-
29th May 2012
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar BelakangSebagian besar senyawa kimia ditemukan
di alam dalam keadaan yang tidak murni.Biasanya, suatu senyawa
kimia berada dalamkeadaan tercampur dengan senyawa lain.
Untukbeberapa keperluan seperti sintesis senyawakimia yang
memerlukan bahan baku senyawakimia dalam keadaan murni atau proses
produksisuatu senyawa kimia dengan kemurnian tinggi,proses
pemisahan perlu dilakukan. Prosespemisahan sangat penting dalam
bidang teknikkimia.
Secara mendasar, proses pemisahan dapatditerangkan sebagai
proses perpindahan massa.Proses pemisahan sendiri dapat
diklasikasikanmenjadi proses pemisahan secara mekanis ataukimiawi.
Pemilihan jenis proses pemisahan yangdigunakan bergantung pada
kondisi yangdihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukankapanpun
memungkinkan karena biaya
TEORIELEKTROPHORESIS
KAPILER
Pharmacyst INFO VO M
-
operasinya lebih murah dari pemisahan secarakimiawi. Untuk
campuran yang tidak dapatdipisahkan melalui proses pemisahan
mekanis(seperti pemisahan minyak bumi), prosespemisahan kimiawi
harus dilakukan. Prosespemisahan suatu campuran dapat
dilakukandengan berbagai metode. Metode pemisahanyang dipilih
bergantung pada fasa komponenpenyusun campuran. Suatu campuran
dapatberupa campuran homogen (satu fasa) ataucampuran heterogen
(lebih dari satu fasa). Suatucampuran heterogen dapat mengandung
duaatau lebih fasa: padat-padat, padat-cair,padat-gas, cair-cair,
cair-gas, gas-gas, campuranpadat-cair-gas, dan sebagainya. Pada
berbagaikasus, dua atau lebih proses pemisahan harusdikombinasikan
untuk mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.
Proses pemisahan suatu campuranhomogen, prinsipnya merupakan
pemisahan dariterbentuknya suatu fasa baru sehinggacampuran menjadi
suatu campuran heterogenyang mudah dipisahkan. Fasa baru terjadi
/terbentuk dari adanya perbedaan sifat sik dankimiawi masing-masing
komponen. Berbagaimetode yang digunakan untuk terjadinya suatufase
baru sehingga campuran homogen dapatdipisahkan, salah satunya
adalah denganelektroforesis.
Elektroforesis adalah teknik pemisahan
-
komponen atau molekul bermuatan berdasarkanperbedaan tingkat
migrasinya dalam sebuahmedan listrik. Medan listrik dialirkan pada
suatumedium yang mengandung sampel yang akandipisahkan. Teknik ini
dapat digunakan denganmemanfaatkan muatan listrik yang ada
padamakromolekul, misalnya DNA yang bermuatannegatif. Jika molekul
yang bermuatan negatifdilewatkan melalui suatu medium,
kemudiandialiri arus listrik dari suatu kutub ke kutub
yangberlawanan muatannya maka molekul tersebutakan bergerak dari
kutub negatif ke kutub positif.
Kecepatan gerak molekul tersebuttergantung pada nisbah muatan
terhadapmassanya serta tergantung pula pada bentukmolekulnya.
Jenis elektroforesis antara lain,elektroforesis kertas,
elektroforesis gel, danelektroforesis kapiler.
Elektroforesis kertas adalah jeniselektroforesis yang terdiri
dari kertas sebagaifase diam dan partikel bermuatan yang
terlarutsebagai fase gerak, terutama ialah ion-ionkompleks.
Pemisahan ini terjadi akibat adanyagradasi konsentrasi sepanjang
sistempemisahan. Pergerakan partikel dalam kertastergantung pada
muatan atau valensi zatterlarut, luas penampang, tegangan
yangdigunakan, konsentrasi elektrolit, kekuatan ion,pH, viskositas,
dan adsorpsivitas zat terlarut.
-
Elektroforesis gel ialah elektroforesis yangmenggunakan gel
sebagai fase diam untukmemisahkan molekul-molekul.
Awalnyaelektoforesis gel dilakukan dengan medium gelkanji (sebagai
fase diam) untuk memisahkanbiomolekul yang lebih besar seperti
protein-protein. Kemudian elektroforesis gel berkembangdengan
menjadikan agarosa dan poliakrilamidasebagai gel media.
