LAPORAN AKHIR
Penelitian Fundamental
KONTROL KUALITAS PRODUK FARMASI MENGGUNAKAN ARUS INDUKSI DAN EMISI PLASMA YANG DIINDUKSI OLEH
ABLASI LASER ND-YAG
Tahun ke 2 dari rencana 2 tahun Dr. Syahrun Nur, M.Si
(NIDN 0024126702)
Lydia Septa Desiyana, M.Si., Apt.
(NIDN 0025098107) Drs. Kurnia Lahna, MT
(NIDN 0001026104)
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Nopember, 2015
RINGKASAN
Karakteristik fisis tablet telah diuji dengan menggunakan emisi plasma yang diinduksi oleh laser Nd-YAG pada tekanan atmosfir pada lingkungan udara. Kekerasan tablet diuji menggunakan rasio intensitas ion Mg (II) 279.5 nm dan garis emisi netral Mg (I) 285.2 nm. Untuk membuktikan bahwa sinyal emisi plasma bervariasi terhadap kekerasan sampel, telah dibuat beberapa pelet (menyerupai tablet) dengan kekerasan yang berbeda. Proposional dengan tingkat kekerasan sample, rasio Mg (II) /Mg (I) semakin tinggi nilainya untuk sampel yang semakin keras. Pada eksperimen ini diuji juga pengaruh ukuran partikel serbuk obat terhadap kekerasan tablet. Untuk butiran yang lebih halus, diperoleh nilai rasio yang lebih tinggi dibandingkan dengan butiran yang besar. Selain menggunakan perhitungan rasio kekerasan, telah digunakan metode arus induksi. Arus induksi timbul oleh gerak elektron cepat akibat ablasi oleh cahaya laser. Untuk sampel tablet keras dihasilkan intensitas arus induksi yang relatif lebih tinggii dibandingkan dengan intensitas arus induksi dari sampel tablet lunak. Aplikasi dari hasil tersebut digunakan untuk mengontrol kualitas tablet di pasaran terutama yang terkontaminasi oleh lingkungan.
PRAKATA
Penelitian diarahkan pada studi untuk mendapatkan hubungan antara karakter emisi plasma dan karakter fisis tablet (produk farmasi). Hubungan tersebut akan memperlihatkan bagaimana spektrum dari emisi plasma berkorelasi dengan parameter fisis tablet seperti kekerasan tablet dan ukuran butir serbuk obat.
DAFTAR ISI
BAB 1. PENDAHULUAN...3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA...5
BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN...11
BAB 4. METODE PENELITIAN...12
BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN...13
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN...21
DAFTAR PUSTAKA...22 DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Set-up eksperimen
Gambar 2. Spektrum emisi plasma yang dihasilkan oleh ablasi sampel dengan kekerasan yang berbeda; (a) Sampel dg beban tekan 4 ton; (b) sampel dengan beban tekan 8 ton; dan (c) sampel dengan beban tekan 10 ton.
Gambar 3. Grafik kekerasan tablet sebagai fungsi tekanan pengempaan.
Gambar 4. Spektrum emisi plasma yang dihasilkan oleh ablasi sampel dengan ukuran butir yang berbeda (a) butir besar; (b) butir halus
Gambar 5. Arus Induksi akibat elektron cepat yang terinjeksi dari permukaan tablet keras.
Gambar 6. Arus Induksi akibat elektron cepat yang terinjeksi dari permukaan tablet lunak.
Gambar 7. (a) Rasio Mg II dan Mg I pada tablet tidak tidak terkontaminasi; (b) pada tablet terkontaminasi.
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang dan Permasalahan
Manufaktur farmasi menerapkan kontrol kualitas (quality control) yang sangat ketat pada produk-produknya dalam hal keamanan, kemurnian dan kesesuaian komposisinya. Sebagai contoh, standar farmasi mengharuskan kosentrasi obat terkandung dalam sebuah tablet berada pada rentang 95% dan 105 % dari klaim yang terdapat pada label [L. St-Onge dkk, 2002].
Sementara komponen-komponen tablet lainnya, seperti lubrikan dan desintegrant perlu dikontrol agar memenuhi sifat-sifat mekanik yang diinginkan. Selain hal tersebut, beberapa tablet memiliki pelapisan film yang multifungsional dimana ketebalan lapisan film juga perlu dikontrol secara akurat.
