1
PERILAKU DIFUSI KETOPROFEN MELALUI MEMBRAN KITOSAN-GOM GUAR
FERI NATA
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
2
PERILAKU DIFUSI KETOPROFEN MELALUI MEMBRAN KITOSAN-GOM GUAR
FERI NATA
Skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
3
ABSTRAK FERI NATA. Perilaku Difusi Ketoprofen Melalui Membran Kitosan-Gom Guar. Dibimbing oleh PURWANTININGSIH SUGITA dan AHMAD SJAHRIZA. Kemampuan kitosan untuk membentuk gel telah banyak dimodifikasi. Gel kitosangom guar berpotensi sebagai membran untuk digunakan dalam sistem pengantaran. Dalam penelitian ini, membran kitosan-gom guar digunakan dalam uji difusi ketoprofen. Membran kitosan-gom guar dibuat dengan mencampurkan 75 ml larutan kitosan 1.5% (b/v), 12.5 ml larutan gom guar 0.33% (b/v), dan 1.25 ml glutaraldehida 4.86%, yang kemudian dituang ke dalam cetakan. Dibuat juga ragam ketebalan membran (h) dengan meragamkan volume larutan kitosan yang digunakan. Setelah itu, membran digunakan dalam uji difusi pada suhu (T) 37 dan 42 oC. Digunakan tiga tingkat konsentrasi sel donor (Cd): 25, 50, dan 75 mg/l, sedangkan sel resipien diisikan pelarut. Untuk difusi pada T 37 o C, alikuot diambil setelah difusi berlangsung 30, 60, 90, 120, 150, dan 180 menit. Sementara untuk difusi pada T 42 oC, alikuot diambil setelah difusi berlangsung 20, 40, 60, 80, 100, dan 120 menit. Alikuot diukur serapannya pada panjang gelombang 258.6 nm. Pengaruh T terhadap koefisien difusi dalam percobaan ini tidak nyata karena jumlah dan besar rongga dalam membran yang beragam. Model yang diperoleh untuk fluks (J) ketoprofen adalah J = 14.6207 + 0.165Cd − 0.398T – 0.2035h – 0.0007h2 − 0.0006Cdh − 0.007Th dengan nilai R2 = 98.4%.
ABSTRACT FERI NATA. Diffusion Behavior of Ketoprofen Through Chitosan-Guar Gum Membranes. Supervised by PURWANTININGSIH SUGITA and AHMAD SJAHRIZA. The ability of chitosan to form gel has been much modified. Chitosan-guar gum gels are potential for membranes to be used in drug delivery systems. In this research, chitosan-guar gum membranes were used in ketoprofen diffusion assay. Chitosan-guar gum membranes were prepared by mixing 75 ml 1.5% (b/v) chitosan solution, 12.5 ml 0.33% (b/v) guar gum solution, and 1.25 ml 4.86% glutaraldehyde solution, which was then poured into a mold. Membranes thickness (h) was varied by varying the volume of chitosan solution that was used. Then, the membranes were used in diffusion assay at temperatures (T) 37 dan 42 oC. Three degrees of donor concentration (Cd) were used: 25, 50, dan 75 mg/l, whereas receptor compartment was filled with solvent. For diffusion at 37 oC, the aliquots were taken after 30, 60, 90, 120, 150, dan 180 minutes. Whereas for diffusion at 42 oC, the aliquots were taken after 20, 40, 60, 80, 100, dan 120 minutes. Absorbances of the aliquots were measured at 258.6 nm. The influence of T on diffusion coefficient in this research was not significant due to the varied number and size of hollow space in membranes. The obtained model for ketoprofen flux (J) was J = 14.6207 + 0.165Cd − 0.398T – 0.2035h – 0.0007h2 − 0.0006Cdh − 0.007Th with R2 = 98.4%.
