Tuesday, September 18, 2018

KROMATOGRAFI PERTUKARAN ION

Kromatografi pertukaran Ion (Ion Exchange Chromatography) merupakan teknik analisis yang penting untuk pemisahan senyawa ionik. Teknik ini merupakan bagian dari kromatografi ion. Kromatografi pertukaran ion juga merupakan bagian dari kromatografi cair karena fase gerak yang digunakan berupa cairan atau larutan, melibatkan kolom pemisahan dan detektor untuk menganalisis senyawa yang dielusi dari kolom. Kromatografi pertukaran ion dapat diterapkan untuk penentuan analit yang bersifat ionik, seperti anion anorganik, kation, logam transisi, dan asam organik dengan berat molekul rendah dan bersifat basa. Metode ini dapat digunakan untuk hampir semua jenis molekul bermuatan termasuk protein besar, nukleotida kecil dan asam amino. Metode ini juga sering digunakan untuk identifikasi dan kuantifikasi ion dalam berbagai matriks1.
Kromatografi penukar ion merupakan teknik yang dirancang khusus untuk pemisahan senyawa bermuatan berbeda atau senyawa yang dapat terionisasi, terdiri dari fase gerak dan stasioner/ fasa diam yang serupa dengan teknik kromatografi cair lainnya yang berbasis kolom3-5. Fasa gerak terdiri dari sistem buffer atau penyangga yang berperan untuk memisahkan senyawa campuran. Fase diam biasanya dibuat dari matriks organik yang bersifat inert dengan gugus fungsi terionisasi yang membawa ion bermuatan berlawanan yang dapat dipindahkan5. Analit yang mengandung kation dipisahkan pada kolom  berisi resin penukar kation sedangkan analit yang mengandung anion dipisahkan pada kolom berisi resin penukar anion4.



Ion analit dan ion bermuatan sama dari eluen berkompetisi untuk berikatan dengan gugus fungsi ionik bermuatan berlawanan pada permukaan fase diam. Dengan asumsi bahwa ion pertukaran (analit dan ion dalam fase gerak) adalah kation, kompetisi dapat dijelaskan dengan menggunakan persamaan berikut;
S-X-C+ + M+ ↔ S-X-M+ + C+
Dalam proses ini kation M+ dari eluen dipertukarkan dengan kation C+ dari analit yang terikat pada anion X- yang terdapat pada permukaan fasa diam atau stasioner. Sementara itu, pada kromatografi pertukaran anion, ion yang dipertukarkan bermuatan negatif (anion)  dan persamaannya dituliskan sebagai berikut;
S-X+A- + B- ↔ S-X+B- + A-
Anion B- yang berasal dari eluen akan menggantikan anion A- dari analit untuk berikatan dengan  ion X+ yang bermuatan positif pada permukaan fase diam. Adsorpsi analit ke fase diam dan desorpsi oleh ion eluen diulang selama proses elusi di kolom, sehingga pemisahan terjadi karena adanya pertukaran ion8. Secara ringkas, proses pertukaran ion dibagi menjadi lima tahapan sebagai berikut.

1.    Equilibration
Fasa diam sebagai medium pertukaran ion disetimbangkan dengan buffer

2.    Sample Application
Protein dengan muatan berlawanan berikatan dengan fasa diam, ter-konsentrasi pada kolom.

3.    Elution
Peningkatkan kekuatan ionik buffer menggantikan protein  yang terikat pada fasa diam.

4.    Elution
Peningkatan kekuatan ionik lebih lanjut menyebabkan protein yang bermuatan lebih tinggi lepas dari fasa diam.

5.    Washing
Peningkatan kekuatan ionik menghilangkan semua protein yang terikat pada fasa diam  sebelum penyetimbangan kembali.

Berdasarkan pada keberadaan gugus fungsionalya, resin penukar ion dapat secara luas diklasifikasikan dalam empat jenis, yakni :
1.      Penukar kation asam kuat dengan gugus fungsi penukar asam sulfonat (SCX/Strong Cation Exchanger).
2.      Penukar kation asam lemah dengan gugus fungsi penukar asam karboksilat (WCX/Weak Cation Exchanger).
3.      Penukar anion basa kuat dengan gugus fungsi penukar ion amonium kuartener (SAX/Strong Anion Exchanger) .
4.      Penukar anion basa lemah dengan gugus fungsi penukar ion amonium primer, sekunder, tersier (WAX/Weak Anion Exchanger). Berikut ini adalah tabel jenis resin penukar ion beserta nama dagangnya.