Sekitar 70 % produk-produk obat yang dipasarkan adalah dalam bentuk dosis padat, dan sebagian besar berbentuk tablet atau dosis kapsul. Secara umum, kandungan obat atau “Active Pharmaceutical Ingredient (API)” adalah kurang dari setengah massa dosis padat [Simon Bechard dkk, 2006]. Ingredien lainnya meliputi lubrikan (membantu proses pembentukan tablet), dan pengurai (membantu penguraian obat ketika bentuk dosis padat dicerna). Sisa ingredien dosis padat adalah selulose atau laktosa, atau campuran keduanya. Selain komposisi ingredien tersebut, jumlah signifikan obat dalam bentuk dosis padat memiliki satu atau lebih pelapisan film. Lapisan film sering digunakan pada bentuk dosis padat untuk beberapa alasan termasuk proteksi obat dari udara, kelembaban dan atau cahaya, membungkus (mask) rasa yang tidak enak dan meningkatkan elegansi atau estetika penampilan produk dan kemudahan untuk ditelan [M. Cecelia Madamba dkk, 2007].
Teknik umum yang digunakan untuk kebanyakan prosedur analitik pada manufaktur farmasi adalah “High Performance Liquid Chromatography (HPLC)”. Namun demikian, teknik ini memerlukan persiapan sampel sehingga tidak memungkinkan untuk analisis yang cepat di tempat produksi [Dibyendu Mukherjee dkk, 2008]. Teknik analitik lainnya yang telah diaplikasikan utuk kontrol kualitas produk-produk farmasi adalah LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy). LIBS tidak memerlukan persiapan sampel dan waktu analisis lebih singkat. Analisis dapat dilakukan di tempat produksi, menghasilkan data yang bernilai dalam hitungan menit.
Analisis dengan teknik LIBS dilakukan memanfaatkan emisi plasma (fenomena optik) yang dihasilkan dari interaksi cahaya laser dan material. Pada interaksi cahaya laser dan material, juga dihasilkan fenomena elektromagnetik, yaitu berupa arus induksi yang dibangkitkan oleh elektron-elektron yang terablasi oleh iradiasi cahaya laser. Pada penelitian sebelumnya, telah digunakan teknik arus induksi untuk memonitor secara real time pemrosesan material menggunakan laser (laser material processing) [Syahrun Nur Madjid dkk, 2004]. Dengan mendeteksi sinyal arus induksi, parameter optimal untuk pemrosesan material dapat dikontrol secara real time sehingga dapat menjaga kualitas produk. Selain itu teknik ini juga telah dapat diaplikasikan untuk memonitor ketebalan lapisan tipis secara real time.
Teknik analitik memainkan peran penting dalam menguji bahan dasar farmasi, formulasi obat, proses optimasi, pengujian impuriti, pengujian dissolusi dan pengujian pada produk yang telah dilepas ke pasar. Diasumsikan bahwa terdapat korelasi yang kuat antara karakteristik fisis tablet dan sinyal spektrum emisi optik dan sinyal arus induksi. Bila hal ini dapat dibuktikan melalui data-data eksperimen, diharapkan dapat dikembangkan suatu metode baru untuk mengontrol kualitas produk farmasi menggunakan cahaya laser secara cepat dan real time.
BAB. 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Metode Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)
Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) merupakan metode spektroskopi emisi atomik (SEA) yang menggunakan plasma yang dibangkitkan laser sebagai sumber vaporisasi termal, atomisasi dan eksitasi. Keuntungan terbesar dibandingkan dengan metode spektroskopi atomik lainnya adalah kemampuannya untuk menggunakan sampel secara in situ dan tanpa memerlukan persiapan sampel yang panjang. Secara prinsip dasar, pengukuran menggunakan LIBS dilakukan dengan membentuk plasma laser pada permukaan sampel atau di dalam sampel dan kemudian mengumpulkan dan menganalisa emisi plasma secara spektra. Analisis kualitatif dan kuantitatif dapat dilakukan dengan memonitor posisi garis emisi dan intensitasnya. Sebagai akibat perkembangan teknologi yang signifikan pada komponen pendukung instrumen LIBS (laser, spektrograph, detektor), metode LIBS mempunyai rentang aplikasi yang sangat lebar.
