Post on 06-Apr-2019
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
4.5 Pengukuran Senyawa Uji yang Berpotensi Aktif Antimalaria
4.1.1 Cinchona base
Pengukuran senyawa antimalaria cinchona base menggunakan metode voltametri siklis dilakukan menggunakan elektroda kerja emas, elektroda karbon, dan elektroda emas lapis polipirol-politiofen, dengan elektroda pembanding Ag/AgCl, dan elektroda bantu berupa kawat platina.
1. Pada konsentrasi 2 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.11 Voltamogram senyawa cinchona base pada 2 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c)
Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
Pengukuran sampel dilakukan pada konsentrasi 2, 4, 6, 8 dan 10 ppm. Gambar 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, dan 4.15 adalah voltamogram senyawa cinchona base yang dianalisis menggunakan elektroda emas, elektroda karbon, dan elektroda emas lapis polipirol-politiofen dengan konsentrasi 2, 4, 6, 8, dan 10 ppm.
2. Pada konsentrasi 4 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.12. Voltamogram senyawa cinchona base pada 4 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c)
Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
3. Pada konsentrasi 6 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.13 Voltamogram senyawa cinchona base pada 6 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c)
Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
4. Pada konsentrasi 8 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.14 Voltamogram senyawa cinchona base pada 8 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c)
Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
5. Pada konsentrasi 10 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.15 Voltamogram senyawa cinchona base pada 10 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c)
Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
Berdasarkan gambar diatas, pola sinyal yang dihasilkan dari ketiga elektroda terlihat berbeda, dimana pola yang menunjukkan puncak oksidasi yang signifikan adalah pada elektroda emas Berdasarkan voltamogram, dapat dilihat nilai
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
arus puncak oksidasi dan potensial puncak oksidasi seperti yang tertulis dalam tabel 4.4 dan 4.5. Tabel 4.4 Data arus puncak oksidasi pada cinchona base
konsentrasi Elektroda
2 ppm 4 ppm 6 ppm 8 ppm 10 ppm
Elektroda Emas 0,0001 0,00025 0,0003 0,00005 0,0001
Elektroda Karbon 0.00003 0.000036 0.00004 0,00007 0,00004
Elektroda Emas lapis polipirol-politiofen
0.00001 0.00001 0.000025 0,000025 -
Tabel 4.5 Data potensial puncak oksidasi pada cinchona base
konsentrasi Elektroda
2 ppm
4 ppm
6 ppm
8 ppm 10 ppm
Elektroda Emas 0,4 0,4 0,4 0,4 0,45
Elektroda Karbon -0,25
-0,35
-0,25
-0,35 -0,3
Elektroda Emas lapis polipirol-politiofen
0,45 0,75 0,55 0,65 -
Reaksi oksidasi ini dianalogkan dengan reaksi
metabolisme obat dalam tubuh ketika mengalami oksidasi, salah satunya yaitu transformasi gugus fungsi menjadi gugus fungsi yang lebih polar. Gambar 4.16 adalah gambar struktur senyawa cinchona base. Kemungkinan transformasi gugus fungsi yang terjadi ketika senyawa cinchona base teroksidasi adalah oksidasi gugus hidroksi (OH) menjadi gugus karbonil (C=O), tersubstitusinya gugus hidroksi (OH) kedalam cincin aromatik atau teroksidasinya ikatan rangkap menjadi epoksida.
Puncak reduksi yang terjadi di daerah -0,5 mV merupakan puncak reduksi hidrogen dengan reaksi yang terjadi
2H2O (aq) + 2e- H2 (g) + 2OH- (aq)
dimana puncak reduksi terjadi didaerah ± -0,5 mV. Berdasarkan data pada tabel 4.4, dapat dilihat
besar arus puncak oksidasi pada masing-masing konsentrasi. Pengukuran arus puncak oksidasi ini diharapkan dapat mengetahui respon sinyal elektroda terhadap reaksi oksidasi-reduksi senyawa. Adanya perbedaan konsentrasi akan menimbulkan perbedaan arus puncak dan potensial puncak oksidasi, seperti yang terlihat pada tabel 4.4 dan 4.5.
N
N
H
HOH
N
N
H
HO
N
N
H
HOH
N
N
H
HOH
OHN
N
H
HOH
OH
N
N
H
HOH
N
N
H
HOH
O
+
cinchona base
cinchona base
[O}
[O]
cinchona base
[O]
Gambar 4.16 Senyawa cinchona base dengan kemungkinan
reaksi oksidasinya
Berdasarkan data pada tabel 4.5, dapat dilihat besar potensial puncak oksidasi senyawa cinchona base dengan variasi konsentrasi 2 ppm, 4 ppm, dan 6 ppm pada ketiga elektroda kerja. Pengukuran potensial puncak oksidasi ini diharapkan dapat diketahui besar potensial minimum yang diperlukan untuk mengoksidasi senyawa cinchona base pada masing-masing elektroda kerja, yaitu pada elektroda emas sebesar 0,4 mV, pada elektroda karbon sebesar -0,4 mV, dan pada elektroda emas lapis polipirol-politiofen sebesar 0,45 mV.