Tabel 1. Jenis Resin Penukar Ion
Tipe resin
Gugus fungsi
Nama dagang
Kation:
Asam kuat
Asam sulfonat:
R-SO3-H+
Permutit Q, Purolit C-100, Duolite C-20, Dowex 50, AmberliteIR -120
Kation :
Asam lemah
Asam karboksilat:
R-COO-H+
Permutit H-70, Amberlit IRC-50
Anion:
Basa kuat
Ion amonium kuartener:
[R-CH2N(CH3)3]+Cl-
Dowex-1/SBR-P, Permutit S-1, Amberlite IRA-400, Purolite A-400
Anion:
Basa lemah
Gugus amine:
[R-NH(R)2]+Cl-
Dowex-3, Permutit W, Amberlite IR-45

Setiap jenis penukar ion memiliki karakteristik yang berbeda, untuk resin penukar ion  asam dan basa kuat (SAX dan SCX), SAX dan SCX akan bermuatan sepenuhnya pada semua kisaran pH yang digunakan pada sistem HPLC, sehingga nilai kapasitasnya tidak dapat diubah melalui peningkatan atau penurunan nilai pH. SAX dan SCX digunakan pada pemisahan asam dan basa lemah, atas dasar bahwa muatan analit yang terdapat di dalam sampel tidak akan terionisasi sepenuhnya, karena dipengaruhi oleh nilai pH fase gerak. Akan tetapi, jika analit tersebut adalah asam atau basa kuat, nilai retensi mereka sangat sulit dipengaruhi oleh nilai pH fase gerak, karena mereka akan terionisasi sepenuhnya meskipun menggunakan kisaran pH yang besar. Dapat dikatakan SAX dan SCX tidak dapat digunakan dalam pemisahan asam dan basa kuat. Pada pH ekstrim, SCX akan dalam bentuk H+-nya (pH < 2) dan SAX akan dalam bentuk OHnya (pH > 10), dan dapat mengkatalisis berbagai macam reaksi (hidrolisis ikatan ester dan peptida serta disproponasi aldehid), sehingga dapat mengubah sampel9
Sementara itu, untuk Penukar ion asam dan basa lemah (WAX dan WCX), WCX tidak akan terdisosiasi sepenuhnya jika pH fase gerak lebih kecil 2 unit nilai pH dari nilai pKa-nya. WCX berada dalam bentuk hidrogennya pada pH tersebut dan protonnya terikat sangat kuat, sehingga tidak dapat ditukar dengan kation yang berada si dalam sampel. Dapat dikatakan bahwa kapasitasnya hampir mencapai nol. Akan tetapi, WCX akan terdisosiasi sepenuhnya jika pH fase gerak lebih besar 2 unit nilai pH dari nilai pKa-nya dan gugus fungsi ioniknya akan berinteraksi dengan sampel pada kapasitas maksimal. Pada pH mendekati nilai pKa-nya, WCX akan terdisosiasi setengahnya9.

REFERENSI

1   Moustafa, Y.M. dan Morsi, R.E. 2013. Ion Exchange Chromatography-An Overview. In tech, http://dx.doi.org/10.5772/55652
2   Haddad, P.R., Jackson, P.E. 1990. Ion Chromatography. Journal of Chromatography Library, Volume 46.
3   Wisel A, Schmidt-Traub H, Lenz J, Strube J. 2003. Modelling gradient elution of bioactive multicomponent systems in non-linear ion-excahnge chromatography. Journal of Chromatography A,1006 101-120.
4   Fritz JS, Gjerde DT. Ion Chromatography (Fourth Completely Revised and Enlarged Edition). Weinhein: Wiley-VCH Verlag GmbH & KGoA Weinhein; 2009.
5   Cummins PM, Dowling O, O’Connor BF. Ion-Exchange Chromatography: Basic Principles and Application to the Partial Purification of Soluble Mammalian Prolyl Oligopeptides. In: Walls D, Loughran ST. (ed.) Protein Chromatography Methods and Protocols. New York: Springer; 2011. p215-228.
6   Fritz JJ. Early milestones in the development of ion-exchange chromatography: a personal account. Journal of Chromatography A 2004;1039 3-12.
7   Okada T. Nonaqueous ion-exchange chromatography and electrophoresis Approaches to nonaqueous solution chemistry and design of novel separation. Journal of Chromatography A 1998; 804 17-28.
8   Bhattacharyya L., Rohrer, J.S. 2012. Applications of Ion Chromatography for Pharmaceutical and Biological Products. New Jersey: John Wiley & Sons
9   Meyer, V.R. 2010. Practical High-Performance Liquid Chromatography Fifth Edition, Switzerland: Wiley. 