Kegunaan SEA adalah untuk menentukan komposisi elemental suatu sampel (padat, cair, atau gas). Analisis dilakukan mulai dari rentang identifikasi sederhana atom–atom dalam sampel hingga ke penentuan yang lebih rinci konsentrasi relatif atau massa absolut. Langkah dasar SEA adalah: (1) atomisasi/vaporisasi sampel untuk menghasilkan spesis atomik bebas (netral dan ion), (2) eksitasi atom-atom, (3) deteksi cahaya emisi, (4) kalibrasi intensitas terhadap kosentrasi atau hubungan massa; (5) menentukan kosentrasi, massa, atau informasi lainnya [David A. Cremers dkk, 2006].
Pembentukan dan perkembangan plasma laser berbasiskan waktu diilustrasikan sebagai berikut. Pada waktu yang sangat awal (skala ns), cahaya plasma didominasi oleh cahaya putih kontinyu dengan intensitas yang sedikit bervariasi sebagai fungsi panjang gelombang. Cahaya plasma ini disebabkan oleh mekanisme Bremsstrahlung dan radiasi rekombinasi dari plasma ketika elektron–elektron bebas dan ion-ion berekombinasi dalam plasma dingin. Jika cahaya plasma diintegrasikan seluruh waktu emisi plasma, cahaya kontinyu ini dapat menganggu emisi lemah dari elemen-elemen minor dalam plasma. Untuk alasan tersebut, pengukuran dengan LIBS dilakukan menggunakan deteksi cacah waktu. Dengan cara ini, cahaya putih kuat pada waktu sangat awal (ns) dapat dihindarkan dari pengukuran dengan menghidupkan detektor pada saat intensitas cahaya putih melemah signifikan (skala µs) tetapi emisi atomiknya masih ada .
2.2. Arus Induksi sebagai sinyal monitoring secara real time
Pada peristiwa ablasi laser, selain cahaya plasma laser, dibangkitkan juga arus induksi akibat gerak elektron cepat pada bagian luar plasma. Elektron-elektron tersebut menginduksi elektron-elektron pada elektroda (anoda-katoda) yang ditempatkan beberapa sentimeter dekat target/sampel. Melalui sebuah rangkaian listrik sederhana, arus induksi tersebut dapat diukur pada osiloskop. Prinsip arus induksi berdasarkan pada prinsip ‘ionization chamber’. Prinsip tersebut menjelaskan bahwa elektron-elektron dihasilkan oleh radiasi ionisasi dan elektron- elektron tersebut mengalami percepatan di dalam medan listrik eksternal menuju anoda, sehingga menghasilkan arus induksi pada rangkaian listrik. Perlu ditekankan bahwa arus induksi mengalir pada rangkaian sebagai kosekuensi dari gerak elektron sebelum elektron tiba pada anoda. Proses serupa juga terjadi ketika elektron-elektron bebas dihasilkan dalam plasma laser antara elektroda-elektroda.
Arus induksi yang dihasilkan oleh ablasi laser telah diaplikasikan pada pengolahan material menggunakan laser [Syahrun Nur Madjid dkk, 2004]. Pada pengolahan material tersebut, arus induksi digunakan sebagai alat monitoring ketajaman fokus iradiasi laser selama proses pengeboran material (drilling), dan untuk mengidentifikasi momen ketika cahaya laser mulai penetrasi ke dalam material. Kedua proses tersebut dapat dilakukan secara real time, sehingga kualitas pengolahan material dapat dikontrol secara langsung dan cepat. Pada penelitian tersebut ditemukan juga bahwa arus induksi lebih sensitif dibandingkan dengan sinyal emisi plasma. Namun demikian sinyal emisi plasma dapat digunakan sebagai pembanding dan pelengkap analisis.
2.3. Analisis Serbuk menggunakan metode analitik laser
Material serbuk dalam bentuk butiran atau serbuk halus, kedua-duanya merupakan bentuk bahan mentah yang paling umum pada industri di seluruh dunia. Industri seperti kimia, farmasi, kaca, keramik, makanan, tambang, metalurgi, konstruksi dan industri lainnya banyak menggunakan bahan serbuk secara berkesinambungan pada aplikasi dan proses industrinya.
Bahan serbuk banyak digunakan pada industri sebagai campuran berbagai macam bahan kimia murni dan kualitas produk akhir sangat bergantung pada komposisi campurannya. Kontrol kualitas bahan serbuk dan campurannya menjadi sangat penting untuk menghasilkan produk yang memenuhi nilai standar tertentu.
