KIMIA FARMASI NURUL QAMARIAH, M.Si DISAMPAIKAN PADA MATA KULIAH KIMIA FARMASI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH TAHUN 2015

RUANG LINGKUP reaksi-reaksi kimia, metode identifikasi, analisis senyawa obat, sintesis senyawa obat, hubungan struktur kimia dengan efek obat

PENGERTIAN Kimia farmasi → penerapan b`bagai teknik, metode & prosedur kimia analisis u/ menganalisis bahan2 atau sediaan farmasi Kimia farmasi melibatkan penggunaan sejumlah teknik dan metode u/ memperoleh aspek kualitatif, kuantitatif & informasi struktur dari suatu senyawa obat pada khususnya dan bahan kimia pada umumnya

Analisis kualitatif → melakukan identifikasi Analisis kuantitatif → menentukan jumlah (kadar) absolut atau relatif Analisis struktur → penentuan letak & pengaturan ruang tempat atom serta identifikasi gugus2 karakteristik (gugus fungsional)

PENENTUAN METODE ANALISIS YANG TEPAT Sifat fisia-kimia obat/zat aktif/analit Exs: kadar asetosal dalam tablet dengan spektro UV dlm pelarut asam Berapa lama asetosal stabil dalam pelarut asam → dapat menentukan waktu yg dperlukan u/ membaca absorbansi larutan asetosal yg belum terdegradasi

Cont’d Teknik & metode analisis → tergantung tujuan dan jenis sampel Eks : banyak →gravimetri/volumetri Senyawa X sedikit → spektrofotometri/ fluorometri

Penggunaan instrumen canggih Metode analisis Klasik/ konvensional Gravimetri Mendasarkan pada penimbangan berat kostan suatu senyawa yang dianalisis Volumetri Pengukuran vol. Larutan baku yg brx dgn senyawa yg akan dianalisis & rxnya b`lngsung scr kuantitatif Modern Penggunaan instrumen canggih Kepekaan tinggi, jumlah sampel sedikit, waktu pengerjaan cepat. Selain melakukan analisis kuanti, dapat juga melakukan pemisahan (kromatografi) Gravimetri : asam salisilat → diendapkan jadi tetraiodofenilenakuinon (kuning) → dipisahkan, ditimbang Volumetri : menggunakan teknik alkalimetri dengan larutan baku natrium hidroksida. Kromatografi cair kinerja tinggi : harus menggunakan senyawa baku rujukan (asam salisilat) Spektrofotometri : melibatkan penggunaan sinar sbg sumber energi Spetrofotometri UV-Vis & fluorometri → senyawa obat yang mempunyai kromofor organik SSA → sangat selektif terhadap logam tertentu

Objek analisis Prosedur analisis Metode analisis Teknik analisis Kalibrasi proses Penyiapan alat & wadah u/ sampling Sampling 1st Penyiapan sampel (eks : homogenisasi, pengawetan) Penyiapan sampel 2nd penyiapan sampel (eks : penyaringan, pengasaman) Penyiapan sampel lanjut (digesti, pengkayaan) Pengukuran Evaluasi Prosedur analisis Metode analisis Teknik analisis Informasi analisis

Teknik analisis (Kealey & Haines, 2002) Sifat yang diukur Penggunaan yang utama Gravimetri Berat senyawa murni/senyawa yang telah diketahui stoikiometrinya Analisis kuantitatif komponen2 mayor & minor Titrimetri Volume larutan baku yg brx dgn analit Analisis kuantitatif komponen mayor & minor Spektrofotometri molekuler dan atom Panjang gelombang dan intensitas radiasi elektromagnetik yg diemisikan atau diserap o/ analit Spektrometri massa Berat analit atau fragmen2nya Kromatografi & elektroforesis B`bagai macam sifat fisika kimia analit yang terpisah Analisis termal Perubahan fisika/kimia dalam suatu analit ketika dipanaskan/didinginkan Karaterisasi komponen2 mayor atau minor dlm bntuk tunggal/campuran Elektrokimia Sifat2 elektris analit dalam larutan Analisis kualitatif dan kuantitatif mayor & minor