Sunday, September 16, 2018

Small World Purwokerto vs DeVoyage Bogor, Which One?

Normalnya manusia, pasti pernah merasakan stress. Tugas kuliah numpuk, kerjaan gak beres, masih harus ngurus keluarga (bagi yang udah punya), belum lagi kalo ada masalah sama dosen, sama atasan, masalah sama temen, sama keluarga, or something like sepet liat tetangga yang suka nyinyir, temen yang suka komentar ih mukanya kenapa dah kaya parutan kelapa banyak gitu jerawatnya, terus sodara yang berisik nanya kapan lulus? Kapan nikah? Ih suaminya kok jelek sih nemu di mana? Kapan punya anak? Kapan nambah anak? Kerja di mana ih gajinya kok cuma segitu? Kuliah lagi? Buat apa paling juga kaga kepake… hahaha ya gitu kan kira-kira permasalahan umat di dunia ini? Kalo cuma sekali dua kali gitu sih ga masalah ya, tapi kejadian yang aku sebutin di atas tuh pasti berulang-ulang kali terjadi entah sama orang yang sama, entah beda. Kalo udah kaya gini, pasti rasanya pengen kabur ke manaaa gitu. Eh ini kok seperti aku… sedang curhat sih wkwkwk.
Sebenernya aku bukan tipe-tipe orang yang suka travelling sih. Tapi aku suka main, sama temen. Jadi momen yang aku buat adalah pertemuan dengan teman-temanku. Artinya aku gak peduli tempatnya di mana asal ketemu kamu aku oke, eaaa wkwkw. Walaupun kadang juga bosen dan akhirnya memutuskan untuk mencari destinasi yang lebih oke sih, tapi itu jarang.
Ceritanya, minggu lalu aku baru aja main ke tempat wisata yang bisa dibilang masih baru, di daerah Bogor, Jawa Barat. Tempat ini namanya “DeVoyage”, aku kurang paham sih alamat lengkapnya di mana tapi yang jelas tempat ini deket sama tempat wisata “The Jungle Water Adventure”. Kemaren aku sama temen-temen ke sana naik kereta commuter dari stasiun Pondok Cina terus turun di Stasiun Bogor. Jarak DeVoyage dari stasiun Bogor kira-kira 7 km lah jadi kita pilih order taksi online karena ga terlalu mahal juga jatuhnya. Kalo mau naik angkot, setau aku ada, karena waktu ke sana banyak angkot yang lewat di depan tempat wisata itu, tapi aku kurang paham juga sih.
Berhubung aku ke sana hari Senin yang artinya bukan hari libur, jadi tempat wisata itu ga terlalu rame. Cucok sih secara DeVoyage itu tempat buat selfie sama foto-foto, bayangin aja kalo ke sana hari libur atau weekend, mau foto udah keburu keringetan dulu gara-gara nunggunya lama. Pertama masuk ke tempatnya, langsung kerasa banget sih kalo tempat itu emang didesain agar suasananya ke-eropa-eropa-an gitu deh. Secara keseluruhan, kalo boleh aku bilang, tempat itu adalah taman. Yep, taman yang kalo kita foto di sana berasa lagi liburan di eropa.
Di bagian paling depan tempat wisata ini ada tulisan DeVoyage dengan tagline nya “Holiday, Selfie, and Foodies”. Biasa aja sih sebenernya, tapi kalo ga foto di depan situ kaya ga afdhol aja gitu, karena tulisan DeVoyage seinget aku emang cuma ada di situ. Masuk dari bagian paling depan, kita ketemu parkiran sama café, parkiran ada di sebelah kiri sementara café nya ada di sebelah kanan. Sebelum pintu masuk kita kaya udah dikasih spot buat foto, tapi aku ga terlalu suka sih jadi ga usah lah diupload hehehe.