Beberapa metode analitik telah digunakan untuk mengontrol kualitas bahan serbuk. Pada analisis makanan, metode ‘Inductively Coupled Plasma Atomic Emission (ICP-AES)’ atau
‘Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS)’ telah digunakan untuk analisis elemen terkadung dalam makanan dengan presisi dan sensitivitas yang tinggi. Metode lainnya adalah ‘Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)’, merupakan metode yang potensial untuk analisis kuantitatif sampel serbuk [B. Bousquet dkk , 2007] [ V.Lazic dkk, 2007] . Metode LIBS memungkinkan analisis elemen secara cepat dan langsung tanpa memerlukan waktu yang signifikan dalam persiapan sampel. Pada teknik LIBS yang konvensional, laser Nd-YAG dengan durasi pulsa pendek (8 ns) dan rapat daya yang tinggi (sekitar 1010 – 1011 W/cm2 ) sering digunakan untuk mengiduksi plasma laser pada tekanan atmosperik. Namun demikian, ketika cahaya laser diiradiasikan langsung pada sampel serbuk, serbuk akan berhamburan. Oleh karena itu analisis serbuk sering dilakukan dengan mengubah bentuk serbuk menjadi bentuk pellet [HH.Cho dkk, 2001]. Serbuk biasanya dicampur dengan bahan seperti serbuk KBr dan biasanya sering terjadi error selama persiapan sampel. Beberapa teknik lainnya yang dilakukan adalah dengan meletakkan serbuk ke dalam permukaan adhesive untuk menganalisis serbuk organik [M. Tran dkk, 2001].
2.4. Kualitas produk farmasi
Di Indonesia, produk farmasi yang beredar di pasaran harus memenuhi standar baku yang ditetapkan dalam Farmakope Indonesia. Produk farmasi yang beredar di masyarakat harus dijamin kualitasnya, baik dari segi fisik maupun kandungan obat yang terdapat didalamnya, antara lain keseragaman distribusi bahan-bahan farmasi seperti obat, lubrikan, dan komponen- komponen lainnya yang digunakan untuk memformulasikan campuran serbuk farmasi dan dosis padat/tablet.
Formulasi sebuah tablet atau kapsul mengandung zat aktif dan bahan tambahan (eksipien) yang membantu meningkatkan kualitas dan stabilitasnya. Penambahan eksipien ini tidak boleh mempengaruhi kualitas tablet. Pelapisan film juga sering dilakukan pada tablet untuk membungkus rasa, melindungi senyawa aktif dari cahaya, melindungi obat dari degradasi ketika berada dalam cairan perut, atau untuk memodulasi pelepasan zat aktif obat dari bentuk dosis padat. Pelapisan umumnya mengandung Titanium dioxide sebagai opacifier .
2.4.1. Tablet
Tablet didefinisikan sebagai bentuk sediaan solid yang mengandung satu atau lebih zat aktif dengan atau tanpa berbagai eksipien dan dibuat dengan mengempa campuran serbuk dalam mesin tablet [R.E.King, 1984]. Sedangkan Farmakope Indonesia Edisi IV mendefinisikan tablet sebagai sediaan solid mengandung bahan obat (zat aktif) dengan atau tanpa bahan pengisi.
Tablet terdapat dalam berbagai ragam bentuk, ukuran, bobot, kekerasan, ketebalan, sifat disolusi dan disintegrasi dan dalam aspek lain, tergantung pada penggunaan yang dimaksudkan dan metode pembuatannya [H. Ansel dkk, 1990]. Tablet biasanya berbentuk bundar dengan permukaan datar, atau konveks.
2.4.2. Sifat fisikomekanik
Evaluasi tablet dilakukan dalam rangka menjamin kualitas dan stabilitas tablet sebelum diedarkan ke pasaran. Evaluasi ini dilakukan mulai dari bahan baku, produk ruah dan produk jadi. Evaluasi meliputi sifat-sifat fisikomekanik dan kandungan senyawa aktif dalam sediaan tersebut. Sifat fisikomekanik mencakup:
a. Ukuran Partikel
Berbagai sifat kimia dan fisik zat aktif dipengaruhi oleh distribusi ukuran dan bentuk partikel.
b. Luas Permukaan Partikel
Luas permukaan sampel serbuk dapat dihitung dari pengetahuan distribusi ukuran partikel.
c. Bobot Jenis
Bobot jenis adalah bobot per volume unit. Ada empat tipe bobot jenis, yaitu : (1) bobot jenis nyata, (2) bobot jenis granul, (3) bobot jenis ruah, dan (4) bobot jenis ketuk.
d. Sifat Aliran Serbuk
Sifat aliran serbuk sangat penting untuk pembuatan tablet yang efisien. Aliran serbuk atau granul yang baik sangat penting dalam proses pengisian ke dalam pencetak tablet sehingga diperoleh keseragaman bobot.
e. Karakteristik Pengempaan / Kompaktibilitas / Kemampatan
Kemampuan campuran serbuk untuk membentuk massa yang solid sangat dipengaruhi oleh karakteristik ketermampatan dan kompaktibilitas dari komponen penyusunnya.
