Detektor PDA Kel 4 [PDF]

Citation preview

Tugas Instrumentasi dan Pemisahan Kimia



Review Jurnal Aplikasi Photodiode Array Spectrophotometer Kelompok 4



Alyaa Farrah Dibha Fety Andriani Luluk Indri Astuti El Fajriyah Auliya Putri Boyfannie Ivan Putra



206090200011002 206090200011011 206090200011012 216090201111004 216090201111009



PENDAHULUAN



Spektrofotometer UV-VIs



Photodiode Array (PDA) Detector



Photodiode Array (PDA) merupakan rentang linier fotodioda diskrit pada integrated circuit (IC) atau juga dapat disebut sebagai pendeteksi simultan dari panjang gelombang. PDA berfungsi untuk merekam spektrum serapan UV total sampel yang melewati sel aliran sampel



PERBEDAAN UV-Vis & PDA



a) UV-Vis



(b) PDA



UV-Vis & PDA • Detektor UV-Vis paling sering digunakan untuk mengukur komponen yang menunjukkan spektrum serapan di daerah ultraviolet atau tampak. • UV-Vis umumnya hanya mengukur beberapa panjang gelombang tertentu yang dapat dipilih pengguna secara bersamaan dan konfirmasi analit spesifik didasarkan pada waktu retensi dalam kromatografi. • PDA mendeteksi penyerapan di wilayah UV ke Vis, sementara detektor UV-Vis hanya memiliki satu bagian penerima cahaya sisi sampel, PDA memiliki beberapa susunan fotodioda untuk mendapatkan informasi pada rentang panjang gelombang yang luas dalam satu waktu, ini merupakan kelebihan dari PDA.



Photodiode Array Spektrophotometer Detektor Photodiode-Array (PDA) merupakan detektor UV-Vis dengan berbagai keistimewaan. Detektor ini mampu memberikan kumpulan kromatogram secara simultan pada panjang gelombang yang berbeda dalam sekali proses (single run). Selama proses berjalan, suatu kromatogram pada panjang gelombang yang diinginkan (biasanya antara 190-400) dapat ditampilkan. Dengan demikian, PDA memberikan banyak lebih banyak informasi komposisi sampel dibanding dengan detector UV-Vis.



Photodiode Array Spectrophotometer



PRINSIP PDA



Geometri PDA didefinisian oleh batang p-type yang tersebar dalam silikon η-type. Pada saat awal pengukuran elemen dioda kapasitif terisi penuh. Muatan yang tersimpan di persimpangan pn bias terbalik seperti diantara strip p-type maka dapat dilepas di antara pemindaian (pembacaan).



Pelapasan ini terjadi karena pembawa muatan yang dihasilkan foton (cahaya jatuh pada dioda) dan pembawa muatan yang dihasilkan secara termal (Gelap). Muatan yang dihasilkan pada daerah diantara dioda atau daerah p terbagi secara proporsional antara dioda yang berdekatan untuk menghasilkan fungsi respon seperti gambar disamping



PRINSIP PDA



Paparan cahaya dari setiap fotodioda menghasilkan arus. Cahaya menciptakan pasangan lubang elektron dan elektron bermigrasi ke sambungan PIN atau PN terdekat. Setelah waktu integrasi tetap, muatan pada setiap elemen dibaca secara berurutan dengan sirkuit solid-state untuk menghasilkan respons detektor sebagai fungsi jarak linier sepanjang larik.



KELEBIHAN



- radiasi yang diukur adalah radiasi polikromatis, sehingga sampel kompartemen terbuka, - wave length reproducibility karena tidak ada gerakan mekanis untuk mengatur panjang gelombang, - kecepatan scanning sangat tinggi.



KEKURANGAN KEKURANGAN



- Banyak noise karena jumlah cahaya kecil - PDA juga rentan terhadap berbagai perubahan, seperti fluktuasi cahaya.



