAN INSTRUMEN

Hasil reprodusibel &

ripitabel

Prasyarat analisis hayati (bioanalisis) : Pemilihan metode kerja, alat baca dan

sensing detektor Pemilihan tingkat kemurnian chemical

substance - Tingkat teknis - Farmasetik grade dan atau Food grade - Pro analisis - Tingkat spesifikasi instrument Contoh Aqua pro spectrofotometer, Metanol Pro HPLC, PBS Pro RT

PCR, dsb - Certified Referance Material (CRM) Sampel preparasi Validasi metode Quantifikasi

Lingkup kerja analisis hayati veteriner Chemical substances yang masuk dalam

tubuh hewan Chemical substances asal tubuh hewan

ataupun tanaman untuk kesehatan hewan (organ, darah & derivatnya, urine, air susu, elektrolit tubuh, tanaman, kortek, radix, flora, buah, enzim, fitokimia sibstances dsb)

Kimia forensi veteriner

Tingkat kebutuhan bioanalisis verteriner Banyaknya senyawa kimia yang berkembang

saat ini Banyaknya tugas yang harus diselesaikan Tuntutan ketajaman analisis Hasil analisis yang disyaratkan harus tetap

handal dan dapat dipercaya

Keterangan Mis : Banyaknya senyawa kimia yang berkembang

sementara dampak terhadap subyek hewan makin besar, pada keadaan demikian maka kebutuhan akan kerja bioanalisis makin meningkat

Tuntutan pekerjaan, misalnya pemeriksaan residu kimia pada hasil olahan asal hewan ataupun hal-hal lain yang memerlukan kecepatan tinggi

Pemeriksaan elektrolit atau chemical substances keperluan riset dan kehakiman yang memerlukan ketajaman analisis tinggi (sehingga tidak mungkin dilakukan dengan cara pengukuran reaksi kimia). Hal tersebut disebabka tuntutan untuk mengukur residu kimia dalam ukuran yang sangat kecil, maka dibuthkan instrumen untuk mengukur dan membutuhkan metode sangat selektif sehingga dapat memisahkan hasil baca antara impurity dengan analit yang akan diperiksa

Persyaratan analisis

Kualitatif

Harus spesifik: pada pengamatan dan pengukuran hasilnya harus tetap sama

Kuantitatif

Diukur kapanpun hasil harus harus sama (reprodusibel)

Sifat tersebut bila diukur dapat akurat

Mengapa dinamakan Analisis fisiko kimia instrumentasi ? Bioanalisis pada umumnya melakukan pemeriksaan

berdasarkan : - Sifat fisika chemical substances - Sifat fisikokimia chemical substances Menggunakan peralatan baca (Instrumentasi) Digunakan untuk pengamatan kualitatif dan

pengukukran kuantitatif terhadap suatu atom atau molekul dan diinterpretasikan melalui pengubahan sinyal-sinyal listrik.

PRINSIP-PRINSIP BIOANLISIS PRINSIP DASAR

- Terjadinya/adanya perbedaan sifat fisika atau fisikokimia - Bagaimana pengukurannya → prinsip alat - Hukum-hukum yang berlaku LINGKUP DAN KETERBATASAN - Karena sifat bahan yang diukur (misalnya untuk

mengukur asam harus membutuhkan panjang gelombang tertentu)

- Karena keterbatasan alat pengukuran - Karena hukum yang berlaku - Karena masih ? selektifitas dan sensitifitas metode - Karena kemampuan manusia APLIKASI DAN INTERPRETASINYA - Perlu pengalaman

Penetapan metode, alat baca dan sensing detektor Metode : Dapat dikerjakan dengan peralatan yang ada dilab

tersebut atau berkolaborasi dengan lab diluar institusi, atau dilakukan mdifikasi alat dengan membuat alat-alat yang mampu dilakukan didalam negeri