Elektroforesis kapiler adalah metodeelektroforesis yang
digunakan untuk memisahkanasam amino, protein, lipid, karbohidrat,
dannukleotida dengan resolusi tinggi yang dilakukanpada pipa
kapiler berisi buer. Metode ini mulaidigunakan secara luas pada
akhir tahun 1940untuk aplikasi dalam berbagai bidang
sepertibioteknologi, kimia, lingkungan, dan analisisfarmasi.
Elektroforesis kapiler menggunakanlistrik bertegangan tinggi yang
menyebabkansemua komponen ion atau molekul netralbergerak ke
katoda. Deteksi dapat dilakukandengan teknik pendeteksian
spektrometri atauelektrokimia. Teknik pemisahan ini dipengaruhioleh
tegangan listrik, koesien difusi, panjang,dan diameter pipa
kapiler, serta konsentrasisampel. Metode ini memiliki esiensi
danselektivitas yang baik namun boros listrik karenamenggunakan
tegangan tinggi dan alatnya jugamahal.
Elektroforesis kapiler (CE), juga dikenal
-
sebagai zona elektroforesis kapiler, dapatdigunakan untuk
memisahkan spesies ion olehmuatan mereka dan gesekan kekuatan dan
radiushidrodinamika. Elektroforesis , bermuatan listrikbergerak
analit dalam konduktif cairan menengahbawah pengaruh suatu medan
listrik .Diperkenalkan pada tahun 1960-an, teknikelektroforesis
kapiler (CE) dirancang untukspesies terpisah berdasarkan ukuran
merekauntuk mengisi rasio dalam interior sebuah kapilerkecil penuh
dengan elektrolit. .
1.2. Rumusan MasalahDari latar belakang di atas, yang
menjadi
rumusan masalah dalam makalah ini adalah : Apa yang dimaksud
elektroforesis
kapiler? Bagaimana proses elektroforesis
kapiler? Apa saja aplikasi elektroforesis
kapiler dalam kehidupan?
1.3. ManfaatDari pembuatan makalah ini diharapkan : Dapat
mengetahui dan mengerti
tentang elektroforesis kapiler. Dapat mengetahui proses dari
elektroforesis kapiler. Dapat mengetahui aplikasi
elektroforesis kapiler.
-
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 Pengertian ElektroforesisElektroforesis adalah suatu teknik
yang
mengukur laju perpindahan atau pergerakanpartikel-partikel
bermuatan dalam suatu medanlistrik. Prinsip kerja dari
elektroforesisberdasarkan pergerakan partikel-partikelbermuatan
negatif (anion), dalam hal tersebutDNA, yang bergerak menuju kutub
positif(anode), sedangkan partikel-partikel bermuatanpositif
(kation) akan bergerak menuju kutubnegatif (anode) (Klug &
Cummings 1994: A-6).
Elektroforesis digunakan untuk mengamatihasil amplikasi dari
DNA. Hasil elektroforesisyang terlihat adalah terbentuknya band
yangmerupakan fragmen DNA hasil amplikasi danmenunjukkan
potongan-potongan jumlahpasangan basanya (Klug & Cummings
1994:397).
Elektroforesis digunakan dengan tujuanuntuk mengetahui ukuran
dan bentuk suatupartikel baik DNA, RNA dan protein. . Selain
itu,
-
elektroforesis juga digunakan untuk fraksionasiyang dapat
digunakan untuk mengisolasimasing-masing komponen dari
campurannya,mempelajari togenetika, kekerabatan danmempelajari
penyakit yang diturunkan (Klug &Cummings 1994: A-6).
Elektroforesis dalam bidang genetika,digunakan untuk mengetahui
ukuran dan jumlahbasa yang dikandung suatu sekuen DNA tertentu(Klug
& Cummings 1994: A-7).
Elektroforesis dapat dibagi menjadi tigayaitu elektroforesis
kertas, elektroforesis gel, danelektroforesis kapiler. Dalam
makalah ini dibahaselektroforesis kapiler.
Elektroforesis kapiler adalah metodeelektroforesis yang
digunakan untuk memisahkanasam amino, protein, lipid, karbohidrat,
dannukleotida dengan resolusi tinggi yang dilakukanpada pipa
kapiler berisi buer. Metode ini mulaidigunakan secara luas pada
akhir tahun 1940.untuk aplikasi dalam berbagai bidang
sepertibioteknologi, kimia, lingkungan, dan analisisfarmasi.
Elektroforesis kapiler menggunakan listrikbertegangan tinggi
yang menyebabkan semuakomponen ion atau molekul netral bergerak
kekatoda. Deteksi dapat dilakukan dengan teknikpendeteksian
spektrometri atau elektrokimia.Teknik pemisahan ini dipengaruhi
oleh teganganlistrik, koesien difusi, panjang, dan diameter
-
pipa kapiler, serta konsentrasi sampel. Metode inimemiliki
esiensi dan selektivitas yang baiknamun boros listrik karena
menggunakantegangan tinggi dan alatnya juga mahal.