Review Journal Author Title



Publicati on name



Date Edition DOI



Mohamed H. Abdel-Hay , Marwa A.A. Ragab, Hytham M Ahmed, Sara M. Mohyeldin Diode array detection and derivative spectroscopic methods for stability study of Oxprenolol and Cyclopenthiazide in liquids Journal of Molecular Liquids



201 Volume 231 Issue 7 http://dx.doi.org/ Database 10.1016/j.molliq.2 017.01.102



Pages



314-324



PENDAHULUAN



Hiperten si



Memungkinkan beberapa



untuk diidentifikasi penyebab spesifik hipertensi pada



pasien



namun



biasanya



penyebab



hipertensi



bersifat



multifaktorial yaitu tidak disebabkan oleh satu penyebab saja sehingga masih dirasa kurang jika hanya menormalkan tekanan dengan mengganggu salah satu mekanisme pressor (yang menyebabkan peningkatan kenaikan tekanan



darah).



Tujuan



dari



pemberian



obat



hipertensi



adalah



menurunkan tekanan darah hingga normal tanpa adanya efek samping, yang salah



satunya



dapat



dilakukan



mekanisme kerja yangdikembangkan berbeda. Dewasa ini mulai



dengan obat



menggabungkan



kombinasi



obat



tunggal/single



dengan



pill



combinations (SPC) sebagai pilihan untuk mengobati hipertensi. Namun penggunaan obat jenis ini perlu dianalisis lebih lanjut dengan metode baru yang cocok untuk menentukan simultan obat yang diberikan secara



bersamaan.



Oxprenolol “OXP” merupakan obat beta nonselektif (beta-blocking) lipofilik yang bekerja dengan aktivitas anti-aritmia, anti-angina (mengencerkan darah), dan anti-hipertensi.



Cyclopenthiazide “CYPZ” merupakan obat turunan benzothiadizine sulfonamide yang termasuk obat diuretik yaitu bekerja dengan membuang kelebihan garam dan air dari dalam tubuh melalui urin.



Obat diuretik memiliki kelemahan seperti dapat menyebabkan gout (radang sendi karena asam urat), perubahan metabolisme glukosa dan hipokalemia. Namun, di sisi lain penggunaan obat beta-blocking dapat mengurangi beberapa efek samping ini. Oleh karena itu, kombinasi obat diuretik dan obat beta-blocking memiliki manfaat besar dalam pengobatan hipertensi.



Berbagai metode analisis dilaporkan untuk penentuan OXP dan CYPZ, baik analisis dalam bentuk tunggal atau dengan kombinasi dengan senyawa lain.



-



-



Analisis OXP Non-aqueous titration secara spektrofotometri dan potensiometri HPLC-DAD LC-MS GC TLC dengan evaluasi fluorimetri Capillary electrophoresis (CE)



Sedangkan sejauh ini belum pernah dilaporkan adanya analisis penentuan OXP dan CYPZ secara simultan dalam sediaan farmasi. Oleh karena itu dalam jurnal ini mencoba untuk melakukan dan membandingkan berbagai metode spektrofotometri dan metode kromatografi yang diusulkan untuk analisis campuran biner OXP-CYPZ dalam jumlah besar dan dalam bentuk LPT (Laboratory Prepared Tablets).



• Analisis CYPZ - HPLC-UV - LC-MS/MS - GC-MS



• •



Metode pertama melibatkan penggunaan spektrofotometri turunan pertama (1D) dan kedua (2D). Metode kedua tergantung pada penggunaan metode rasio turunan pertama (1DR). Metode ketiga menggunakan metode HPLC-DAD; untuk validasi spesifisitas, stabilitas rinci OXP dan CYPZ dalam kombinasi, dan uji stabilitas tunggal.



METODE PENELITIAN



Alat dan Bahan  OXP dan CYPZ (Pharmaceutical grade)  LPT yang mengandung 160 mg OXP dan 0,25 mg CYPZ  Metanol (untuk metode spektrofotometri)  HCl  NaOH  NaH2PO4  H2O2 (50%)  Aquades  Metanol (HPLC-Grade)



 Spektrofotometer



Specord



S600



yang



terhubung



dengan software WinAspect versi 2.3, Analytic Jena



AG,



Jerman.