Ketermampatan serbuk adalah kemampuannya mengurangi volume di bawah tekanan.
Kompaktibilitas adalah kemampuan bahan serbuk yang dikempa menjadi suatu tablet dengan
kekuatan renggang tertentu. Kompaktibilitas serbuk farmasetik dapat dikarakterisasi dengan meneliti gaya regang, kekerasan lekukan solid, dan lain-lain yang dibuat di bawah berbagai tekanan.
f. Sifat terbasahi
Keterbasahan solid merupakan suatu sifat yang penting berkenaan dengan formulasi suatu bentuk sediaan solid. Sifat terbasahi dapat mempengaruhi granulasi solid, perembesan (penetrasi) cairan disolusi ke dalam tablet dan granul, dan adhesi bahan solute pada tablet.
Sifat terbasahi sering diuraikan berkenaan dengan sudut kontak yang dapat diukur dengan menempatkan setetes cairan pada bahan yang dipadatkan. Semakin hidrofobik suatu bahan, semakin tinggi sudut kontaknya. Jika nilai diatas 90°, sifat terbasahinya berarti kecil atau keterbasahan spontan tidak terjadi.
g. Higroskopisitas
Banyak zat aktif, menunjukkan kecenderungan mengabsorpsi lembab atmosfer. Jumlah lembab yang diabsorpsi oleh suatu bobot tetap sampel anhidrat berada dalam keseimbangan dengan lembab dari udara pada suhu tertentu disebut “kandungan keseimbangan lembab”.
Kandungan keseimbangan lembab ini mempengaruhi karakteristik aliran dan karakteristik kempa serbuk dan kekerasan tablet dan granulasi akhir. Kandungan lembab eksipien juga dapat mempengaruhi sifat fisikokimia bentuk sediaan solid. Adanya lembab menyebabkan zat aktif terhidrolisa, beraksi dengan eksipien lain atau teroksidasi.
EVALUASI SIFAT FISIK TABLET a. Keseragaman Bobot
Untuk mengetahui apakah seluruh tablet memiliki skala yang telah ditetapkan. Keseragaman bobot dipengaruhi oleh waktu alir. Pemeriksaan dilakukan terhadap 10 tablet yang diambil secara acak dari tiap formula lalu ditimbang bobotnya satu per satu. Dihitung bobot rata-rata untuk satu tablet. Keseragaman bobot tidak tercapai karena > 2 tablet mempunyai penyimpangan bobot 5% dan > 1 tablet mempunyai penyimpangan bobot 10% dari bobot rata-rata (untuk bobot rata-rata > 300mg).
b. Pengamatan Penampilan tablet
Dilakukan pengamatan terhadap penampilan fisik bentuk, ketebalan, tekstur permukaan, warna tablet.
c.. Keseragaman Ukuran
Dilakukan pengukuran terhadap 20 tablet: diameter dan tebal tablet menggunakan jangka sorong.
d. Uji Kekerasan Tablet
Masing-masing 10 tablet dari tiap batch diukur kekerasannya dengan alat pengukur kekerasan tablet. Persyaratan untuk tablet lepas terkendali non swellable adalah 10-20 kg/cm2.
e. Uji Kerapuhan Tablet
Duapuluh tablet dibersihkan dari debu, ditimbang, kemudian dimasukkan ke dalam alat uji keregasan. Alat diputar pada kecepatan 25 rpm selama 4 menit dan alat tersebut akan menjatuhkan tablet sejauh 6 inci setiap putaran. Seluruh tablet dikeluarkan, dibersihkan dari debu dan ditimbang kembali. Dihitung kehilangan bobot dalam persentase. Syarat : lebih kecil dari 1 (%).
f. Waktu Hancur Tablet
Adalah waktu yang dibutuhkan untuk hancurnya tablet dalam media yang sesuai, sehingga tidak ada bagian tablet yang tertinggal diatas kasa. Faktor-faktor yang mempengaruhi: sifat fisik granul, kekerasan, porositas tablet dan daya serap granul. Penambahan tekanan pada waktu penabletan menyebabkan penurunan porositas dan menaikkan kekerasan tablet.