4.1.2 Kuinin dihidroklorida Pengukuran senyawa antimalaria kuinin
dihidroklorida menggunakan metode voltametri siklis dilakukan menggunakan elektroda kerja emas, elektroda karbon, dan elektroda emas lapis polipirol-politiofen, dengan elektroda pembanding Ag/AgCl, dan elektroda bantu berupa kawat platina.
1. Pada konsentrasi 2 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.17 Voltamogram senyawa kuinin dihidroklorida pada 2 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
2. Pada konsentrasi 4 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.18 Voltamogram senyawa kuinin dihidroklorida pada 4 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
3. Pada konsentrasi 6 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.19 Voltamogram senyawa kuinin dihidroklorida pada 6 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
4. Pada konsentrasi 8 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.20 Voltamogram senyawa kuinin dihidroklorida pada 8 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
5. Pada konsentrasi 10 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.21 Voltamogram senyawa kuinin dihidroklorida pada 10 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
Gambar 4.17, 4.18, 4.19, 4.20, dan 4.21 merupakan voltamogram senyawa kuinin dihidroklorida yang diukur menggunakan elektroda emas elektroda karbon, dan elektroda emas lapis polipirol-politiofen dengan variasi konsentrasi 2, 4, 6, 8, dan 10 ppm. Berdasarkan voltamogram, dapat dilihat nilai arus puncak oksidasi dan potensial puncak oksidasi seperti yang tertulis dalam tabel 4.6 dan 4.7.
Tabel 4.6 Data arus puncak oksidasi pada kuinin dihidroklorida
Tabel 4.7 Data potensial puncak oksidasi pada kuinin dihidroklorida
konsentrasi Elektroda
2 ppm 4 ppm 6 ppm 8 ppm 10 ppm
Elektroda Emas 0,58 0,6 0,6 0,25 0,55
Elektroda Karbon -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,35
Elektroda Emas lapis polipirol-politiofen
- 0,8 0,65 0,7 -
Reaksi oksidasi ini dianalogkan dengan reaksi
metabolisme obat dalam tubuh ketika mengalami oksidasi, salah satunya yaitu transformasi gugus fungsi menjadi gugus fungsi yang lebih polar. Gambar 4.22 adalah gambar struktur senyawa kuinin dihidroklorida. Kemungkinan transformasi gugus fungsi yang terjadi ketika senyawa kuinin dihidroklorida teroksidasi adalah oksidasi gugus hidroksi (OH) menjadi gugus karbonil (C=O) terjadinya O-dealkilasi (pemutusan eter), dan teroksidasinya ikatan rangkap menjadi epoksida.
N
H
HOH
N
O ClH
ClH
N
H
H
N
O
O
ClH
ClH
N
H
HOH
N
O ClH
ClH
N
H
HOH
N
OH ClH
ClH
CH2O
N
H
HOH
N
O ClH
ClH
N
H
HOH
N
O
O
ClH
ClH
+
kuinin dihidroklorida
kuinin dihidroklorida
kuinin dihidroklorida
[O]
[O]
[O]
Gambar 4.22 Senyawa kuinin dihidroklorida dengan kemungkinan reaksi oksidasinya
Puncak reduksi yang terjadi di daerah -0,5 mV merupakan puncak reduksi hidrogen dengan reaksi yang terjadi
2H2O (aq) + 2e- H2 (g) + 2OH- (aq)
dimana puncak reduksi terjadi didaerah ± -0,5 mV. Berdasarkan data pada tabel 4.6, dapat dilihat
besar arus puncak oksidasi pada masing-masing konsentrasi. Pengukuran arus puncak oksidasi ini diharapkan dapat mengetahui respon sinyal elektroda terhadap reaksi oksidasi-reduksi senyawa. Adanya perbedaan konsentrasi akan menimbulkan perbedaan arus puncak dan potensial puncak oksidasi, seperti yang terlihat pada tabel 4.6 dan 4.7.
konsentrasi Elektroda
2 ppm 4 ppm 6 ppm 8 ppm 10 ppm
Elektroda Emas 0,0001 0,00012 0,00015 0,0003 0,0001
Elektroda Karbon 0,000018 0,000021 0.00003 0,00004 0,00003
Elektroda Emas lapis polipirol-politiofen
- 0,000014 0,000015 0,00003 -
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
Berdasarkan data pada tabel 4.7, dapat dilihat besar potensial puncak oksidasi senyawa kuinin dihidroklorida dengan variasi konsentrasi 2, 4, 6, 8, dan 10 ppm pada ketiga elektroda kerja. Pengukuran potensial puncak oksidasi ini diharapkan dapat diketahui besar potensial minimum yang diperlukan untuk mengoksidasi senyawa cinchona base pada masing-masing elektroda kerja, yaitu pada elektroda emas sebesar 0,58 mV, pada elektroda karbon sebesar -0,4 mV, dan pada elektroda emas lapis polipirol-politiofen sebesar 0,65 mV.