Gambar: Pintu Masuk Utama DeVoyage 

Sama seperti tempat-tempat wisata lain (walaupun ga semua sih), di DeVoyage ini kita ga boleh bawa masuk makanan ataupun minuman. Jadi minuman yang udah kita bawa bisa dititipin ke tempat penitipan barang dekat loket. Sedih ga sih gagal total usaha pengiritan ini huff. Nah, setelah bayar tiket masuk, kita baru boleh masuk ke area utama DeVoyage (yaiyalah masa ga bayar, penting banget ga sih penjelasan satu ini wkwkw). 
Ketika pertama masuk, pasti yang pertama kita liat adalah miniatur menara Eiffel. Aku sebutnya miniatur ya karena ukurannya lebih kecil dari aslinya. Kalo replika itu ukurannya sama persis, gitu sih setau aku. Ini adalah salah satu spot foto yang tidak boleh ditinggalkan, tapi spot foto paling oke di tempat ini adalah di dekat sungai buatan yang banyak perahu khas eropa, hmm italia setauku. Tapi itu bukan perahu gondola khas Venesia sih, tapi apa ya duh ga ngerti namanya. Atau pemilik DeVoyage niatnya bikin gondola tapi gagal? *mikir keras*. Nah, spot ketiga paling oke di tempat ini adalah foto di depan gedung-gedung atau rumah bergaya khas eropa. Udah deh, intinya tempat ini cuma 3 spot itu hahahaha. Yaaa tapi gedung-gedung atau rumah di sana dibuat banyak sih jadi bisa deh pilih-pilih gedung yang paling eropa banget di mana. Di sana, ada beberapa gedung untuk wahana permainan yang kalo kita mau masuk harus bayar dulu. Berhubung aku dan temen-temen lagi kere jadi kita memutuskan buat ga masuk ke sana.

Gambar: Miniatur Menara Eiffel

Gambar: Sungai dan Perahu Ala-ala Eropa 

Gambar: Gedung-gedung ala Eropa

Ceritanya kita lebih pilih makan di sana karena udah laper pake banget, tambah dehidrasi karena panas. Aku pikir makan di sana bakal mahal banget kaya di tempat wisata lain. Tapi ternyata satu porsi chicken katsu dihargai Rp 25000, berhubung aku sangat dehidrasi, aku pesen dua minuman, satu botol Fruit tea seharga Rp 10000 dan es cokelat seharga Rp 20000. Kalo fruit tea standar lah ya botolnya, tapi es cokelatnya gelasnya gede dan enak kok, jadi ga nyesel-nyesel banget lah makan di sana. Meskipun itu juga ga bisa dibilang murah tapi setidaknya mahasiswa kere masih mampu lah. Kalo ditotal, pengeluaranku ke DeVoyage ini ga sampe Rp 100.000 gais. Rinciannya yaitu KRL pp Rp 8000, taksi online pas berangkat Rp 33000, pas balik Rp 26000, tiket masuk DeVoyage weekday Rp 25000 (kalo weekend Rp 35000), tambah makan minum. Karena bareng temen, bayar taksinya jadi patungan gitu, ehe.

Gambar: Suasana Ala-ala Eropa

By the way, miniatur menara Eiffel yang ada di DeVoyage ini mengingatkanku sama tempat wisata lain yang ada di Purwokerto, Jawa Tengah. Namanya Small World. Keduanya sama persis merupakan tempat yang cocok buat foto-foto. Bedanya sama DeVoyage, Small World ini isinya miniatur bangunan-bangunan terkenal yang ada di dunia ini, jadi ga cuma eropa. Menara pizza, koloseum, gedung opera di Australia, Taj Mahal, menara Eiffel, Windmill Belanda, Rumah Jepang dan China (seinget aku), patung liberty di Amerika, sampe dengan Monas juga ada di sana. Tapi seingetku candi Borobudur belum ada sih. Sayangnya aku ga bisa cerita banyak soal Small World karena aku pergi ke sana bulan Januari 2017, udah satu setengah tahun lebih kan ya. Tiket masuk Small World waktu itu Rp 20000 saat weekend, dan Rp 15000 saat weekday.

 Gambar: Miniatur Rumah Tradisional Jepang, hmm atau Cina? Korea? Jepang kali ya...

 Gambar: Miniatur Patung Liberty

 Gambar: Miniatur Rumah Tradisional Cina, kali ya? wkwkwk

Gambar: Miniatur Menara Eiffel

Menurutku, Small World ini lebih menarik dibanding DeVoyage karena spot fotonya banyak dan berbeda-beda. Kalau DeVoyage karena konsepnya village yaaa isinya cuma gedung-gedung yang antara satu sama lain cuma beda dikit. Paling dibedain di warna, bentuk atap, dan jendelanya aja sih. Alhamdulillah aku masih ada fotonya biar kalian bisa membandingkan. Jadi buat kalian yang jauh dari Bogor, Small World ini bisa jadi lebih dari sekedar alternatif tempat wisata. Apalagi Small World ini juga dekat dengan tempat wisata Baturraden. Makan tempe mendoan krispi pake sambal kecap di sana juga enak loh. Jadi menurut kalian mending yang mana?