4
Judul : Perilaku Difusi Ketoprofen Melalui Membran Kitosan-Gom Guar Nama : Feri Nata NIM : G44203002
Menyetujui,
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Purwantiningsih Sugita, MS NIP 131 779 513
Drs. Ahmad Sjahriza NIP 131 842 413
Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor,
5
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS NIP 131 473 999
Tanggal lulus:
Kupersembahkan untuk Papa dan Mama yang telah mengajarkan nilai-nilai yang berharga dan untuk para pendidik yang telah memberikan begitu banyak ilmu.
6
PRAKATA Puji syukur Penulis panjatkan kepada Allah Tritunggal atas segala berkat yang memampukan Penulis menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini bertujuan mendapatkan model persamaan fluks ketoprofen sebagai fungsi dari konsentrasi ketoprofen dalam sel donor, suhu difusi, dan ketebalan membran, dan dilaksanakan sejak bulan Oktober 2006 sampai Mei 2007 di Laboratorium Kimia Organik dan Laboratorium Bersama, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu Penulis selama penelitian dan juga penyusunan karya ilmiah ini, terutama kepada Ibu Dr. Purwantiningsih Sugita, MS dan Bapak Drs. Ahmad Sjahriza selaku pembimbing yang selalu menyempatkan waktu untuk berkonsultasi; kepada Kak Budi Arifin, S.Si atas arahan-arahan yang sangat berharga selama Penulis menjalani penelitian; serta kepada Papa dan Mama yang selama ini telah berjuang keras agar Penulis bisa tetap sekolah sampai akhirnya dapat menyusun karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Pusat Studi Biofarmaka atas bantuannya dalam analisis FTIR dan pengering-bekuan sampel membran; kepada Bapak Dr. Ir. Ronny Rachman Noor, M.Rur.Cs atas bantuannya dalam analisis SEM; serta kepada Mba Siti Rahma dan para laboran di Kimia Organik atas bantuan teknisnya selama Penulis menjalani penelitian. Pada kesempatan ini, Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Hibah Bersaing XIV Dikti dan Hibah Penelitian Internal Departemen Kimia sebagai sumber dana bagi penelitian ini. Akhir kata, semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat. Bogor, Juni 2007 Feri Nata
7
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Manggar, Belitung pada tanggal 25 Desember 1984 sebagai anak bungsu dari enam bersaudara dari pasangan Tet Tjong dan A Moij. Tahun 2003, Penulis lulus dari SMU Negeri 1 Manggar, dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, Penulis menjadi asisten praktikum Kimia Dasar I dan Kimia D3 Fahutan pada tahun ajaran 2004/2005, Kimia TPB dan Kimia Fisik TPG pada tahun ajaran 2005/2006; serta Kimia TPB, Kimia Bahan Alam, Kimia Pangan, Kimia Organik, dan Kimia Organik D3 Analisis Kimia pada tahun ajaran 2006/2007. Penulis juga menjadi asisten dosen Matematika Dasar, Kalkulus, dan Kimia Dasar II pada tahun ajaran 2004/2005, serta Kimia Organik II pada tahun ajaran 2006/2007. Penulis juga aktif dalam kegiatan organisasi Komisi Pelayanan Siswa Unit Kegiatan Persekutuan Mahasiswa Kristen dan pernah mengajar di SMA Negeri 5, SMK Negeri 1, SMA Negeri 2, dan SMA Negeri 8 Bogor, serta di SMP Ciampea sebagai pengajar sukarela Pendidikan Agama Kristen. Pada awal tahun 2007, Penulis juga pernah menjadi guru bantu di kelas internasional SMA Negeri 1 Bogor. Pada bulan Juli-Agustus 2006, Penulis berkesempatan menjalani Praktik Lapangan di Laboratorium Kontrol Mutu PT Bintang Toedjoe, Pulogadung, Jakarta Timur.
8
DAFTAR ISI Halaman viii DAFTAR TABEL…………………………………………………………………... DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………..
viii
DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………………...
ix
PENDAHULUAN…………………………………………………………………...