4.1.3 Kuinin hidroklorida Pengukuran senyawa antimalaria kuinin
hidroklorida menggunakan metode voltametri siklis dilakukan menggunakan elektroda kerja emas, elektroda karbon, dan elektroda emas lapis polipirol-politiofen, dengan elektroda pembanding Ag/AgCl, dan elektroda bantu berupa kawat platina.
1. Pada konsentrasi 2 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.23 Voltamogram senyawa kuinin hidroklorida pada 2 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
2. Pada konsentrasi 4 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.24 Voltamogram senyawa kuinin hidroklorida pada 4 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
3. Pada konsentrasi 6 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.25 Voltamogram senyawa kuinin hidroklorida pada 6 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
4. Pada konsentrasi 8 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.26 Voltamogram senyawa kuinin hidroklorida pada 8 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
5. Pada konsentrasi 10 ppm
(a) (b)
(c)
Gambar 4.27 Voltamogram senyawa kuinin hidroklorida pada 10 ppm dengan (a) Elektroda emas, (b) Elektroda karbon, (c) Elektroda emas lapis polipirol-politiofen
Gambar 4.23, 4.24, 4.25, 4.26, dan 4.27 merupakan voltamogram senyawa kuinin hidroklorida yang diukur menggunakan elektroda emas elektroda karbon, dan elektroda emas lapis polipirol-politiofen dengan variasi konsentrasi 2 ppm, 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm dan 10 ppm. Berdasarkan voltamogram, dapat dilihat nilai arus puncak oksidasi dan potensial puncak oksidasi seperti yang tertulis dalam tabel 4.8 dan 4.9.
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
Tabel 4.8 Data arus puncak oksidasi pada kuinin hidroklorida
konsentrasi Elektroda
2 ppm 4 ppm 6 ppm 8 ppm 10 ppm
Elektroda Emas 0,00028 0,0003 0,0003 0,0003 0,00014
Elektroda Karbon 0,00002 0,000033 0.000043 0,000013 0,000025
Elektroda Emas lapis polipirol-politiofen
0,00001 0,000015 0,00002 - 0,00001
Tabel 4.9 Data potensial puncak oksidasi pada kuinin hidroklorida
konsentrasi Elektroda
2 ppm
4 ppm
6 ppm
8 ppm 10 ppm
Elektroda Emas 0,49 0,5 0,55 0,55 0,55
Elektroda Karbon -0,2 -0,25 -0,25 -0,55 -0,3
Elektroda Emas lapis polipirol-politiofen
0,48 0,5 0,65 - 0,7
Reaksi oksidasi ini dianalogkan dengan reaksi
metabolisme obat dalam tubuh ketika mengalami oksidasi, salah satunya yaitu transformasi gugus fungsi menjadi gugus fungsi yang lebih polar. Gambar 4.28 adalah gambar struktur senyawa kuinin hidroklorida. Kemungkinan transformasi gugus fungsi yang terjadi ketika senyawa kuinin hidroklorida teroksidasi adalah oksidasi gugus hidroksi (OH) menjadi gugus karbonil (C=O) terjadinya O-dealkilasi (pemutusan eter), atau teroksidasinya ikatan rangkap menjadi epoksida.
N
H
HOH
N
O ClH
N
H
H
N
O
O
ClH
N
H
HOH
N
O ClH
N
H
HOH
N
OH ClH CH2O+
kuinin hidroklorida
kuinin hidroklorida
[O ]
[O]
N
H
HOH
N
O ClHN
H
HOH
N
O
O
ClH
kuinin hidroklorida
[O]
Gambar 4.28 Senyawa kuinin hidroklorida dengan
kemungkinan reaksi oksidasinya
Puncak reduksi yang terjadi di daerah -0,5 mV merupakan puncak reduksi hidrogen dengan reaksi yang terjadi
2H2O (aq) + 2e- H2 (g) + 2OH- (aq)
dimana puncak reduksi terjadi didaerah ± -0,5 mV. Berdasarkan data pada tabel 4.8, dapat dilihat
besar arus puncak oksidasi pada masing-masing konsentrasi. Pengukuran arus puncak oksidasi ini diharapkan dapat mengetahui respon sinyal elektroda terhadap reaksi oksidasi-reduksi senyawa. Adanya perbedaan konsentrasi akan menimbulkan perbedaan arus puncak dan potensial puncak oksidasi, seperti yang terlihat pada tabel 4.8 dan 4.9. Berdasarkan data pada tabel 4.9, dapat dilihat besar potensial puncak oksidasi senyawa kuinin hidroklorida dengan variasi konsentrasi 2 ppm, 4 ppm, dan 6 ppm pada ketiga elektroda kerja. Pengukuran potensial puncak
oksidasi ini diharapkan dapat diketahui besar potensial minimum yang diperlukan untuk mengoksidasi senyawa kuinin hidroklorida pada masing-masing elektroda kerja, yaitu pada elektroda emas sebesar 0,49 mV, pada elektroda karbon sebesar -0,25 mV, dan pada elektroda emas lapis polipirol-politiofen sebesar 0,48 mV.
