POLIMERBERCETAKANMEROPENEMSEBAGAISORBEN SELEKTIFEKSTRAKSIFASAPADATPADA PENENTUANMEROPENEMDALAMPLASMADARAH DISERTASI Karyatulissebagaisalahsatusyarat untukmemperolehgelarDoktordari InstitutTeknologiBandung Oleh LASMARYNASIRUMAPEA NIM:30515015 (ProgramStudiDoktorKimia) INSTITUTTEKNOLOGIBANDUNG Desember2020 2 ABSTRAK POLIMERBERCETAKANMEROPENEMSEBAGAISORBEN SELEKTIFEKSTRAKSIFASAPADATPADAPENENTUAN MEROPENEMDALAMPLASMADARAH Oleh LasmarynaSirumapea NIM:30515015 (ProgramStudiDoktorKimia) Metodeanalisisberperansangatpentingdalamkeberhasilananalisisobatdalam matriksbiologi.Sensitivitasmetodeanalisisharussangattinggikarenakonsentrasi obatdalamplasmasangatkecil.Selektivitasjugaharustinggikarena banyaknyasenyawalaindalamplasmayangdapatmenggangguanalisis.Untukitu diperlukanpenyiapansampelyangakuratdanselektifsebelumdilakukananalisis. Salahsatumetodepenyiapansampeladalahekstraksifasepadat/solidphase extraction(SPE)yangmenggunakansorbentertentu.Sampaisaatinisorbenuntuk ekstraksifasepadatyangdigunakanuntukpreparasisampeldalamanalisis meropenemmasihberupasorbenkonvensional.Meropenemmerupakansenyawa obatantibakteriyangmemilikicincinbetalaktam.Monomerasammetakrilat (MAA)danakrilamida(ACR)belumpernahdilaporkandibuatdandigunakan sebagaimonomerfungsionaldalampembuatansorbenekstraksifasepadatdengan teknikpolimertercetakmolekul,olehkarenaitumonomerinimenjadimonomer yangdiujikandalampenelitianini.Tujuandaripenelitianyangdilakukanadalah mendapatkansorbenpadatuntukekstraksifasepadatmeropenemdenganteknik molecularlyimprintedpolymermenggunakanmeropenemsebagaimolekul cetakanataulazimdisebutmolecularlyimprintedpolymersolidphaseextraction (MI-SPE).Sorbenyangdisintesisdigunakanuntukmeningkatkanefisiensi pemisahanmeropenemyangterdapatdalammatriksbiologi. Pelaksanaanpenelitiandimulaidengantahappolimerisasidenganmetoderuahdan diakhiridengantahapanpemisahansenyawameropenemdalamsampelplasma darahmanusia.Secaragarisbesar,tahapanyangdilakukanselamapenelitian adalahsintesispolimerbercetakandenganmetoderuah,padakondisipemanasan pada70ºC.TahapberikutnyaadalahkarakterisasisorbenMI-SPEmelaluievaluasi danoptimasikondisiadsorpsi,pengujianselektivitas,penentuankapasitas adsorpsi,pengujianketerulangandanevaluasivolumebreaktrough.Karakterisasi fisiksorbenMI-SPEdilakukandenganfouriertransforminfrared(FTIR)dan scanningelectronmicroscope(SEM).TahapanterakhiradalahpenggunaanMI- SPEuntukpemisahansenyawadarisampelplasmadarahmanusia. Penentuankapasitasadsorpsidaripolimerbercetakanmeropenemdarimonomer 3 fungsionalasammetakrilat(MeIP1)danmonomerakrilamid(MeIP2) menggunakanmodelisotermadsorpsiFreundlichmenunjukkanbahwa MeIP1memilikikapasitasadsorpsisebesar51,963mg/gdanMeIP2sebesar55,017 mg/g.KarakterisasidenganFTIRmemperlihatkanadanyainteraksiikatan hidrogendenganadanyapergeseranbilangangelombangC=Omenjadilebihbesar