1
TINJAUAN PUSTAKA Kitin dan Kitosan……………………………………………………………. Gel Kitosan…………………………………………………………………... Gom Guar……………………………………………………………………. Ketoprofen…………………………………………………………………… Membran…………………………………………………………………...... Difusi Membran…………………...…………………………………………
1 2 3 3 4 4
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat………………………….…………………………………… Pembuatan Kitosan ……………...…………………………………………... Pengukuran Derajat Deasetilasi……………………………………………... Penentuan Bobot Molekul Kitosan ……………………………...………….. Pembuatan Membran Kitosan-Gom Guar …………………...……………… Uji Difusi Membran Secara In Vitro ....................…………………………... Pemodelan Fluks Ketoprofen...........................................................................
5 5 5 5 5 6 6
HASIL DAN PEMBAHASAN Pencirian Kitosan………………………………………………………......... Pencirian Membran………………………………………………………...... Pengaruh Suhu Dfusi terhadap Koefisien Difusi.....………………………… Pemodelan Fluks Ketoprofen.............................................…………………..
6 6 9 10
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan……………………………………………………………………... Saran……………………………………………………………………….....
12 12
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………………. LAMPIRAN…………………………………………………………………………
12 15
9
DAFTAR TABEL 1 2
Halaman Spesifikasi kitosan niaga....................................................................................... 2 Nilai D dan J yang didapatkan dari uji difusi....................................................... 9
DAFTAR GAMBAR
4
Halaman Struktur kitin (R = -NHCOCH3) dan kitosan (R = -NH2)..................................... 2 Struktur hidrogel kitosan: (a) ikatan silang kitosan-kitosan, (b) jaringan polimer hibrida, (c) jaringan semi-IPN, dan (d) kitosan berikatan silang ionik .. 3 Struktur gom guar................................................................................................. 3 Struktur ketoprofen............................................................................................... 4
5
Alat uji difusi........................................................................................................
6
6
Kitosan hasil isolasi..............................................................................................
6
7
Gel yang terbentuk pada proses pencampuran......................................................
7
8
Membran kitosan-gom guar (a) kering; (b) basah................................................
7
9
Membran rapuh yang terbentuk dari campuran yang tidak homogen..................
7
10
Foto SEM permukaan membran (a) yang belum diuji; (b) yang digunakan dalam uji difusi ke-9; (c) yang digunakan dalam uji difusi ke-25 pada perbesaran 7500 kali.............................................................................................
7
Foto SEM penampang melintang membran (a) yang belum diuji difusi; (b) yang digunakan dalam uji difusi ke-25 pada perbesaran 3500 kali........................................................................................................................
8
Foto SEM permukaan membran (a) yang digunakan dalam uji difusi ke-9; (b) yang digunakan dalam uji difusi ke-25 pada perbesaran 5000 kali........................................................................................................................
8
13
Kurva pengaruh T terhadap D ..............................................................………....
10
14
Kurva pengaruh T terhadap D pada (a) Cd 25 mg/l dan h = 75-82.5 μm; (b) Cd 50 mg/l dan h = 75-88.5 μm…………….............................................................
10
15
Kurva pengaruh Cd dan T terhadap J dengan h (a) 27 μm; (b) 91 μm…………..
11
1 2 3
11
12
10
16
Kurva pengaruh Cd dan h terhadap J pada T (a) 37 oC; (b) 42 oC………………
11
17
Kurva pengaruh T dan h terhadap J dengan Cd (a) 25 mg/l; (b) 75 mg/l………
12
DAFTAR LAMPIRAN
2
Halaman Diagram alir penelitian......................................................................................... 16 (a) Penetapan kadar air; (b) Penetapan kadar abu................................................. 17
3
Metode pembuatan pereaksi.................................................................................
17
4
Data hasil pengukuran kadar air dan abu kitin dan kitosan..................................
17
5
Penentuan bobot molekul kitosan.........................................................................
18
6
Spektrum FTIR dan derajat deasetilasi kitin dan kitosan.....................................
19
7
Analisis SEM........................................................................................................
8
(a) Analisis keragaman J; (b) Koefisien regresi perkiraan untuk J......................
20 20
1