Alat baca : Dibutuhkan peralatan yang bersifat runing well Sensing detektor : Dibutuhkan peralatan dengan detektor yang telah

dilakukan kalibrasi secara berkala

Kemurnian bahan kimia yang digunakan Syarat bahan kimia yang digunakan harus memiliki

kemurnian tinggi. Hal tersebut dimaksudkan agar tak menyebabkan gangguan hasil baca dari analit yang akan diukur

ANALYTICAL TESTS AND SPECIFICATIONS

7

Physical DataEluotropic Value, : 0.50Polarity Index: 6.2Viscosity:(cP,25C) 0.34Density (g/ml): 0.786Boilling Point (C ): 82Percen Water Soluble in Solvent MiscibleRefractive index (25C) 1.341

20 15

J.T.Baker Manufacturing Process

• The Process - Because purity and consistency are not always obtained solely through distillation, we employ a multi-step purification process.– A combination of chemical and non-chemical pretreatments, plus

high efficiency distillation and non-distillation processes, yields solvents of superb quality and lot-to-lot consistency.

• Application Specific Manufacturing - Mallinckrodt Baker distills HPLC solvents during manufacturing in order to meet HPLC grade specifications. Many competitors simply lot select ACS material that meets their HPLC specifications.– This can mean that they have an inconsistent supply of HPLC

solvents, depending on whether or not they have material that meets their HPLC solvent specifications.

ANALYTICAL TESTS AND SPECIFICATIONS

ANALYTICAL TESTS AND SPECIFICATIONS7

Certified Reference Material (CRM) Suatu standard baku analit harus memiliki

kemurnian tinggi dan dibuktikan dengan sertifikat yang disertakan dalam wadah baku analit.

Pada obat-obatan atau asam amino serta beberapa hormon dan enzim, telah diproduksi oleh suatu badan khusus pada tingkat CRM yang ditunjuk oleh Badan Kesehatan Dunia atau Badan Pangan Dunia yang berkedudukan di Stockholm. Badan khusus tersebut adalah : WHO Collaborating Centre for Chemical Referance Substances, Apoteksbolaget AB, Centtralaboratoriet, S-105 14, Stockholm Sweden.

Bagaimana analisis hayati menggunakan instrumentasi Analisis hayati berkembang sangat canggih dengan

Lingkup :

Segala macam kajian analisis tentang senyawa bioaktif

Falsafah :

memanfaatkan sifat spesifik dari atom, ikatan atom-atom, gugus-gugus ataupun fragment-fragment yang dimiliki oleh senyawa bioaktif tersebut.

Bagaimana aplikasi falsafah tersebut ? Pengamatan/pengukuran sifat spesifik

bermanfaat untuk mengenali senyawa bioaktif (Disebut analisis kualitatif)

Selanjutnya dicari hubungan melalui kajian hukum yang berlaku (hubungan linier, kuadratik, resiprokal atau logaritmik), antara sifat spesifik tersebut dengan keadaan atau jumlah senyawa bioaktif yang dianalisa (Disebut analisa kuantitaif)

Keterangan :

Ada banyak sifat spesifik yang dimiliki suatu senyawa bioaktif yang dapat dimanfaatkan untuk analisis

Sifat spesifik dapat berupa :

- Sifat kimia

- Sifat fisika

- Sifat fisikokimia

Awal teori kuantum

Pada awal abad mulai diteliti perilaku suatu cahaya oleh Sir Isac Newton dengan mengemukakan suatu model corpuscle

Hingga tahun 1850, pengertian cahaya masih seperti Newton yaitu :

Arah penyebaran

Jarak

Gan

ggua

n A

Cahaya

Dipencarkan dalam ruang seperti gerakan gelombang. Gelombang dalam satu gerakan pada panjang gelombang tertentu. Cahaya tampak berkisar antara 400 nm – 700 nm

Kecepatan cahaya (c)= 3.10 8 m/detik Mengingat cahaya bergerak dalam beberapa

gelombang maka : . = c, dimana merupakan frekuensi

Dengan demikian cahaya yang dilihat adalah sebagian kecil dari berbagai jenis radiasi pada suatu spektrum elektro magnetik

Prinsip dasar

Interaksi Radiasi Elektro Magnetik (REM) vs., molekul menghasilkan 3 hal.