sesudahekstraksimolekulcetakandariMIP.Puncak-puncakspesifikyang teramatipadaMIP1hasilsintesisadalahpadabilangangelombang950cm -1 dan1018,95cm -1 padaMIP1yangmerupakanpuncakuntukikatanC-Npada betalaktamdanikatanC-Hbetalaktam.PadaMIP2puncakuntukgugus betalaktamteramatipada1049,28cm -1 yangmerupakanpuncakuntukvibrasi waggingdantwistingikatanC-Hpadabetalaktam.Metodeekstraksisecara soxletasimemberikannilaikapasitasadsorpsiterbesardibandingkanmetode batchdansonikasipolimer(31,84mg/g). SelanjutnyadilakukanoptimasikondisiadsorpsiMeIP1danMeIP2menggunakan metodekolomdenganberatsorben50mgdankartridgeSPEkapasitas1mL. Berdasarkanpengujianadsorpsimetodekolomdenganmenggunakanlarutan standarmeropenemdiperolehkondisiterbaikuntukpengkondisiandengan metanol,umpansampeldalampelarutlarutandaparpH3pencuciandenganpelarut asetonitril:air95:5(v/v)danelusidenganpelarutmetanol:asamasetat8:2(v/v). NilaiimprintingdariMeIP1danMeIP2kemudianditentukanuntukMeIP1dan MeIP2untuksenyawaanalogamoksilindansefadroksil.Diperolehhasilperolehan kembaliberturut-turutsebesar1,35dan2,012(terhadapcefadroksildanamoksilin) JumlahvolumeyangdapatditahansetiapkartridgeMI-SPEkemudianditentukan denganvolumebreaktrough(VB),dandihasilkanVBdariMeIP1adalah8mldan MeIP26ml. Aplikasipadaplasmadarahmemberikannilaiperolehankembalisebesar78,52% (MeIP1)dan83,86%(MeIP2).Keterulanganprosesadsorpsiberadapadarentang 75,902–86,648%. Katakunci:ekstraksifasapadat,meropenem,plasmadarahpolimertercetak meropenem. 4 ABSTRACT MEROPENEMIMPRINTEDPOLYMERASSELECTIVE SORBENTFORSOLIDPHASEEXTRACTIONMETHODFOR MEROPENEMANALYSISINHUMANBLOODPLASMA By LasmarynaSirumapea NIM:30515015 (DoctoralPrograminChemical) Meropenemisantibioticofcarbapenemgroup,whichhasbeta-lactamringonits mainstructure.Meropenemisgiventotreatmanykindsofinfectioncausedby bacteria,andalsototreatfeverthatfollowedbythedecreaseofleucosyt.Thiskind ofantibioticisnotoverthecountermedicine,itisgivenonlyondoctor’s presciption.Meropenemisanantibioticthathashighsensitivityonmanykindsof microbes.Theroleofanalyticalmethodsisveryimportantinthesuccessofdrug analysisinbiologicalmatrices.Sensitivityofanalyticalmethodhastobehigh, becauseadrugusuallypresentintheplasmainasmallamount.Analyticalmethod hastobeselectiveduetotheexistenceofothercompounds,whichcaninterferethe analysis.Solidphaseextractionisonetypeofsamplepreparationthatusessorbent. Untilnow,sorbentforsolidphaseextractionofmeropenemisstillaconventional sorbentandhasnotbeenmadewithamolecularimprintingtechnique.Meropenem isanantidiabeticdrugwithabetalactamringinitsmainstructure.Methacrylic acid(MAA)andacrylamide(ACR)monomerhasneverbeenreportedasa functionalmonomerinmolecularimprintedpolymer.Theaimofthisstudywasto haveasolidphaseextractionsorbentformeropenembyusingmolecular imprintedtechniquesusingmeropenemasatemplatemoleculeorcommonly knownasmolecularimprintedpolymersolidphaseextraction(MI-SPE).The