Karakteristik elektroforesis kapiler yaitu :Menggunakan pipa
kapiler pada pemisahanelektroforesis. Memanfaatkan medan
listrikberkekuatan tinggi, lebih dari 5 V/cm.Menggunakan detektor
berteknologi modern,sebagaimana yang ada pada
kromatogram.Esiensinya kadangkala sama dengankromatogra gas
kapiler, namun juga bisa lebihbesar. Membutuhkan waktu beberapa
menituntuk mengamati sampel. Mudah diotomatiskanuntuk menganalisis
dalam segi kuantitatif, danmudah digunakan. Terbatas
dalammengkomsumsi (melibatkan) sejumlah reagent.Metode ini lebih
aplikatif untuk menyeleksi dalamukuran luas, dibandingkan dengan
teknikseparasi lainnya.
Salah satu keuntungan utama dari CEadalah dibutuhkan peralatan
yang sederhana. CEterdiri dari satu daya tegangan tinggi,
penyanggareservoir, sebuah kapiler, dan sebuah detektor.Pengaturan
dasar dapat diuraikan dengnpeningkatan tur seperti sampel,
peralataninjeksi ganda, mengontrol suhu kapiler,pengaturan
penyediaan daya, detektr ganda, dankumpulan fraksi.
Berbagai model elektroforesis kapiler
-
dapat dilakukan menggunakan instrumen CE.Dasar dari perbedaan
model pemisahan dapatdikarenakan bahwa elektroforesis kapiler
telahdikembangkan dari suatu kombinasielektroforesis dan teknik
kromatogra.
Istilah umumnya ini dapat dianggapsebagai pemisahan
elektroforesis dari sejumlahsenyawa di dalam tabung sempit.
Walaupunsebagian besar aplikasi telah dilakukanmenggunakan cairan
sebagai media pemisah,teknik elektroforesis kapiler dimana kapiler
berisielektroforesis gel, lapisan kromatogra.
2.2. Proses Elektroforesis KapilerAlat-alat yang digunakan
pada
elektroforesis kapiler adalah Kolom kapiler (dengan silika,
jendela optis agarbisa diamati prosesnya dari luar)1. Dua buah
elektroda.2. Power supply (bisa diatur untuk
bertegangan tinggi)3. Detector (sinar UV)4. Larutan buer beserta
dua buah tempat
penyimpanannya.
Gambar 2.1 Alat elektroforesis kapiler.Pergeseran waktu
(migration time) tm
merupakan waktu yang dibutuhkan larutan untukbergerak dari kolom
kapiler menuju jendela
-
detektor. Hal-hal yang mempengaruhi mekanismeproses ialah
mobilitas elektroforesis(electrophoretic mobility)
ep(cm2/Vs),kecepatan elektroforesis (electrophoreticvelocity)
vep(cm/s), dan besarnya medan listrik(electric eld strength) E
(V/cm). Hubungannyadapat dilihat pada persamaan dibawah:
Kecepatan merupakan hasil kalkulasi darimembagi perpindahan
waktu dengan jarak pipakapiler dari detektor. Mobilitas tergantung
padahasil pembagian antara kecepatan dengan besarmedan listrik.
Ketinggian cairan sampel padapipa kapiler tergantung pada jenis
buer yangdipakai, kondisi pH dan temperatur. Panjang pipakapiler
yaitu panjang menuju detektor (Ld), danpanjang total (Lt), panjang
ketika proses separasiterjadi pada segmen kapiler, Ld , dan
panjangkeselurahan adalah Lt, selisih atau kelebihan Ltterhadap Ld
harus diketahui untukmenghubungkan pipa kapiler pada buerreservoir.
Pada sistem P/ACE excees panjangnyabernilai 7 cm, dengan ukuran
panjang ini apabilasusunan pipa tersebut dibalikkan maka
akanterjadi suatu separasi yang cepat.
ElektroosmosisMerupakan proses dasar yang
mengendalikan CE, peristiwa ini merupakan hasildari terdapatnya
muatan pada dinding pipakapiler. Aliran elektroosmosis
didefenisikan
-
dalam persamaan dibawah:
Dimana adalah konstanta dielektrik, adalah viskositas larutan
buer , dan adalahpotensial zeta diukur pada saat bidang
pembatasmenutup pada hubungan permukaan antaraliquid dan padatan.
