PERBANDINGAN APLIKASI CAPILLARY

ELECTROPHORESIS (CE) DENGAN PEMISAHAN YANG

BERDASARKAN KROMATOGRAFI

Oleh :

Indarto

11/321947/PPA/03523

PASCASARJANA ILMU KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2012

PENDAHULUAN

Capillary electrophoresis (CE) dapat didefinisikan sebagai suatu teknik

pemisahan dengan efisiensi tinggi yang menggunakan kapiler silika untuk

memisahkan molekul besar dan molekul kecil. Pemisahan molekul ini didasarkan

pada perbedaan muatan, ukuran dan hidrofobisitas dalam kekuatan medan listrik

yang tinggi. Berdasarkan kapiler dan elektrolit yang digunakan, teknologi CE

dapat dibagi menjadi beberapa teknik pemisahan. Masing-masing teknik tersebut,

banyak strategi untuk pengembangan metode yang dikembangkan untuk

mencapai selektivitas, efisiensi, ketelitian, waktu analisis yang singkat, syarat

perlakuan awal rekusi sampel, dan validasi.

CE dapat diaplikasikan untuk berbagai senyawa, dari molekul kecil hingga

molekul besar seperti nukleotida dan protein (Morzunova, 2006, Landers, 1997).

Analisis menggunakan CE telah berkembang menjadi alat tak tergantikan untuk

mengontrol kualitas produk farmasi dan bioteknologi. Dalam kasus lain CE

dijadikan sebagai alternatif dalam analisis rutin bidang farmasi. Aplikasi dalam

bidang farmasi secara khusus untuk penentuan ketidak murnian obat, potensi obat,

analisis kiral, dan penentuan kandungan drug counterion. Untuk aplikasi ini,

capillary zone electrophoresis (CZE) dan micellar electrokinetic capillary

chromatography (MEKC) yang sering digunakan (Altria, 1996).

CE semakin sering digunakan untuk analisis protein dan peptida, oleh

karena itu dapat diandalkan, fleksibel dan produktif. Ada banyak alternatif model

pemisahan CE yang berlaku untuk peptida dan protein yaitu CZE, MEKC, CIEF

(capilarry isoelectiric focusing) dan CITP (capilary isotachophoresis). Dewasa

ini CE telah menjadi pelengkap yang luar biasa untuk HPLC (High Presure

Liquid Chromatography), dalam banyak kasus juga telah dikembangkan sebagai

pengganti kuantitatif dan otomatis untuk metode slab gel electrophoresis yang

konvensional seperti SDS-PAGE dan isoelectric focusing (Strege, 2004).

PEMBAHASAN

CE secara umum memiliki kelebihan dibandingkan dengan teknik

pemisahan yang berdasarkan kromatografi dalam analisis bahan organik, seperti

efisiensi pemisahan yang tinggi, kecepatan analisis, fleksibilitas, ketelitian,

kesederhanaan dan ekonomis dalam hal tenaga kerja, volume pelarut,

pembuangan limbah, fase stasioner, memungkinkan jumlah sampel nanoliter, dan

sedikit atau tidak diperlukan pretreatment sampel. Keunggulan dari teknik CE ini

telah menjadi alternatif yang baik untuk kromatografi cair (LC) (Landers, 1997;

Altria, 1996; Wätzig, 2003; Rajh, S.J., 2003).

CE memberikan resolusi yang lebih besar dari sejumlah besar fragmen

peptida dan manfaat dalam analisis protein besar. Pemisahan protein dan DNA

sudah dilakukan dengan menggunakan capillary gel electrophoresis, kuantifikasi

lebih mudah dan lebih akurat (Altria, 1996). Untuk analisis sampel peptida

selektivitas dan resolusi CE juga lebih baik dibandingkan dengan LC. Selain itu

waktu analisis CE-MS lebih cepat dari LC-MS. Namun sensitivitas CE-MS lebih

rendah bila dibandingkan dengan LC-MS (Serwe, 2000) dan RP-HPLC-MS untuk

analisis protein matriks (Miksik, 2008)

Berdasarkan efisiensi pemisahan, selektivitas tinggi dan biaya yang lebih

rendah, CE merupakan teknik yang lebih baik dalam hal quality control bidang

farmasi dibandingkan dengan HPLC. Namun, ketepatan dalam kedua teknik

adalah sama (Wätzig, 2003). Selama beberapa tahun terakhir, telah ditunjukkan

bahwa CE adalah teknik yang sangat baik untuk resolusi dan kuantisasi

enantiomer. Keuntungan utama dari teknik ini adalah efisiensi tinggi, waktu

analisis cepat dan kemungkinan menggunakan selektor baru (Altria, 1996).