Sel



kuarsa



1



cm



(Analytic



Jena)  Sistem



HPLC-DAD



Clara,



CA,



(Agilent



USA)



terdiri



Technologies, dari



Santa



Agilent



1200



Series Quaternary pump G1311A yang terdiri dari kabinet



pelarut,



Degasser



G1322A



Agilent dan



1200



pompa



Series



Vacuum



gradien



empat



saluran; Agilent 1200 Series Diode Array dan Multiple Wavelength detector G1315D. Sistem LC



Fase Gerak :  Asetonitril (HPLC-Grade)  Dapar fosfat pH 3,5



dilengkapi Thermostated Agilent



1200



dengan Column Series



Agilent



1200



Compartment Manual



Series



G1316A



Injector



dan yang



menggunakan katup injeksi sampel port Rheodyne 7725i7 dan dilengkapi dengan loop sampel 20 L. Sistem ini terhubung ke komputer yang dimuat dengan Agilent ChemStation Software. Pemisahan



Preparasi Sampel (Pengondisian) Analisis Larutan Spektrofotometr i Analisis HPLC Larutan Pembanding (Standart)



stok disiapkan yaitu OXP sebanyak 1000 g/mL dan CYPZ sebanyak 20 g/mL yang dilarutkan dengan methanol.



Larutan stok OXP adan CYPZ 1000 g/mL disiapkan dengan dilarutkan dengan metanol (HPLC-grade) dan terlindung dari cahaya. Larutan disimpan dalam lemari es pada suhu 4°C. Sepuluh tablet (LPT yang mengandung 160 mg OXP dan 0,25 mg CYPZ selain laktosa, pati, natrium lauril sulfat, aerosil dan magnesium stearat sebagai pengisi tablet) disiapkan untuk sampel formulasi farmasi. Berat ratarata satu tablet (500 mg) dipindahkan ke labu ukur 100 mL dan ditambahkan metanol (HPLC-grade) sebanyak 40 mL (HPLC-grade), kemudian disonikasi selama 15 menit dan ditambahkan metanol sampai tanpa batas. Setelah itu dilakukan penyaringan dan diambil 1 mL ke dalam labu ukur 10 mL dan diencerkan dengan HCl 0,1 M (dalam metode spektrofotometri) atau dengan fase gerak (dalam



Metode Spektrofotometri Larutan disiapkan dengan



mengencerkan alikuot dari larutan stok OXP dan CYPZ menggunakan HCl 0,1 M ke dalam dua set labu ukur 10 mL yang terpisah. Pengenceran dibuat untuk mendapatkan kisaran konsentrasi akhir 10-200 g/mL untuk OXP dan 0,2-12 g/mL untuk CYPZ. Spektrum serapan orde nol (0D) dari larutan standar yang disiapkan dipindai dari 200 hingga 400 nm dan disimpan di komputer. Semua spektrum disimpan menggunakan perangkat lunak WinAspect.



• Metode spektrofotometri turunan (Derivative spectrophotometric



method)



Spektrum 1D dan 2D direkam terhadap larutan HCl 0,1 M. Nilai absolut amplitudo 1D pada 335,5 nm (untuk CYPZ) dan amplitudo 2D pada 280,5 nm (untuk OXP) diplot terhadap konsentrasi yang sesuai.



• Metode spektrofotometri rasio derivatif (Derivative ratio



spectrophotometric method) Spektrum OXP dibagi dengan spektrum 2 g/mL larutan standar CYPZ, dan kemudian spektrum rasio yang dikembangkan disimpan dan spektrum turunan pertama diperoleh. Kurva kalibrasi untuk OXP ditetapkan dengan memplot amplitudo 1DD pada 285,5 nm versus konsentrasi OXP yang sesuai, dan kemudian persamaan regresi dihitung. Langkah penentuan OXP yang sama dilakukan dengan membagi spektrum CYPZ dengan spektrum 30 g/mL larutan standar OXP, kemudian spektrum rasio yang dikembangkan disimpan. Spektrum turunan pertama diperoleh. Kurva kalibrasi untuk CYPZ ditetapkan dengan memplot amplitudo 1DD pada 335,5 nm versus konsentrasi yang sesuai, dan kemudian persamaan regresi dihitung.