Muatan negatif dindingmenarik muatan positif ion dari larutan
buer,menghasilkan dua lapisan elektrik. Ketikategangan yang
dilibatkan melewati pipa kapiler,kation yang ada didalam jumlah
yang panjang(banyak)pada lapisan ganda (double layer),berpindah
secara langsung kadalam katodadengan mengikutsertakan air. Hasilnya
adalahjaringan aliran larutan buer pada elektrodanegatif.
Meningkatnya konsentrasi akanmengakibatkan aliran elektroosmosisnya
menjadimenurun.
Gambar 2.2. Pengaruh pH terhadap EOFDari gambar di atas, ion
zwiter seperti peptidatelah dipisahkan kedalam dua kondisi pH,
pada
-
pH tinggi EOF besar dan peptida bermuatannegatif sehingga
perpindahan elektroforesismenuju kearah elektroda positif
(anoda).
Gambar 2.3. Gambar aliran pipa kapilerDari gambar di atas pada
saat aliran pada
pipa kapiler diberikan suatu pendorong yaitutekanan maka akan
terlihat perbedaan kecepatanaliran yaitu pada lintasan tengah pipa
lebih cepatdibanding dengan pada dinding, hal ini terjadikarena ada
gaya friksional(gesek) liquid terhadapdinding kapiler (sistem
hidrodinamik). Gambarbagian atas menunjukkan sistem
yangdikendalikan secara elektris, gaya dorong padaEOF terdistribusi
secara uniform(merata)sepanjang pipa tersebut, sehingga tidak
adapengaruh tekanan, distribusi kecepatan meratakecuali pada bagian
yang dekat sekali padadinding pipa kapiler.Nilai kecepatan aliran
dapat ditentukanberdasarkan persamaan dasar:
Waktu yang dibutuhkan untuk berpindah
-
(migration time) ialah:
Sepanjang berpindah , terjadi difusimolekular kemudian memuncak
pada dispersi,persamaan dispersi sebagai berikut: (5)
Dimana Dm adalah koefesien difusi larutancm2/s.
Angka teoritis pelat alas diberikan dalampersamaan sebagai
berikut: (6)
Mensubtitusikan persamaan 5 kedalampersamaan 6
Diameter Kapiler dan Panas JoulePenggunaan tegangan listrik yang
tinggimengakibatkan terdapatnya panas yangterhimpun dalam sistem.
Ada dua masalah yangcukup besar yang timbul sebagai akibat
daripanas yang dihasilkan, yaitu gradien temperaturyang melintasi
kolom kapiler dan pertukarantemperatur dalam beberapa waktu menjadi
tidakefektif terhadap panas yang hilang. Kecepatanpanas yang
dihasilkan pada kolom kapiler dapatditinjau melalui pendekatan
persamaan sebagaiberikut :
-
Dimana L adalah panjang pipa kapiler, Aadalah luas area yang
dialiri. Apabila i=VR danR=L/kA sedangkan k adalah koduktivitas
maka:
Gradien temperatur yang melintas padakolom kapiler merupakan
akibat dari dissipasipanas, temperatur pada aliran tengah
kolomkapiler lebih tinggi dibandingkan dengantemperatur pada
dinding kapiler.
Gambar 2.4
Viskositas akan menjadi lebih rendah padasaat temperatur tinggi,
dalam kondisi ini pulaEOF dan mobilitas elektroforesis (EPM) juga
akanmeningkat. Gradien temperatur sebandingdengan kuadrat diameter
dari pipa kapiler, dapatdilihat melalui persamaan dibawah:
Diman W adalah usaha, r merupakanjari-jari kapiler, dan K adalah
konduktivitastermal.
Efek Tegangan dan TemperaturAliran elektroosmosis dan
kecepatan
-
elektroforesis sebanding dengan kuatnya medanlistrik, sehingga
pemberian tegangan begitutinggi akan mempercepat proses
separasi,umumnya proses separasi terjadi pada kondisitemperatur
25oC (mendekati suhu kamar).Dengan mendinginnya liquid pada kolom
kapiler,maka akan mudah untuk melakukanpengontrolan temperatur,
pada saat buer yangdigunakan tersebut berkonsentrasi tinggi
dandengan lebar pipa kapiler yang agak besar. Ketikaterdapat
masalah dalam melakukan pengontrolantemperatur maka solusi yang
biasa ditempuhadalah dengan menggunakan pipa kapiler yanglebih
kecil, karena hal itu bisa menekanpemakaian arus dan mengurangi
panas.
