Rumah sakit dan perusahaan farmasi merupakan dua sumber utama limbah farmasi di lingkungan. Selain itu, beberapa aktivitas rumah tangga seperti mengonsumsi obat tanpa resep yang tidak jelas dan kurangnya pengetahuan tentang cara membuang obat setelah digunakan juga menyebabkan peningkatan konsentrasi limbah farmasi di lingkungan. Di rumah sakit dan perusahaan farmasi, limbah biasanya diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Namun, kontrol diperlukan untuk memastikan bahwa proses dalam kondisi baik untuk mencegah pelepasan residu farmasi di air permukaan. Residu farmasi yang ada di air permukaan akan didaur ulang dan digunakan kembali untuk kegiatan rumah tangga melalui air keran. Hal ini sangat berbahaya karena dapat memicu resistensi obat. Namun, mengendalikan residu farmasi sangat menantang karena konsentrasinya yang rendah dan keberadaannya dalam matriks sangat kompleks.
Teknik preparasi sampel berbasis mikroekstraksi mendapat perhatian sejalan dengan konsep green chemistry. Teknik mikroekstraksi memiliki prinsip dasar mengekstraksi analit ke dalam mikroliter pelarut organik atau mengadsorpsi analit dalam sejumlah kecil (mg) adsorben. Dibandingkan dengan ekstraksi cair-cair (LLE) dan ekstraksi fase padat (SPE), teknik mikroekstraksi memiliki keunggulan tidak hanya dari segi penggunaan pelarut yang sangat sedikit hingga bebas pelarut, namun memberikan peningkatan sinyal yang lebih baik, cepat, sederhana, dan mudah digabungkan dengan kromatografi gas (GC) atau kromatografi cair (HPLC).
Salah satu teknik mikroekstraksi yang paling berkembang adalah solid phase microextraction (SPME). Prinsip metode ini didasarkan pada partisi analit antara sampel matriks dan fasa organik yang terlapisi pada leburan serat silika. Pada akhir proses ekstraksi, fase ekstraksi langsung disuntikkan ke dalam GC atau HPLC untuk analisis kuantitatif. Sensitivitas SPME dapat ditingkatkan dengan menciptakan celah suhu antara larutan sampel dan bahan pelapis selama proses ekstraksi, oleh karena itu senyawa volatil sesuai untuk digunakan pada metode ini. SPME telah berhasil mengatasi kelemahan yang melekat pada metode LLE dan SPE konvensional, namun ada beberapa masalah yang biasa ditemui pada metode SPME. Kelemahan utama melibatkan serat yang rapuh dan mudah pecah, masa pakai terbatas, mahal, waktu kesetimbangan lebih lama karena ketebalan penyerap, kemungkinan terbawa lebih tinggi, dan memerlukan modifikasi port injeksi untuk perangkat dan instrumen yang sesuai. Oleh karena itu, pengembangan sorben untuk SPME menjadi menarik dan penting untuk meningkatkan kinerja ekstraksi dan mengatasi keterbatasan yang melekat pada SPME. Thin film microextraction (TFME) merupakan teknik turunan dari SPME dengan geometri sorben berupa lembaran tipis membran polimer. TFME telah menjadi metode ekstraksi mikro yang populer karena pengoperasiannya yang mudah, biaya rendah, dan konsumsi waktu yang lebih sedikit.
Dalam penelitian ini, multilayer polielektrolit berlapis selulosa asetat (CA-PEM) diusulkan sebagai fase ekstraksi dalam TFME untuk obat antidepresan trisiklik (TCA). CA adalah polimer alami dengan kekuatan fisik yang rendah. Dengan demikian, modifikasi CA dengan lapisan tipis polimer akan meningkatkan sifat mekanik dan tetap mendukung green chemistry. TCA mengandung gugus hidrofilik (gugus amina) dan gugus hidrofobik (cincin aromatik, cincin heterosiklik, dan atom halogen). TCA dibagi menjadi dua subdivisi berdasarkan struktur kimianya, yaitu amina tersier dan amina sekunder. Kehadiran gugus amina dalam TCA akan meningkatkan hidrofilisitas dan juga polaritas. Dengan demikian, bahan ini mungkin cocok untuk adsorpsi senyawa polar atau semi-polar.
Polielektrolit adalah senyawa elektrolit berbasis polimer (polianionik dan polikationik) yang memiliki kemampuan untuk mengionisasi dalam larutan berair dan menghantarkan listrik. Dalam larutan berair, senyawa anionik ada sebagai spesi bermuatan negatif sedangkan senyawa kationik tetap sebagai spesi bermuatan positif. Senyawa anionik dan senyawa kationik dapat beragregasi melalui interaksi elektrostatik. Polikationik dan polianionik memiliki kemampuan untuk menarik satu sama lain dengan interaksi elektrostatik dan mereka juga memiliki kemungkinan untuk berinteraksi dengan ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik tergantung pada jenis senyawa polimer. Interaksi antara polikationik dan polianionik menciptakan arsitektur supramolekul baru multilayer polielektrolit yang berguna untuk sorben. Bahan yang disiapkan dikarakterisasi menggunakan spektroskopi inframerah transformasi Fourier total yang dilemahkan (ATR-FTIR), mikroskop elektron pemindaian emisi lapangan (FESEM), dan penganalisa termal diferensial termogravimetri (TG-DTA).
HASIL
Polyelectrolyte multilayers poli (alil amina hidroklorida) dan poli (asam stirena sulfonat) membran selulosa asetat (CA-PEM) berhasil disintesis dengan metode perakitan mandiri lapis demi lapis (perakitan mandiri LBL). Dalam menerapkan CA-PEM pada ekstraksi TCA, parameter pelapisan untuk CA-PEM dioptimalkan untuk meningkatkan efisiensi ekstraksi. Kondisi pelapisan optimal dicapai pada pH 2-2 untuk larutan perendaman (PAAH-PSS), masing-masing, tanpa penambahan garam dalam larutan polielektrolit, waktu pencelupan 10 menit, dan lima pasang lapisan. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa CA-PEM merupakan material multipara dengan diameter lebih kecil dari CA dan juga mengandung gugus OH–, NH–, dan -SO3–. Penambahan PEM pada membran CA juga meningkatkan stabilitas termal CA-PEM. Hasilnya menginspirasi dan menunjukkan bahwa sorben ini memiliki potensi besar untuk sorben ekstraksi film tipis dan juga cocok untuk aplikasi desorpsi termal.
Penulis: Yanuardi Raharjo, Ph.D.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Eviomitta Rizki Amanda, Mohd Marsin Sanagi, Wan Aini Wan Ibrahim, Yanuardi Raharjo
Preparasi dan Karakterisasi Sorben Film Tipis Berbasis Rakitan Polyelectrolyte Multilayers untuk Ekstraktor Obat, AIP Conf. Proceeding, 2023, 2554, 070004.
DOI:
