Penerapan Kromatografi Kertas dalam Pengujian Asam Amino

Biokimia merupakan bidang ilmu yang mempelajari pengetahuan tentang struktur, fungsi dan interaksi biomolekul yang menyusun sel, mekanisme reaksi katalisis enzim, energetika dan reaksi-reaksi metabolisme sel, proses sinyal transduksi yang terkait dengan fungsi biologis dan sel pada tingkat molekuler serta informasi genetik. 

Biokimia memiliki banyak peranan bagi kesehatan, teknologi kesehatan, teknologi pangan, ilmu pengetahuan alam, farmasi, budidaya perikanan, dan lain sebagainya. Secara umum, biokimia berhubungan dengan struktur, fungsi, dan interaksi makromolekul biologis, yaitu protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipida. 

Biomolekul tersebut membangun struktur sel dan melakukan banyak fungsi yang berhubungan dengan kehidupan makhluk hidup. Maka dari itu, biokimia termasuk bidang ilmu yang memiliki banyak peranan bagi makhluk hidup terutama manusia dan sebaiknya dipelajari lebih lanjut yang mana cenderung mengembangkan ilmu biokimia dengan menggunakan berbagai macam teknologi.

Biomolekul merupakan makromolekul atau molekul yang lebih besar karena tersusun dari molekul-molekul organik yang lebih kecil. Salah satu biomolekul adalah protein. 

Protein merupakan biomolekul yang terbentuk dari satu rantai panjang asam amino atau lebih. Fungsi protein bagi kehidupan manusia, yaitu sebagai zat pembangun, memperbaiki jaringan tubuh, meningkatkan sistem imun, dan lain sebagainya. 

Protein disusun oleh asam amino, yang mana zat ini tergolong senyawa organik yang memiliki gugus fungsi berupa karboksil (-COOH), amina, dan rantai samping ( R ) tergantung jenis asam aminonya. 

Secara umum, asam amino dibagi menjadi dua yaitu asam amino esensial dan non esensial. Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak bisa dihasilkan atau diproduksi sendiri oleh tubuh manusia sehingga harus mengonsumsi atau memerlukan makanan maupun minuman yang mengandung asam amino esensial. 

Jenis-jenis asam amino tersebut dapat ditemukan dalam makanan dan minuman, sehingga manusia berdampingan dengan keberadaan asam amino. Seiring kemajuan zaman teknologi, keberadaan asam amino dalam sebuah zat dapat dideteksi dan diidentifikasi jenis asam aminonya. 

Hal tersebut dapat memudahkan penelitian terkait identifikasi jenis asam amino dalam sebuah zat yang akan diuji dan tentu saja melibatkan teknik-teknik tertentu.

Salah satu metode yang sering dimanfaatkan untuk mengidentifikasi jenis asam amino adalah metode pemisahan. Metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan suatu kelompok senyawa yang tersusun dari susunan kimia yang berkaitan dengan suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. 

Dalam praktikum kimia, proses pemisahan dilakukan bertujuan untuk mendapatkan dua atau lebih produk yang murni dari campurannya. Secara umum, metode pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan ukuran partikel, kelarutan, titik didih, adsorbsi, dan tekanan uap. Sehingga tidak bisa sembarangan menentukan metode pemisahan yang akan digunakan saat ingin memurnikan dan mengidentifikasi suatu senyawa. 

Apabila sembarangan menentukan metode pemisahan, maka hasil yang diharapkan akan tidak sesuai bahkan tidak menghasilkan apapun. Maka dari itu, praktikan harus mengetahui terlebih dahulu sifat, karakteristik, dan kelemahan dari suatu bahan yang akan diuji atau diidentifikasi agar sesuai dengan metode yang akan digunakan dan mendapatkan hasil yang diharapkan.

Ruang lingkup asam amino sangat luas dan proses identifikasinya sangat beragam, begitu pula penerapannya memerlukan metode pemisahan yang harus sesuai dengan bahan yang akan diuji. 

Salah satu metode pemisahan yang sering digunakan adalah kromatografi kertas. Kromatografi kertas adalah metode yang mana terdapat pemisahan komponen dari campuran yang tercapai dengan elusi fase gerak yang membawa sampel dalam kertas. Biasanya metode tersebut digunakan untuk memisahkan campuran dari substansinya menjadi komponen-komponennya. 

Prinsip kromatografi kertas adalah pemisahan substansi material atau sampel antara fase diam dan fase gerak. Apabila sampel lebih polar menuju fase gerak maka akan terikut elusi. Komponen sampel campuran terpisah karena perbedaan afinitas terhadap air. Maka dari itu, penerapan kromatografi kertas dalam ruang lingkup biokimia sangat penting dan bermanfaat bagi ilmu pengetahuan alam.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan Yunilda dkk, yang mana meneliti tentang preparasi radiofarmaka nanokoloid human serum albumin (HSA) yang ditandai dengan radionuklida teknesium-99m dapat digunakan dalam bidang kedokteran nuklir untuk mendeteksi kanker payudara. 

Penelitian tersebut bertujuan untuk mendeteksi penyebaran sel kanker sebelum maupun setelah operasi. Penerapan metode pemisahan dalam penelitian ini adalah menggunakan kromatografi kertas untuk pengujian yield penandaannya. 