sorbentwasusedtoincreasetheseparationefficiencyofmeropeneminbiological matrices. Theresearchwasbegunwithpolymerizationstageusingthebulkmethodandthen endedwithapplicationofthesorbentforseparationofcompoundsinhumanblood plasm.Synthesiswascarriedoutunderheatingof70ºC;bulkpolymerization methodwaschoosenbecauseitssimplicity.Methacrylicacid,acrylamideand itaconicacidwereappliedasfunctionalmonomer.EGDMA,BPO,andDMSO werethecrosslinker,initiatorandporogensolventrespectively.Characterization ofMI-SPEsorbentwasdonethroughadsorptioncondition’soptimization, selectivitytest,determinationofMIPadsorptioncapacity,repeatabilitytestand evaluationofbreaktroughvolume.PhysicalcharacterizationofMI-SPEsorbent wascarriedoutbyusingfouriertransforminfrared(FTIR)andscanningelectron microscope(SEM).TheresearchwasendedwithapplicationofMI-SPEfor 5 extractionofmeropeneminhumanbloodplasm. AdsorptioncapacitiesofMeIP1andMeIP2weredeterminatedbyusing FreundlichadsorptionisotermItwasfoundthatadsorptioncapacityofMeIP1and MeIP2were51,963mg/gand55,017respectively.Physicalcharacterizationusing FTIRshowedhydrogenbondinginteractionsbetweenamonomer-templatefrom C=Ogroupwavenumbershiftingbeforeandaftertemplateextraction.FTIR investigationshowedspecificpeaksofMeIP1at950cm -1 and1018,95cm -1 that indicatesC-NandC-Hbondinbetalactamring.Spesificpeakofbetalactam ringfoundinFTIPspectrumofMeIP2at1049,28cm -1 indicatedthewagging andtwistingvibrationofC-H.Soxletationmethodwasthebestextraction methodthatgavebestadsorptioncapacitycomparedtotheothermethod applied. OptimationofadsorptionconditionsofMeIP1andMeIP2throughthecolumnwere carriedoutwiththeamountofsorbent=50mg,withthecartridgeSPEofmaximum capacityof1mL.Feedsolutionwastheanalytesolutioninphosphatebuffer solutionatpH=3.Theoptimumconditionwere:methanolastheconditioning solvent,acetonitrile:water95:5v/vasthewashingsolvent,andmethanol:acetic acid8:2(v/v)waschoosenastheelutionsolvent. ImprintingfactorsofMeIP1andMeIP2werethencalculatedfortheamoxicillin ancefadroxilasanalogue.Therecoveryofthisparameterwere1,35and2,012to cefadroxilandamoxicillinrespectively.Theretentionvolume(volume breakthrough=VB)wasalsoobserved,andtheVBpointwas8ml(MeIP1)and6 ml(MeIP2) Fortheapplicationofbloodplasm,therecoverywasdetermined.Itisfoundthat MeIP2gavethebetterrecovery(83,86%)thanMeIP1(78,52%).Thereuseability ofadsorptionwasalsodeterminedforMeIP2,i.eintherangeof75,902%- 86,648%. Keywords:Bloodplasm,meropenemimprintedpolymer,solidphaseextraction. 6 POLIMERBERCETAKANMEROPENEMSEBAGAISORBEN SELEKTIFPADAEKSTRAKSIFASAPADAT UNTUKANALISADANPENENTUANMEROPENEM PADAPLASMADARAH Oleh LasmarynaSirumapea 30515015 (ProgramStudiDoktorKimia) InstitutTeknologiBandung Menyetujui TimPembimbing Tanggal……………………….. Ketua (Dr.M.AliZulfikar) Anggota (Prof.M.BachriAmran,DEA) (Dr.AnitaAlni) Anggota.