Beberapa sampel yang mengandung komponen matriks kompleks (sampel

plasma, larutan polimer, ekstrak tanaman, dll) dapat langsung diinjeksikan tanpa

pra-treatment lebih lanjut. Kapiler CE dapat dengan mudah dibersihkan dan

diganti, dan karena itu, kolom CE lebih murah dibandingkan dengan kolom GC

atau HPLC (Wätzig, 2003). Asam klorida 2M terbukti sebagai reagen pembilas

dapat diandalkan untuk menghilangkan protein yang teradsorpsi pada lapisan

kapiler linear poliakrilamida. Asam fosfat 85% (m/m) bahkan lebih efektif untuk

sampel protein khusus dengan konsentrasi tinggi (Suratman, 2008). Dalam

pemisahan menggunakan micro capillary electrophoresis chips, waktu analisis

dalam kisaran mikrodetik dan memungkinkan jumlah sampel yang sangat tinggi

(Wätzig, 2003).

Dalam analisis hemoglobin (Hb) metode HPLC memiliki keuntungan dari

literatur yang luas dan ketelitian besar dalam mendeteksi sejumlah besar varian,

HPLC memiliki kelemahan dari pola elusi kompleks yang mungkin sulit untuk

berbagai rutinitas laboratorium kimia untuk menerapkan dalam beban kerja

sehari-hari mereka. Sedangkan untuk CE polanya lebih mudah untuk dibaca dari

pada pola HPLC selama HbA ada dalam sampel. Telah dicatat bahwa HbH dan

Hb Bart lebih mudah dideteksi dan diukur oleh CE dibandingkan dengan metode

HPLC. Salah satu fitur yang luar biasa dari metode CE adalah kemampuan untuk

memperoleh pengukuran bersih HbA2 pada pasien dengan HbE.

HPLC dan CE merupakan kombinasi yang saling melengkapi.

Menggunakan HPLC sebagai metode skrining dan CE untuk mengkonfirmasi

varian standar, seperti HbS, HbC, HbE, HbD, HbG, dan Hb Lepore. Kedua

metode memberikan efisiensi, deteksi otomatis hemoglobin tetapi berbeda dalam

logistik mengidentifikasi varian hemoglobin, terutama tidak adanya HbA dan

dalam kaitannya dengan pengukuran HbA2 saat HbS, HbC, dan adanya HbE

(Keren et al, 2008).

KESIMPULAN

CE dibandingkan dengan teknik pemisahan yang berdasarkan

kromatografi seperti LC dan HPLC memiliki banyak keunggulan, yaitu efisiensi

pemisahan yang tinggi, kecepatan analisis, reolusi yang bagus, lebih murah, lebih

simpel, selektivitas tinggi, polanya lebih mudah dibaca, kapiler mudah

dibersihkan dan diganti, volume sampel sedikit, sedikit atau tanpa pre-treatment

sampel, dan lebih akurat. Namun dari segi sensitivitas, LC dan HPLC memiliki

sensitivitas yang lebih tinggi dibandingkan CE, HPLC juga lebih populer

dibanding CE sehingga literaturnya juga lebih banyak tersedia. Kedua teknik ini

dapat dipakai untuk analisis bahan organik dan merupakan kombinasi yang saling

melengkapi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Altria, K. D. 1996. Capillary Electrophoresis Guidebook, Principles,

Operation and Applications. Humana Press. Totowa. New Jersey.

2. Keren, D. F., Hedstrom, D., Gulbranson, R., Ou, C. N., Bak, R. 2008.

Comparison of Sebia Capillary Electrophoresis With the Primus High

Presure Liquid Chromatography in the evaluation of Hemoglobinopathies.

Am J. Clin Pathol. 130. 824-831.

3. Landers, J. P. 1997. Handbook of capillary electrophoresis. CRC press. N.

Y. 2nd

ed.

4. Miksik, I., Sedlakova, P., Mikulikova, K., Eckhardt, A., Kasicka, V. 2007.

Comparison of CE-MS and LC-MS Analyses of Avian Eggshell Matrix

Proteins. Chromatographia Supplement. 67.

5. Morzunova, T. G. 2006. Capillary electrophoresis in pharmaceutical

analysis. Pharm. Chem. J. 4. 158-170.

6. Rajh, S.J., Kreft, S., Strukelj, B., Vrecer, F. 2003. Comparison of CE and

HPLC Methods for Determining Lovastatin and Its Oxidation Products

after Exposure to an Oxidative Atmosphere. Croat. Chem. Acta. 76. 263-

268.

7. Serwe, M. And Ross, G.A. 2000. A Comparison of CE-MS and LC-MS for

Peptide Samples. Advanstar. USA.

8. Strege, M. A., Lagu, A. L. 2004. Capillary Electrophoresis of Proteins

and Peptides. Humana Press. Totowa. New Jersey.

9. Suratman, A. 2008. Strategi to Prevent Protein Adsorption and Method

Development Using Coated Capillaries for Electrophoresis. Disertasi.

Technischen Universität. Braunschweig.

10. Wätzig, H., Günter, S. 2003. Capillary Electrophoresis – a High Analytical

Separation Technique. Clin. Chem. Lab. Med. 41, 724-738.