Pada tahap penentuan kemurnian radiokimia, pemakaian sediaan radiofarmaka teknesium-99m nanokoloid HSA ini harus memenuhi syarat kemurnian radiokimia adalah >95%. 

Sehingga dilakukan pengujian dengan metode kromatografi kertas (KK). Kertas Whatman nomor 1 digunakan sebagai fase diam dan larutan metanol 80% sebagai fase gerak. Pada kromatografi kertas ini, teknesium-99m nanokoloid HSA berada pada Rf = 0,0 sedangkan teknesium yang berupa teknesium bebas berada pada posisi Rf = 0,3-0,5. 

Persentase kemurnian radiokimia teknesium-99m nanokoloid HSA diperoleh dengan menghitung aktivitas teknetium-99m HSA pada Rf = 0, dibagi dengan aktifitas total dari Rf = 0 sampai dengan Rf = 1 dikali 100 %. Alasan peneliti menggunakan metode kromatografi kertas karena human serum albumin (HSA) tergolong protein yang terdiri dari gabungan asam amino. 

Pembentukan partikel berukuran pada nanokoloid HSA dilakukan dengan cara denaturasi protein HSA yang dibantu dengan pengaturan pH dan pemanasan. 

Pada proses denaturasi ini terjadi pemutusan ikatan pada struktur sekunder, tersier, dan kuarterner, sehingga protein yang berbentuk folding akan membuka lipatannya dan volumenya menjadi besar (Misra et al). Sehingga untuk mengetahui persentase kompleks teksenium-99m yang terbentuk, maka digunakan metode kromatografi kertas. 

Sediaan nanokolid HSA tergolong senyawa koloid, yang mana adanya partikel dalam larutan. Saat proses kromatografi kertas berlangsung, nanopartikel teknesium-99 HSA tidak bisa terbawa pelarut menuju ke atas, sedangkan teknesium-99m fraksi bebas akan terbawa oleh fasa geraknya yang berupa larutan polar pada posisi Rf = 0,38, sehingga senyawa nanopartikel teknesium-99m HSA dan teknesium-99m bebas dapat terpisah (Yunilda dkk,2017). 

Saat menghitung aktivitas pada masing-masing Rf, dapat diketahui persentase teknesium-99m yang berikatan dengan nano HSA dan teknesium-99m yang tidak berikatan, sehingga diketahui yield penandaan nanokoloid HAS. 

Pada penelitian ini juga dilakukan juga pengujian pH. Human serum albumin (HAS) terdiri dari gabungan asam-asam amino yang memiliki gugus karboksil (-COOH) dan gugus amina (-NH2) (Yunilda dkk, 2017). 

Dalam larutan, asam amino bersifat amfoter yang mana cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam (Santos et al, 2013). Saat keadaan asam, asam amino seperti human serum albumin (HAS) akan bermuatan negatif. 

Muatan negatif pada nanokoloid HSA perlu dipertahankan karena senyawa ini akan berikatan secara dengan teknesium-99m yang bermuatan +5. Berdasarkan pernyataan tersebut, dapat disimpulkan bahwa metode kromatografi kertas dapat diterapkan dalam pengujian asam amino khususnya bidang kedokteran yang mana menguji human serum albumin (HSA). HSA tergolong senyawa organik karena tergolong protein yang tersusun dari gabungan asam amino.

Berdasarkan penelitian Yuniarti dkk pada tahun 2017, memanfaatkan kromatografi kertas untuk pemeriksaan kualitatif senyawa yang terkandung dalam fraksi larut air ekstrak etanolik pisang kapas.

Salah satu senyawa yang terdapat dalam fraksi tersebut adalah asam-asam amino. Pada penelian tersebut, menggunakan bahan kromatografi kertas yang mana kertas saring sebagai fase diam sedangkan n-butanol: asam asetat: air (3:1:1) sebagai fase gerak. Metode kromatografi kertas pada penelitian ini adalah kramatografi kertas menaik, yang mana ujung bawah kertas dicelupkan ke dalam fase gerak (eluen) sehingga eluen bergerak merambat ke atas (Anonim, 2002). 

Eluen yang digunakan adalah n-butanol-asam asetat-air (BAA) (3:1:1) adalah merupakan suatu pengembang umum untuk banyak golongan kandungan tanaman yang polar (Harbone dkk, 1996). Hasil dari penelitian tersebut adalah noda berwarna timbul yang dapat menentukan harga Rf. Bahan uji memberikan nilai Rf sebesar 0,42 dan 0,81. 

Hal tersebut disebabkan oleh adanya senyawa lain dalam fraksi larut air ekstrak etanolik pisang kapas, salah satu senyawanya adalah asam amino. Selain itu, fraksi larut air ekstrak pisang dapat menurunkan glukosa darah dengan senyawa aktif asam-asam amino.

Berdasarkan pernyataan diatas, dapat disimpulkan bahwa peran kromatografi kertas dalam penelitian terkiat biokimia sangat penting. Kromatografi kertas berperan dalam penelitian mengenai human serum albumin yang didalamnya mengandung senyawa asam amino. 

Selain itu, kromatografi kertas berperan untuk menguji secara kualitatif senyawa yang terkandung dalam fraksi larut air etanolik pisang kapas. Maka dari itu, peran kromatografi kertas dalam teknologi, perkembangan IPTEK, dan pengembangan ilmu pengetahuan alam sangat penting sehingga patut diteliti kembali.