Metode-metode Elektroforesis kolomkapiler
1. Capillary Zone Electrophoresis atau Zonaelektroforesis
kapiler
2. Isoelectric Focusing atau Pemusatanisoelektrik kapiler
3. Capillary Gel Electrophoresis atauElektroforesis Kapiler
Gel
4. Isotachophoresis atau IsotakoforesisKapiler
5. Micellar Electrokinetic CapillaryChromatography atau Misel
KapilerKromatogra Elektrokinetik
6. Elektrokromatogra KapilerPada elektroforesis, campuran
senyawa
-
berbeda pada larutan biasanya dikenal sebagaizona relatif
sempit, ke dalam sistem pemisah,dan induksi untuk bergerak di bawah
pengaruhsuatu potensial yang diterapkan. Sesuai denganperbedaan
pada keefektifan mobilitas dariperbedaan senyawa di bawah pengaruh
medanlistrik, kemudian campuran berpisah menjadizona spasial
diskrit senyawa tunggal setelahbeberapa waktu.
Pemisahan elektroforesis bisa dilakukandengan sistem kontinu
atau tidak kontinu. Padakasus dimana digunakan elektrolit
kontinu,larutan yang dinamakan elektrolit dasarmembentuk sebuah
rangkaian sepanjang jalurperpindahan. Rangkaian ini tidak berubah
olehwaktu dan menyediakan sebuah mediasambungan untuk aliran arus
listrik sertapembentukan medan listrik sepanjang
jalurperpindahan.Umumnyaelektrolit dasar adalahsebuah penyangga
yang dengan selektifmempengaruhi keefektifan mobilitas.
Denganmerubah karakteristik dari sistem elektrolit dasarsepanjang
jalur perpindahan, pemisahan bisadioperasikan baik sebagai kinetik
ataupun prosesyang tidak bergerak.Pada proses kinetik, komposisi
dari elektrolitdasar adalah konstan sepanjang jalurperpindahan.
Potensial listrik dan keefekifanmobilitas dari senyawa yang
dipisahkan jugakonstan. Maka dari itu, senyawa yang berbeda
-
berpindah dengan konstan tetapi kelajuanberbeda dengan arus
konstan lewat sistem. CZE,CGE, MEKC, dan CEC merupakan contoh
daripemisahan.
Pada proses statis, komposisi darielektrolit dasar tidak
konstan. Medan listik dankeefektifan mobilitas dapat berubah
sepanjangjalur perpindahan. Tipe pemisahan ini palingsering
digunakan untuk proses pembentukangradien pH sepanjang jalur
perpindahan. Setelahselang waktu, komponen tertentu dari
sampelseperti ampholytes, akan berhenti untukberpindah dan berpusat
pada posisi tertentusesuai pada titik isoelektriknya.1. Capillary
Zone Electrophoresis (CZE)
Merupakan metode yang palingsederhana dari CE, mekanisme
separasinyaberdasarkan pada perbedaan rasio muatan-massa.
Dasar-dasar CZE adalahkeseragaman larutan buer dan besarnyamedan
listrik yang tetap pada sepanjangkolom (pipa) kapiler.
Komponen-komponensampel terpisah menjadi zona-zona khususyang bisa
diamati pada gambar dibawah,untuk menentukan
mobilitaselektroforesisnya maka digunakanpersamaan dari teori
Debeye-Huckel-Henry.
Dengan q adalah muatan netto, R jari-jari
-
Stokes, dan adalah viskositas.
Separasi molekul-molekul kecil dan besardapat dilakukan dengan
baik dengan metodeCZE. Meskipun pada molekul yang lumayankecil
dimana rasio antara muatan danmassanya tidak begitu bagus.
2. Isoelectric focusing (IEF)Isoelectrik fokus kapiler (CIEF)
belum
memberikan dimensi lain untuk elektroforesiskapiler dengan
memperkenalkan mekanismepemisahan berdasarkan perbedaan
titikisoelectrik (pI) dari biomolekul. Pemisahanprotein dalam CIEF
bergantung padapembentukan gradien pH sepanjang sumbulongitudinal
kapiler dan migrasi analit kedaerah pH, sama dengan pI mereka, di
manaperpindahan titik molekul netral berhenti.Beberapa langkah,
baik secara independenmaupun simultan, terlibat dalammelaksanakan
analisis yaitu dengan CIEF.Sampel adalah yang pertama
dilarutkandalam ampholytes mixturebof carrier, yangakan membentuk
dasar dari gradien pH dikapiler tersebut. Pilihan kisaran
pHdidapatkan tergantung pada nilai-nilai pI dari
-
analit, namun kisaran yang cukup sempitakan mencakup hasil PIs
dalam kekuatanmenyelesaikan lebih besar. Langkah fokusdiperlukan
untuk membentuk gradien pH dansekaligus fokus analit ke dalam zona
diskritsepanjang gradien pH. Setelah migrasi darianalit berhenti,
arus akan berkurang. Dalamrangka untuk mendeteksi protein,
zonaindividu harus dimobilisasi, atau dielusi,melewati detection
window. Langkah inidapat dilakukan elektroforesis denganpenambahan
garam, hidrodinamis atauelectroosmotically. Chen dan
Wiktorowiczdigunakan mobilisasi hidrodinamik dihadapan medan
listrik untuk mendeteksiprotein dan bentuk mutan terkait.
