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