Presentasi Dosen Kimia pada ICAS Jepang

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Brawijaya (UB), Dr. Sc Akhmad Sabarudin, mempresentasikan hasil penelitiannya pada IUPAC International Congress on Analytical Sciences (ICAS). Kegiatan yang diselenggarakan di Kyoto selama lima hari (22-26/5) ini merupakan hasil kolaborasi antara International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) dan Japan Society for Analytical Chemistry (JSAC). Dalam kesempatan tersebut ia mempresentasikan dua hasil penelitian yang dilakukan bersama group risetnya yang terdiri atas Tomonari Umemura (Ecotopia Science Institute, Nagoya University), Yuka Takasaki (Graduate School of Engineering, Nagoya University), Kazumi Inagaki (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Japan), Yoshinobu Baba (FIRST Research Centre for Innovative Nanobiodevice Nagoya University) dan Hirofumi Noguchi (Baylor Research Institute, Dallas, Amerika Serikat). Penelitian yang dipresentasikan berjudul Anion Exchange Monolithic Microbore Column for Chromatographic Separation of DNA and RNA Fragments dan Highly Precise Measurement of Adipose Tissue-Derived Stem Cells Labelled With Quantum Dots in Mice by ICP-MS.

Kolom Monolithic Microbore
Monolithic materials telah berkembang pesat sejak satu dekade terakhir. Bahkan kini telah memegang peranan penting pada teknik pemisahan dalam bidang bioteknologi, farmasi, dan bidang kimia lainnya. Kolom monolithic memiliki stuktur pori bimodal yang terdiri atas makropori dan mesopori. Makropori membentuk jaringan pori-pori yang padat sementara mesopori membentuk struktur pori yang lebih halus. Secara singkat dapat dikatakan bahwa keunggulan kolom monolithic berasal dari kedua struktur pori-pori ini.

Pemisahan suatu komponen secara cepat pada kolom jenis ini dimungkinkan karena tekanan yang rendah sepanjang kolom sehingga flow rates lebih cepat dan mengurangi waktu pemisahan. Efisiensi tinggi juga dapat diperoleh karena skeleton yang berukuran kecil memberikan luas permukaan yang besar untuk terjadinya proses pemisahan secara effisien. Dengan pori-pori yang besar (large-sized through-pores)pada kolom monolithic akan memberikan mass transfer kinetics yang lebih cepat dan kapasitas ikat yang besar juga.

Pada monolithic berbasis polimer organik, melalui polimerisasi in situ, dapat dengan mudah dilakukan modifikasi untuk pemisahan menggunakan teknik kromatografi. Beberapa mekanisme yang dapat dilakukan seperti pertukaran ion, afinitas, interaksi hidrofilik, interaksi hidrofobik, dll.

Dalam presentasinya, Sabarudin juga membandingkan dua metode polimerisasi yaitu irradiasi gamma dan polimerisasi termal untuk pembuatan polymer poly-(glycidyl methacrylate-co-ethylene dimethacrylate) sebagai monolithic support. Kedua jenis monolithic support ini kemudian dimodifikasi lebih lanjut menjadi penukar anion lemah menggunakan diethyl amine melalui reaksi pembukaan ring epoxide. Kolom monolithic ini dikarakterisasi dengan menentukan Dynamic Binding Capacity (DBC)untuk bovine serum albumin, porositas dan distribusi ukuran pori menggunakan Inverse-Size Exclusion Chromatography (ISEC), morfologi dan through-pore size dengan Scanning Electron Microscope (SEM). Untuk mengoptimalkan proses pemisahan, pengaruh beberapa parameter pemisahan fragmen DNA dan RNA juga dipelajari.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa anion exchanger monolithic microbore ini memberikan potensi yang sangat baik untuk pemisahan fragmen ds-DNA, oligodeoxynucleotida dan fragmen ss-RNA dengan elusi step-gradient menggunakan NaCl dengan buffer Tris-HCl (20 mM, pH 9). 20 bp ds-DNA ladder (13 fragmen), 100 bp ds-DNA ladder (11 fragmen), dT1-dT18 oligodeoxynucleotida, ss-RNA ladder range rendah dan tinggi juga berhasil dipisahkan. Aplikasi lebih jauh menunjukkan bahwa 19 fragmen pBR322-HaeIII digest dapat dipisahkan secara efisien.

Pengukuran distribusi ASCs yang dilabeli QDs
Adipose tissue-derived stem cells (ASCs) berpeluang tinggi untuk diterapkan dalam cells therapy karena kemampuannya melakukan pembaharuan diri dari organ yang rusak atau berpenyakit melalui injeksi intravena sederhana. Untuk memastikan distribusi dan jumlah ASCs yang ditransplantasikan, teknik imaging fluorescence menggunakan Quantum Dots (QDs) telah sering digunakan, meskipun memiliki tingkat sensitivitas yang rendah.

Terkait hal tersebut, dalam penelitian ini dicoba untuk mengkuantifikasi distribusi ASCs pada organ tikus (jantung, paru-paru, hati, limpa, dan ginjal), yang diinjeksi dengan QDs-labeled ASCs (QDs-ASCs) melalui deteksi komponen metals QDs dengan Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS).

Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat dan teliti, solution-based ICP-MS yang digunakan dalam penelitin ini digabungkan dengan Micro-Flow Injection System dan Capillary-attached Micronebulizer

Sebanyak 16 elemen esensial (Na, K, Mg, Ca, P, S, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Se, Sr, Mo) dan komponen utama QDs yaitu Cd, Se, Te yang terdapat organ tikus telah berhasil dikuantifikasi dengan hanya menggunakan 1 mg sampel dalam waktu 2 menit. Dibandingkan kontrol, tikus yang dipapar menggunakan QDs-ASCs menunjukkan kandungan Cd dan Te lebih tinggi pada semua organ. Menariknya, perbandingan molar antara Cd dan Te pada masing-masing organ sekitar 27, dan nilai ini setara dengan perbandingan yang terdapat pada QDs. Dengan demikian kenaikan Cd (atau Te) dapat digunakan sebagai tracer dalam menentukan QDs-ASCs yang terdistribusi pada organ tikus. Hasilnya, sekitar 36.6% ASCs terdaapat pada hati, sedangkan yang terdapat di paru-paru, jantung, limpa dan ginjal sekitar 26.2%, 0.49%, 0.44% dan 0.42%. ASCs yang lain dimungkinkan terserap oleh pembuluh darah atau organ lainnya.

Leave a Reply

Your email address will not be published.