Metode HPLC Fase gerak yang digunakan adalah asetonitril (pelarut A) dan 50 mM dapar fosfat pH 3,5 (pelarut B) dengan perbandingan 50:50 (v/v). Fase gerak dihilangkan gasnya dan disaring dengan melewati filter membran ukuran pori 0,45 m (Millipore, Milford, MA, USA) sebelum digunakan. Pelarut ini dipompa melalui kolom analitik Agilent Zorbax Eclipse SB-C18 (250 × 4,6 mm, 5 m) dengan laju alir 1 mL/menit pada suhu kamar.



Volume sampel yang disuntikkan adalah 20 L dan DAD ditetapkan pada 224 nm. Volume yang akurat dari larutan stok OXP dan CYPZ dipindahkan ke dalam satu set labu ukur 10 mL.



Larutan



diencerkan



dengan



fase



gerak



yang



digunakan



untuk



mencapai



rentang



konsentrasi OXP 1-300 dan CYPZ 0,1-150 g/mL. Setiap larutan sampel disaring dengan menggunakan filter 0,45 mm. Area puncak diplot terhadap konsentrasi yang sesuai untuk mendapatkan grafik kalibrasi masing-masing obat dan persamaan regresi untuk kedua obat dihitung.



Stress Degradation (Studi Degradasi) • Hidrolisis asam dan basa



• Hidrolisis netral



Studi degradasi dilakukan pada masing-masing obat secara individual untuk mengetahui puncak degradasi masing-masing obat dan campuran binernya.



Aliquot 1,0 mL dari masing-masing larutan stok OXP dan CYPZ dipindahkan ke dalam labu ukur 10 mL. Campuran biner ini diperlakukan dengan 1,0 mL 0,5 M HCl (untuk hidrolisis asam) dan dengan 1 mL 0,5 M NaOH (untuk hidrolisis basa). Labu dipanaskan dalam penangas air pada suhu yang berbeda (60, 70, 80 dan 100°C) selama 30 menit. Kemudian ditunggu hingga suhunya normal dan ditambahkan fase gerak hingga tanda batas.



Volume 1,0 mL dari masing-masing larutan stok OXP dan CYPZ dipindahkan ke dalam labu ukur 10 mL. Kemudian ditambahkan aquades 2mL dan labu dipanaskan dalam penangas air pada suhu yang berbeda (60, 70, 80 dan 100°C) selama 30 menit. Kemudian ditunggu hingga suhunya normal dan ditambahkan fase gerak hingga tanda batas.



• Degradasi Oksidatif



• Degradasi Panas Kering



• Degradasi Fotolitik



Ditambahkan 3 mL H2O2 (10% v/v) ke dalam labu ukur 10 mL yang berisi larutan stok OXP dan CYPZ masing-masing 1 mL. Labu dipanaskan dalam penangas air suhu yang berbeda (60, 70, 80 dan 100°C) selama 30 menit. Setelah itu, labu yang telah dipanaskan didinginkan sampai suhu kamar. Kemudian ditambahkan fasa gerak sampai tanda batas labu ukur.



Untuk tekanan termal, 10 mg bagian dari masing-masing bubuk kering OXP dan CYPZ dicampur bersama dan ditempatkan dalam botol dalam oven suhu terkontrol pada 60°C selama 8 jam. Kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 10 mL dan ditambah metanol (HPLC-grade) hingga tanda batas. Kemudian, 1,0 mL larutan ini diencerkan ke dalam labu ukur 10 mL dengan menggunakan fase gerak.



Studi stabilitas foto dilakukan dengan memaparkan sinar matahari pada siang hari (selama 8 jam) pada labu ukur 10 mL yang berisi 1,0 mL dari masing-masing larutan stok OXP dan CYPZ. Selanjutnya, studi degradasi tegangan dalam radiasi UV langsung dilakukan dengan memaparkan labu yang disiapkan serupa ke radiasi UV pada 254 nm selama 8 jam pada suhu sekitar. Kemudian larutan dinetralkan dengan mengatur pH larutan menjadi 7, lalu disaring dengan menggunakan filter 0,45 m dan disuntikkan ke dalam sistem HPLC menggunakan kondisi kromatografi sebelumnya.