Prosedurini memungkinkan mobilisasi deteksi analitsementara.
Perpindahan(pergerakan) cairan padapipa kapiler akan terus
berlangsungsepanjang larutan memiliki muatan ataudiberi muatan,
apabila kondisi sudah menjadinetral maka cairan akan berhenti
bergerak.
3. Capillary Gel ElectrophoresisMekanisme utama pemisahan
elektroforesis kapiler gel didasarkan padaperbedaan ukuran zat
yang terlarut sebagaianalit berpindah dari pori kolom gel
yangterisi penuh. Gel berpotensi digunakan untukpemisahan
elektroforesis karena
-
pemisahannya berdasarkan pada molecularsieving dan bertindak
sebagai media antikonvektif, meminimalisir difusi zat
yangterlarutkan yang mengkontribusi pelebaranzona, mencegah
penyerapan zat yangterlarut ke dinding kapiler serta
membantueleminasi elektroosmosis. Gel harus memilikikarakter
tertentu seperti stabilitastemperatur dan kesesuaian jarak ukuran
poriuntuk menjadi media elektroforesis yangsesuai.
Hijerten dan Zhu menggunakanpoliaklrilamide dan agarose gelas
kapilerdengan 150m I.D. untuk pemisahanelektroforesis molekul kecil
dan besar. CGEdengan koleksi fraksi telah tampil
untukmikropreparasi purikasi dari makromolekul.
Karger dan rekan kerjanya mendapatkanesiensi pemisahan tingkat
tinggi (hingga 30juta plat teoritis per meter) menggunakankolom
kapiler berisi gel. Kapiler-kapilertersebut dipenuhi gel-gel
poliakrelamideyang mengandung natrium dodesil sulfat.Teknik ini
juga disebut pemisahan SDS-PAGEkapiler dan telah digunakan untuk
pemisahanprotein-protein, polinukleutida, dan fragmen-fragmen DNA.
Kesuksesan yang didapatkanditandai dengan sebagian teknik
digunakanuntuk pengembangan prosedur untuk pautansilang akrilamide
dan disakrilamide monomer
-
di dalam kapiler sumbu silika. Poliakrilamidehasilnya memiliki
struktur gel yang acak yangdapat terikat ke dinding kapiler melalui
adisidari reagen dwifungsi. Ukuran poriditentukan dari konsentrasi
total gel, %T(T=[bis+akril]/V, dimana bis, akril, dan Vadalah berat
bisakrilamit, berat akrilamit dantotal volume) dan konsentrasi dari
agenpautan silang, %C (C=[bis+akril]/akril).Ketika gel tersebut
terikat pada perukaankapiler elektroosmosis dapat dieleminasisejak
bentuk protein mengkompleks denganSDS yang bermuatan negatif,
injeksi dandeteksi dilakukan pada ujung katoda dananoda dari
kapiler. SDS-PAGE Kapilermemiliki beberapa keuntungan
dibandingkangel elektroforesis konvensional, termasukkebutuhan
sampel yang kecil, kemungkinanautomatisasi dan sensitas yang
tinggi.Dengan mengeksploitasi kemampuanmelewati yang tinggi dan
pemisahan duadimensi dari susunan gel dan cepat danpenetapan masa
molekul yang esien dankuantitas dari susunan kapiler,
keuntungantinggi telah dihasilkan dari pemisahan dananalisa variasi
biomolekul besar yang luas.
Metode seperti ini dilakukan denganmelibatkan gel, gel diisikan
kedalam pipakapiler contohnya polyacrylamida, danagarosa. Metode
ini penting diterapkan pada
-
saat melakukan separasi DNA.4. Isotachophoresis
Pada metode ini aliran elektroosmosissama dengan 0, sistem pada
buer adalahheterogen, pipa kapiler diisi dengan larutanelektrolit
yang memiliki mobilitas tinggidibandingkan sampel-sampelnya yang
akanditeliti sebagai leading , kemudian sampeldiinjeksi, kemudian
larutan elektrolit kembalidimasukkan kembali sebagai
terminating.