Dengan bertambahnya kekerasan tablet akan menghambat penetrasi cairan ke dalam pori-pori tablet sehingga memperpanjang waktu hancur tablet. Kecuali dinyatakan lain waktu hancur tablet bersalut tidak >15menit.
BAB. 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Pada penelitian ini, tujuannya adalah:
1. Menentukan korelasi antara karakteristik emisi plasma dan karakteristik fisis produk farmasi/tablet.
2. Menguji dan menentukan kekerasan tablet menggunakan rasio garis ionik dan garis netral.
3. Menguji teknik arus induksi untuk menganalisis kekerasan tablet.
4. Menunjukkan bahwa teknik LIBS potensial untuk diplikasikan pada kontrol kualitas produk-produk farmasi.
Manfaat Penelitian adalah:
1. Metode LIBS dan teknik arus induksi dapat digunakan untuk mengontrol kualitas produk farmasi secara cepat dan real time.
2. Menghasilkan karya ilmiah sebagai media “sharing knowledge”.
BAB 4. METODE PENELITIAN
Emisi plasma yang diinduksi oleh laser digunakan untuk menguji dan mengontrol kualitas produk farmasi. Emisi plasma berasal dari atom-atom yang tereksitasi akibat iradiasi cahaya laser pada target/sampel. Emisi plasma digunakan untuk mengidentifikasi elemen-elemen atom terkadung dalam tablet.
Secara umum, set up penelitian menggunakan teknik LIBS ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1. Set-up eksperimen
Laser Nd-YAG fundamental (1064 nm, lebar pulsa 8 ns, frekuensi 10 Hz) dengan energi 7 mJ difokuskan melalui lensa ke permukaan target/sampel yang berada dalam chamber sehingga menghasilkan plasma. Chamber dialiri gas helium dengan laju aliran sekitar 3 l/menit. Emisi plasma diteruskan ke Optical Multichannel Analyzer (OMA) melalui serat optik. Spektra emisi atom dapat dilihat pada monitor. Selama eksperimen, tergantung kondisi yang diinginkan, waktu tunda OMA (delay time) adalah antara 100 ns hingga 1 µs.
Untuk pengujian kekerasan tablet, iradiasi laser difokuskan pada posisi yang tetap pada permukaan tablet. Sementara untuk pengujian profil kedalaman (depth profile), tablet diiradiasi laser sebanyak 20-30 tembakan pada posisi yang tetap (fixed position)
1.000.000 1.050.000 1.100.000 1.150.000 1.200.000 1.250.000 1.300.000 1.350.000 1.400.000
26.400.00026.900.00027.400.00027.900.00028.400.00028.900.00029.400.00029.900.000
Mg II (279,5 nm)
Mg I (285,2 nm)
Sampel Pelet (beban tekan 4 Ton )
BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Variasi nilai rasio Mg II/Mg I terhadap perubahan kekerasan sampel tablet.
Untuk mempelajari bagaimana kekerasan atau tekanan pengempaan tablet berpengaruh kepada nilai rasio garis ion Mg II (279,5 nm) dan garis neutral Mg I (285,2 nm), dibuat sampel tablet dengan tekanan pengempaan bervariasi, yaitu 4 ton, 8 ton dan 10 ton. Gambar 2 (a-c) memperlihatkan emisi garis ion Mg II (279,5 nm) dan garis neutral Mg I (285,2 nm) pada tekanan pengempaan yang berbeda. Dengan bertambahnya nilai tekanan pengempaan, rasio ke dua garis tersebut menjadi besar.
(a) (a)
1.000.000 1.050.000 1.100.000 1.150.000 1.200.000 1.250.000 1.300.000 1.350.000 1.400.000
26.400.000 26.900.000 27.400.000 27.900.000 28.400.000 28.900.000 29.400.000 29.900.000
Sampel Pelet (beban tekan 8 Ton ) Mg II (279,5 nm)
Mg I (285,2 nm)
(b)
Gambar 2. Spektrum emisi plasma yang dihasilkan oleh ablasi sampel dengan kekerasan yang berbeda; (a) Sampel dg beban tekan 4 ton; (b) sampel dengan beban tekan 8 ton; dan (c) sampel dengan beban tekan 10 ton.