HASIL SPEKTROSKOPI



1



CYPZ OXP



• Spektra UV dari OXP dan CYPZ panjang gelombang 200-400 nm • Panjang gelombang OXP : 273 nm • Panjang gelombang CYPZ : 225, 319 nm



pada



274,



• Panjang gelombang 1D CYPZ : 335.5 nm • Panjang gelombang 2D OXP : 280.5 nm • Senyawa OXP dapat ditentukan tanpa adanya gangguan dari senyawa CYPZ menggunakan turunan ke-2 • Panjang gelombang gambar b dan c nilai •dipilih Analisis berdasarkan senyawa CYPZ recovery dan RSDdengan terbaik panjang dilakukan gelombang 280.5 nm (D) • Analisis OXP dengan menggunakan perbedaan konsentrasi dari OXP dan CYPZ



2



OXP



CYPZ



• Panjang gelombang OXP : 285.5 nm • Panjang gelombang 1D CYPZ : 335.5 nm • Tidak digunakan gangguan dalam metode kedua ini



HASIL HPLC



Optimalisasi Kondisi Kromatografi



 Digunakan kolom C18 karena kedua obat ini dapat terelusi dengan baik yaitu pada menit ke 4.34 untuk OXP dan 6.73 untuk CYPZ  Perlu diketahui penggunaan eluen yang tepat dalam proses optimalisasi kondisi kromatografi sehingga dapat diperoleh kromatogram yang terpisah dengan sempurna  Detektor Photodiode Array digunakan pada panjang gelombang 224 nm



3



PARAMETER YANG DIGUNAKAN UNTUK PENENTUAN OXP DAN CYPZ DENGAN HPLC-DAD



Tidak ada bahan lain (magnesium stearat, laktosa, pati 1500,natrium lauril sulfat dan aerosil 200) yang terelusi selain OXP dan CYPZ ketika dalam bentuk sediaan tablet



HASIL KROMATOGRAM HPLC DARI OXP DAN CYPZ DALAM KONDISI : a. Asam b. Basa c. Netral d. Oksidasi e. UV f. Terpapar Cahaya



Mekanisme degradasi dari CYPZ



KESIMPULAN ▫



Tujuan



dari



membandingkan



penelitian metode



ini



yaitu



spektrofotometri



untuk dan



kromatografi untuk analisis OXP dan CYPZ ▫



Metode pertama yaitu menggunakan turunan pertama dan kedua dari metode kuantitatif spektrofotometer



sehingga dihasilkan panjang gelombang CYPZ : 335.5 nm dan OXP : 280.5 nm ▫



Metode kedua yaitu perbandingan



antara



dengan menggunakan perbedaan OXP



dan



CYPZ.



Didapatkan



panjang gelombang dari OXP : 285.5 nm dan CYPZ : 335.5 nm tanpa adanya gangguan dari masing-masing senyawa



KESIMPULAN ▫



▫



▫



▫



Metode ketiga yaitu HPLC-DAD yang digunakan memiliki keunggulan lebih sederhana, selektif dan hasil yang dapat dipercaya untuk analisis OXP dan CYPZ dalam bentuk sediaan tabletnya Kedua analit (OXP dan CYPZ) dapat dibedakan puncaknya ketika dilakukan beberapa degradasi yaitu hidrolisis, oksidasi, fotolitik ataupun termal. Detektor DAD ini memiliki keunggulan yaitu dapat menjadi alat yang digunakan untuk menentukan puncak kromatogram dan kemurnian dari senyawa tersebut Waktu retensi dari metode HPLC ini yaitu 7 menit sehingga cocok digunakan untuk analisis rutin karena tidak memerlukan waktu yang lama



▫ ▫ ▫



Bagi PPT (BOY, MBAK LULUK : PDA), (ALYAA, EL, MBAK FETY : JURNAL) Buat naskah masing2 Yang perlu ditambahkan : - Perbedaan instrumentasi UV VIS dan instrumentasi PDA, mekanismenya - Kekurangan dan kelebihan -