5. Micellar Electrokinetic CapillaryChromatography
Konsep dari MEKC ini adalah surfaktanionik dimasukkan ke dalam
larutan bueryang mengalir pada konsentrasi micellekritis.
Bagian dalam micelle bersifat hidrofobiksedangkan bagian luarnya
bersifat anionik.Micelle memiliki fase pseudostation yangdapat
memompa secara elektroforesis.Pemisahan didasarkan pada
analisisperbedaan asosiasi dengan micelle. Interaksiantara analisis
dan micelle mengarah padasalah satu atau kombinasi dari
interaksielektrostatik, ikatan hidrogen, dan atauinteraksi
hidrofobik. Aplikasi dari MEKCterbatas pada beberapa kasus
untukmolekul-molekul kecil dan peptida-peptidayang mengarah ke
ukuran sik darimakromolekul dan ketidakmampuan mereka
-
untuk memenuhi partisi ke bagian dalam darimicelle. Bagaimanapun
juga, MEKC telahberhasil pada pemisahan dari familiantibiotika
dekapeptida denganmenggunakan surfaktan Zwitter ion.Selektitas MEKC
mungkin dimanipulasi olehvariabe-variabel seperti tipe surfaktan,
pH(pada larutan ionik), temperatur, dan bahantamabahan lain
(organik, pasangan ion, dll).Donato dkk mempelajari efek pH,
konsentrasisurfaktan dan pengaruh pengubah organikpada pemisahan
beberapa obat antiinamasinon-steroidal. Grup yang sama
jugamengaplikasikan CE dan MEKC untuk analisislangsung dari
obat-obat antiinamasinon-steroidal pada beberapa
formulasifarmasetika tanpa sampel pretreatment.
Sebuah surfaktan katin (CTAB) efektifpada pemisahan kebalikan
aliranelektroosmotik untuk kedua antibiotik netraldan
anionik.Micellar merupakan agregat molekul yangampilik yang dikenal
sebagai surfaktan,micelle berkemampuan untuk menganalisisanalit
pada level molekular berdasarkaninteraksi hidrofobik dan
elektrostatik.
-
6. Elektrokromatogra Kapiler (CEC)Dalam CEC kolom pemisahan
dikemas
dengan wadah kromatogra yang dapatmenjerat atau menahan larutan
dengankeseimbangan distribusi normal yangbergantung padanya dan di
sini terdapatbeberapa pengecualian elektroforesis. PadaCEC cairan
mengalami kontak dengandinding silika, begitu juga
denganpermukaan-permukaan partikel.
Konsekuensinya elektroforesis terjadipada cara yang sama pada
saluran terbukakarena kehadiran muatan netral padaberagam
permukaan. Di mana aliran darisaluran terbuka adalah aliran masuk
dantidak terdapat variasi kecepatan aliranmelewati bagian kolom,
aliran pada tempatberistirahat terkemas lebih tidak sempurnakarena
kealamian darisaluran. Walaupun,mendekati aliran masuk dan tersusun
lebihseragam daripada sistem dorong tekanan. Disini kolom yang sama
dapat memberikanesiensi yang lebih tinggi saat digunakanelektrogra
daripada saat pemisahan dengandorongan tekanan.
2.3. Aplikasi Elektroforesis Kapiler1. Capillary Zone
Electrophoresis (CZE)
-
CZE sangat berguna untukmen-separasi protein dan peptide, hasil
yangdidapat akan dianalisa perbedaannyaberdasarkan satu subtituent
dari asamamino. Hal ini berguna dalam memetakantempat modikasi
mutasi dan post-translasiyang terdeteksi.
2. Isoelectric focusing (IEF)IEF berguna untuk menentukan pI
dari
protein, terutama dalam memisahkanimmunoglobulin , variasi
hemoglobin danmenentukan posisi translational modikasidari protein
rekombinan, separasi campuranprotein dapat dilihat pada gambar
dibawah:
3. Capillary Gel ElectrophoresisPemisahan oligonucleotida dan
sekuen
produk DNA melibatkan agar polyacrylamide,gambar dibawah
menunjukkan hasil separasi.
Secara umum aplikasi elektroforesisdapat debadakan dalam
berbagai bidang,antara lain:
1. ForensicsDNA ngerprinting
2. GeneticsMendeteksi kelainan genetik.o Membandingkan gen
homolog dari spesies
-
yang berbeda, mengetahui susunansekuens berbagai genom.