Besar rasio Mg II/Mg I berturut – turut adalah 2,97; 3,22 dan 3,31. Berdasarkan nilai tersebut, diperoleh grafik hubungan kekerasan sampel tablet dengan intesitas rasio emisi plasma, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.
1.000.000 1.050.000 1.100.000 1.150.000 1.200.000 1.250.000 1.300.000 1.350.000 1.400.000
26.400.000 26.900.000 27.400.000 27.900.000 28.400.000 28.900.000 29.400.000 29.900.000
Sampel Pelet (beban tekan 10 Ton )
Mg II (279,5 nm)
Mg I (285,2 nm)
(c)
Gambar 3. Grafik kekerasan tablet sebagai fungsi tekanan pengempaan.
b. Pengaruh ukuran butir serbuk terhadap nilai rasio intensitas emisi
2,95 3 3,05 3,1 3,15 3,2 3,25 3,3 3,35
2 4 6 8 10 12
In ten sit as R as io
KEKERASAN Pelet
1.000.000 1.050.000 1.100.000 1.150.000 1.200.000 1.250.000 1.300.000 1.350.000 1.400.000 1.450.000 1.500.000
2.640 2.740 2.840 2.940
x 10000 (a)
Gambar 4. Spektrum emisi plasma yang dihasilkan oleh ablasi sampel dengan ukuran butir yang berbeda (a) butir besar; (b) butir halus.
Pada Gambar 4 memperlihatkan pengaruh ukuran butir terhadap nilai rasio Mg II (279,5 nm) dan Mg I (285,2 nm). Untuk ukuran butir yang halus, diperoleh rasio garis yang lebih besar. Hal tersebut menunjukkan bahwa dibandingkan dengan ukuran butir yang besar, ukuran butir kecil lebih berpengaruh pada kekerasan tablet.
1.000.000 1.050.000 1.100.000 1.150.000 1.200.000 1.250.000 1.300.000 1.350.000 1.400.000 1.450.000 1.500.000
2.640 2.690 2.740 2.790 2.840 2.890 2.940 2.990
x 10000 (b)
c. Arus induksi
Arus Induksi timbul akibat elektron cepat yang keluar dari target/sampel akibat iradiasi cahaya laser. Gambar 5 dan Gambar 6 memperlihatkan arus induksi yang timbul ketika cahaya laser difokuskan pada permukaan tablet, yaitu berturut-turut sampel tablet keras dan sampel tablet lunak. Pada sampel tablet keras, intensitas arus induksi lebih tinggi dibandingkan intesitas pada sampel lunak. Selain itu dapat diamati bahwa intensitas pada sampel tablet keras masih relatif tingg hingga 50 ns, sementara intensitas pada sampel tablet lunak, intensitasnya sudah lemah pada 30 ns. Hal tersebut mengindikasikan, bahwa pada sampel tablet keras, pantulan gelombang kejut oleh iradiasi laser lebih tinggi sehingga menghasilkan banyak elektron. Sementara pada sampel tablet lunak, energi cahaya laser mengalami absorpsi, sehingga gelombang kejut yang dipantulkan tidak sekuat pada permukaan sampel tablet keras.
Gambar 5. Arus Induksi akibat elektron cepat yang terinjeksi dari permukaan tablet keras.
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35
-20 30 80 130 180
In ten sit as , ar b un it
Time, ns
Gambar 6. Arus Induksi akibat elektron cepat yang terinjeksi dari permukaan tablet lunak.
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35
-20 30 80 130 180
In ten sit as , a rb u ni t
Time, ns
d. Aplikasi pada obat yang terkontaminasi
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai rasio Mg II (279,5 nm) dan Mg I (285,2 nm) bervariasi terhadap nilai tekanan pemgempaan tablet. Tablet di pasaran terutama yang penyimpanannya tidak baik akan terkontaminasi oleh lingkungan (temperatur, kelembaman dan cahaya matahari). Salah satu karakteristik tablet yang telah terkontaminasi adalah kekerasannya. Gambar 7 (a-b) berturut-turut memperlihatkan tablet yang tidak terkontaminasi dan terkontaminasi. Dibandingkan dengan tablet tidak terkontaminasi, tablet terkontaminasi memiliki nilai rasio Mg II (279,5 nm) dan Mg I (285,2 nm) yang lebih tinggi. Hal tersebut mengindikasikan telah terjadi perubahan karakteristik tablet dalam hal ini tingkat kekerasannya.