REM panjang gelombang

() terpendek Radiasi sinar kosmis dan terpanjang gelombang radio. Seluruh radiasi sinar kosmis s/d gelombang radio disebut spektrum EM

REM

Hamburan (Scattering)

Absorpsi

Emisi

Raman Spec.

UVS

IR SpecAbsorpsi disertai emisi menghasilkan fotoluminense

Flouresence Spec

Radiasi Elektro Magnetik

900 nm

200 nm

Energi cahaya

Max plank (1900), Ilmuwan Jerman menyatakan bahwa Energi (kuanta)adalah E = h., dimana h adalah tetapan proporsional (tetapan Plank).

h. = disebut foton Einstein : E p (momentum) = masa x kecepatan = ---.c c2

Spektrum UV

Sumber Radiasi lampu Hidrogen, Deuterium, Xenon Radiasi ultra lembayung jauh 100 nm-190 nm (tak

pernah digunakan karena diabsorbsi udara o.k harus vakum)

Radiasi ultra lembayung 200 nm-380 nm Yang bisa terbaca struktur terkonjugasi (- = - = dst) Umumnya struktur terkarakteristik

Spektrum visible

Sumber radiasi lampu Tungsten Radiasi kuntinyu 350 nm s/d 2500 nm Dapat menghasilkan radiasi IR dekat

Hukum Lambert Beer

Intensitas radiasi akan menurun secara eksponensial bila jumlah molekul pengabsorbsi naik secara aritmatik

dT - -------= k.I dtI = Intensitas cahaya pada

panjang gelombang tertentu, t = tebal medium, k = faktor kesetimbangan

REM

I0It

Interaksi REM dengan molekul

Molekul terjadi perubahan energi eksitasi menjadi :

Energi translasi Energi rotasi Energi vibrasi Energi elektronik

(khusus UV-Vis)

E

= (bonding)

= bonding

n= non bonding)* = (anti bonding)

* = (anti bonding)

Pembagian bioanalisis

Berdasarkan ikatan sense dan antisense disebut bioanalisis immunoassay

- EIA - Immuno histokimia - ELISA - CATT - RIA - RT-PCR dsb - SDS Page dg Western &

Northern Blot

Berdasarkan perbedaan sifat fisika dan fisikia kimia substances disebut kelompok bianalisis instrumentasi fisiko kimia

- Detektor optik - Berat molekul dan ionisasi - Adsopsrsi dan Partisi - Analisis termal - Elektrokimia - Lain-lain - Gabungan - Optical Rotation density

Klasifikasi instrument

Kelompok spektroskopi - Spektrofotometer UV-Vis - Spektrofotometer Infra merah/FT IR - Spektrofotometer Flouresence - Spektrofotometer Absorbsi Atom - Spektrofotometer Raman - Spektrofotometer reseonance magnetik inti - Sektrofotometer masa

Klasifikasi kromatografi

Berdasarkan pelaksanaanya - Kromatografi kolom - Kromatografi planar Berdasarkan fase gerak - Kromatografi cair - Kromatografi gas Berdasarkan proses terjadinya pemisahan - Kromatografi partisi - Kromatografi adsorbsi - Kromatografi eksklusi - Kromatografi penukar ion

Kelompok elektro kimia

Potensiometri Konduktometri Voltametri Amperometri Kulometri Elektrogravimetri Analisis termal – Determinat Thermal

analysis, Determinat Scaning Colorimetri

Kelompok penggandengan

Kromatografi gas dengan FTIR atau Spectra massa

KCKT dengan FTIR atau spektra massa

TERIMA KASIH. PROF. DR. MOCH. LAZUARDI