4.6 Penentuan Harga IC50 Senyawa Uji Berdasarkan kurva hubungan antara IC50 dengan arus
puncak oksidasi, telah diperoleh persamaan regresi linear sebagai berikut:
Y= (3,537 x 10-4) – (2,04 x 10-4) X
Maka harga IC50 senyawa uji yang berpotensi aktif antimalaria dapat dihitung sebagai berikut:
1. Cinchona base IPa = 0,0001 µA = Y Y= (3,537 x 10-4) – (2,04 x 10-4) X 0,0001= (3,537 x 10-4) – (2,04 x 10-4) X X = IC50 = 1,24 µg/mL
2. Kuinin dihidroklorida IPa = 0,0001 µA = Y Y= (3,537 x 10-4) – (2,04 x 10-4) X 0,0001= (3,537 x 10-4) – (2,04 x 10-4) X X = IC50 = 1,24 µg/mL
3. Kuinin hidroklorida IPa = 0,00014 µA = Y Y= (3,537 x 10-4) – (2,04 x 10-4) X 0,00014 = (3,537 x 10-4) – (2,04 x 10-4) X X = IC50 = 1,047 µg/mL Berdasarkan kurva hubungan antara IC50 dengan
arus puncak oksidasi, maka dapat diketahui harga IC50 untuk 3 senyawa alkaloid diatas, yaitu cinchona base dengan IC50 = 1,24 µg/mL, kuinin dihidroklorida dengan IC50 = 1,24 µg/mL, dan kuinin hidroklorida dengan IC50 = 1,047 µg/mL. Namun hasil ini masih belum dapat dijadikan sebagai acuan dan perlu diketahui bahwa penelitian ini merupakan penelitian tahap awal pengujian IC50 dengan metode voltametri siklis. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memperkuat data.
IV. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian, pola sinyal voltamogram yang terbentukberbeda pada tiap elektroda dan besar puncak oksidasi dipengaruhi oleh konsentrasi . Dari ketiga elektroda yang digunakan, elektroda yang paling sensitif dan selektif untuk pengujian senyawa antimalaria dari kelas cinchona adalah elektroda emas. Pada pengukuran senyawa standar santon pada elektroda emas, diperoleh kurva hubungan antara IC50 dengan arus puncak oksidasi senyawa, sehingga dapat dihitung harga IC50 tiap senyawa, yaitu cinchona base dengan IC50 = 1,24 µg/mL, kuinin dihidroklorida dengan IC50 = 1,24 µg/mL, dan kuinin hidroklorida dengan IC50 = 1,047 µg/mL.
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
UCAPAN TERIMA KASIH 1. Bapak Prof. Dr. Taslim Ersam selaku dosen
pembimbing I dan Bapak Suprapto M.Si, Ph.D, selaku dosen pembimbing II atas segala diskusi, bimbingan, arahan dan semua ilmu yang bermanfaat.
2. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi depdiknas atas dana Hibah Penelitian Strategis Nasional Tahun 2009.
3. Bapak, Ibu, saudara kembar serta adik saya atas segala doa, dorongan dan dukungannya secara materiil dan spiritualnya.
4. Teman-teman seperjuangan PAKTI-ITS dan angkatan 2006 Kimia-ITS atas do’a dan dukungannya
5. Serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Daftar Pustaka Gringauz, Alex. 1978. Drugs, how they act and why. The
C.V. Mosby Company. Saint Louis Nontprasertl A., S. Pukrittayakameel, D. E. Kyle, S.
Vanijanontal and N. J. White. 1996. “Antimalarial activity and interactions between quinine, dihydroquinine and 3-hydroxyquinine against Plasmodium falciparum in vitro”. Transaction of The Royal Society of Tropical Medicine And Hygiene 90: p553-555
Pratt, Colin, 1996, Conducting Polymer, John Wiley &
Sons, New Jersey Rocklin, R.D. 1984. Working Electrode Material. L.C., 2,
588-593 Santoso, Joko, dkk, Ed. 2007. Petunjuk Kultur Teknis
Tanaman Kina. Pusat Penelitian Teh dan Kina, Bandung