(a)
0 500 1000 1500 2000 2500
250 260 270 280 290 300 310 320
Intensitas (a.u)
Panjang Gelombang (nm)
Gambar 7. (a) Rasio Mg II dan Mg I pada tablet tidak tidak terkontaminasi; (b) pada tablet terkontaminasi.
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil penelitian ini, menunjukkan bahwa teknik laser dapat membedakan perbedaan dua parameter fisis tablet, yaitu kekerasan dan ukuran butir. Rasio Mg II/Mg I memiliki nilai yang tinggi untuk tingkat kekerasan sampel yang meningkat. Sementara ukuran butir serbuk obat, nilai rasio MgII/Mg I akan lebih tinggi untuk butir yang halus. Hal ini memperlihatkan bahwa ada hubungan antara ukuran butir dan kekerasan tablet. Sementara arus induksi menghasilkan intensitas yang relatif tinggi untuk sample tablet keras dibanding sampel tablet lunak.
Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa teknik laser dapat digunakan sebagai alat untuk mengontrol kualitas produk farmasi (tablet) yang ada di pasar.
(b)
DAFTAR PUSTAKA
Bousquet, J.B. Sirven, and L. Canioni (2007), Towards quantitative laser-induced breakdown spectroscopy analysis of soil samp Spectrochim.Acta, part B. 62, 1582-1589
David A. Cremers. L.J. Radziemski, in Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS), Fundamental and Application, edited by Andrzej W. Miziolek et all (2006).
Dibyendu Mukherjee and Meng-Dawn Cheng (2008), Characterization of carbon containing aerosolized drugs using laser induced breakdown spectroscopy, Journal of Applied Spectroscopy, vol. 62, number 5.
H. Ansel et.al, 1990, Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery System, 5 th ed.
HH.Cho, Y.J. Kim, Y.S.Jo, K. Kitagawa, N. Arai, and Y.I. Lee (2001), Application of laser- induced breakdown spectrometry for direct determination of trace elements in starch- based flours J. Anal.At.Spectrom.16, 622-627
Jean-Francois Archambault, Anda Vintiloìu, and Elizabeth Kwong (2005), The effects of physical parameters on laser-induced breakdown spectroscopy analysis of intact tablets, AAPS PharmSciTech.6(2): E253–E261.
L. St-Onge, E. Kwong, M. Sabsabi, E.B. Vadas (2002), Quantitative analysis of pharmaceutical products by laser-induced breakdown spectroscopy, Spectrochemica Acta Part B 57 1131-1140.
M. Cecelia Madamba, Wayne M. Mullet, Smita Debnath, and Elizabeth Kwong (2007), Characterization of tablet film coating using a laser-induced breakdown spectroscopy technique, AAPS PharmSciTech 8(4).
M. Tran, Q.Sun, B.W. Smith, J.D. Winefordner (2001), Determination of F, Cl, and Br in Solid Organic Compounds by Laser-Induced Plasma Spectroscopy,Applied Spectroscopy, 55;
739-744.
Mowery MD, Sing R, Kirsch J, Razaghi A, Béchard S, Reed RA. 2002, Rapid at-line analysis of coating thickness and uniformity on tablets using laser induced breakdown spectroscopy, J Pharm Biomed Anal. 28(5):935-43.
R.E.King, 1984, Dispensing of Medication, 9thMackPubl.CO.
Sabsabi M, Bussiere J. (1998), Method and apparatus for rapid in situ analysis of preselected components of homogeneous solid compositions, especially pharmaceutical compositions. US. Patent 5 781 289.
Simon Bechard and Yves Mouget, in Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS), Fundamental and Application, edited by Andrzej W. Miziolek et all (2006).
Sneddon J, Lee YI. (1997), Novel and recent applications of elemental determination by laser – induced breakdown spectroscopy, Spectrosc. Lett. 30:1417-1427.
Syahrun Nur Madjid, Iwao Kitazima, Takao Kobayshi, Yong Inn Lee, and Kiichiro Kagawa (2004), Characteristics of Induced current due to laser plasma and its application to laser processing monitoring, Japanese Journal of Applied Physics, Vo. 43. No. 3.
V.Lazic, R. Barbini, F. Colao, R. Fantoni, and A. Palucci (2007), Self-absorption model in quantitative laser induced breakdown spectroscopy measurements on soils and sediments, Spectrochim.Acta, part B. 56, 807