Mengetahui aktivitas gen selamaperkembangan berbagai tipe
selorganisme atau percobaan perlakuan gen.
Mengetahui variasi genetik yang ada dialam.
Mengidentikasi persamaan dan perbedaangenetik antar individu
3. BiochemistryMenentukan atau mengidentikasi berat
molekul DNA, RNA, dan protein tertentu.4. Mycrobiology
Mengetahui jumlah fragmen DNA yangdiklon dalam rekombinan DNA
plasmid.
5. Molecular BiologyMempelajari evolusi tingkat molecular.
Menganalisa fragmen DNA yang
diamplikasi lewat PCR Mendeteksi lokasi dan jumlah mRNA
dalam sel atau jaringan tertentu. Mengetahui ukuran fragmen DNA
dari
produk PCR Memisahkan produk DNA dari hasil digesti
yang berbeda ukuran, kemudiandi-sequencing,
Pemurnian atau purikasi DNA.6. Farmasetika dan Klinik
Analisa formulasi farmasetika dancairan biologis dengan CE
sangat dibutuhkan,
-
terutama potensial komplementaritas darimetode ini terhadap
HPLC. Penerapan aplikasidari CE pada farmasetika analisis dan
klinikmeningkat dibandingkan tiga tahun lalu.Metodelogi,
menggunakan daerah bebas CEatau MEKC, telah dikembangkan untuk
analisadari beberapa senyawa seperti salisilat(aspirin),
acetaminophen (paracetamol),cimetidine, obat hipoglikemia, obat
antiepilepsy, morn, kokain pada urin. Analisa CEsangat sesuai saat
diperlukan untukmenentukan persentase dari obat ataumetabolit pada
cairan biologis tanpaketepatan kuantikasi. Akuisisi darikeakuratan
kuantitatif data membutuhkansejumlah tindakan pencegahan. Misalnya,
efekdari matriks biologis pada waktu perpindahandari analit dapat
diperjelas dengan CE, jadimodel internal prosedur standar yang
cocoksangat penting saat formulasi atau cairanbiologis secara
langsung dianalisa denganmetode ini. Sebagai alternatif, pada
kasusuntuk metode analisa lain, membersihkansampel sebelum analisa
CE yang mungkindiinginkan. Pilihan tepat dari prosedur yangdapat
digunakan untuk memperoleh informasianalisa kuantitatif dari
CE.
-
BAB IIIPENUTUP
3.1. Kesimpulan Elektroforesis adalah suatu teknik yang
mengukur laju perpindahan atau pergerakanpartikel-partikel
bermuatan dalam suatumedan listrik.
Elektroforesis kapiler adalah metodeelektroforesis yang
digunakan untukmemisahkan asam amino, protein, lipid,karbohidrat,
dan nukleotida dengan resolusitinggi yang dilakukan pada pipa
kapiler berisibuer.
Proses elektroforesis dapat dibedakan denganberbagai metode,
antara lain : Capillary Zone Electrophoresis atau Zona
elektroforesis kapiler Isoelectric Focusing atau Pemusatan
isoelektrik kapiler Capillary Gel Electrophoresis atau
Elektroforesis Kapiler Gel Isotachophoresis atau
Isotakoforesis
Kapiler Micellar Electrokinetic Capillary
Chromatography atau Misel KapilerKromatogra Elektrokinetik
Elektrokromatogra Kapiler Aplikasi elektroforesis dapat
diterapkan dalam
berbagai bidang, seperti Forensics
-
Genetics, Biochemistry, Mycrobiology,Molecular Biology,
Farmasetika dan Klinik.
3.2. SaranTeknologi elektroforesis kapiler ini sebaiknya
dikembangkan terutama dari segi peralatannya agardapat
terjangkau untuk peneliti dari berbagai disiplinilmu, mengingat
aplikasi elektroforesis kapiler ini cukupluas di bidang forensic,
biokimia, mikrobiologi, biologimolekuler, farmasetika, dan
klinik.
DAFTAR PUSTAKACamilleri, Patrick. 1997. Capillary
Elactrophoresis
Theory and Practice. New York : CRCPress.
Klug, W. S. and M. R. Cummings. 1994. Conceptsof genetics. 4th
ed. Prentice Hall,Englewood clis: xvi + 779 hlm.
Li, S.F.Y. 1996. Capillary ElectrophoresisPrinciples, Practice,
and Applications.Netherlands : Elsevier.
Diposkan 29th May 2012 oleh Helen Sonita
0 Tambahkan komentar
-
Beri komentar sebagai: Select prole...
PublikasikanPublikasikan PratinjauPratinjau