Teknik spektrometri (Kealey & Haines, 2002) Dasar Penggunaan yang utama Spektrometri emisi nyala Emisi atomik setelah tereksitasi oleh nyala Penentuan logam2 alkali & alkali tanah Spektrometri serapan atom Penyerapan atomik setelah atom mengalami atomisasi oleh nyala Penentuan logam dalam jumlah sedikit; penentuan non logam Spektrometri fluoresensi atomik Emisi fluoresensi atomik setelah atom mengalami eksitasi oleh nyala Penentuan merkuri dan hidrida2 dari non logam → kadar sedikit Spektrometri UV-Vis Penyerapan molekuler elektronik dalam larutan Penentuan kuantitatif senyawa2 organik tidak jenuh Spektrometri infra merah Penyerapan molekuler vibrasional Identifikasi senyawa2 organik Spektrometri magnet inti Penyerapan energi → perubahan arah spin Identifikasi & analisis struktur senyawa organik Spektrometri massa Ionisasi dan fragmentasi molekul2

Teknik Kromatografi (Kealey & Haines, 2002) Dasar Penggunaan yang utama Kromatografi lapis tipis (KLT) Perbedaan kecepatan migrasi analit melalui fase diam dengan gerakan fase gerak cair atau gas Analisis kualitatif campuran Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) Penentuan kualitatif & kuantitatif senyawa2 yg tidak mudah menguap Kromatografi gas (KG) Penentuan kualitatif dan kuantitatif senyawa2 yang mudah menguap Elektroforesis Perbedaan kecepatan migrasi analit melalui medium buffer Analisis kualitatif dan kuantitatif senyawa2 ionik Spektrometri infra merah Penyerapan molekuler vibrasional Identifikasi senyawa2 organik Spektrometri magnet inti Penyerapan energi → perubahan arah spin Identifikasi & analisis struktur senyawa organik Spektrometri massa Ionisasi dan fragmentasi molekul2

Populasi dan Sampel Populasi Sampel Sampling Generalisasi keseluruhan atau himpunan obyek dengan ciri yang sama Sampel himpunan bagian atau sebagian dari populasi Sampling Proses pengambilan sampel Generalisasi proses pengambilan kesimpulan atas populasi berdasarkan sampel. Generalisasi disebut juga inferensi

Mengapa Menggunakan Sampel Dalam Penelitian, observasi atau percobaan umumnya dilakukan terhadap sampel bukan terhadap populasi Karena: Populasi terlalu besar Observasi atau percobaan bersifat merusak unit sampel Ada keterbatasan waktu dan biaya penelitian Diperlukan adanya kontrol atau pengaturan terhadap variabel tertentu atas obyek penelitian Penggunaan sampel  Lingkup penelitian dapat diperluas.

Pengambilan sampel (Sampling) Bagaimana teknik atau Disain pengambilan sampel? Berapa ukuran (jumlah) sampel yang akan diambil?

Syarat Sampel yang Baik Akurasi : tingkat kekeliruan dalam sampel Presisi : sedekat mana estimasi dengan karateristik populasi Representatif : mewakili populasi

Populasi dan Sampel Sampling Populasi Generalisasi The sample and the population should be similar to one another.

PENGAMBILAN SAMPEL Pengambilan sampel random Bahan = homogen (larutan sejati, batch tablet, ampul) → digerus/digojog terlebih dahulu Pengambilan sampel representatif Bahan ≠ homogen Sampell diambil dari bagian yang berbeda2 dri tiap wadah → dicampur homogen → diambil random

Jenis Sampling SAMPLING SIMPLE RANDOM SAMPLING PROBABILITAS SYSTEMATIC RANDOM SAMPLING STRATIFIED RANDOM SAMPLING CLUSTER RANDOM SAMPLING MULTISTAGE RANDOM SAMPLING SYSTEMATIC SAMPLING QUOTA SAMPLING INCIDENTAL SAMPLING PURPOSIVE SAMPLING SAMPLING JENUH SNOWBALL SAMPLING PROBABILITAS NON PROBABILITAS

Probability sampling Teknik pengambilan sampel yang memberikan peluang yg sama kepada seluruh anggota populasi untuk dipilih menjadi anggota sampel Ukuran populasi dimana sampel diambil hars diketahui Setiap anggota populasi harus mempuyai kesempatan yang sama utk menjadi sampel.

Non probability/Non Random Nonprobability Sampling adalah teknik pengambilan sampel yang tidak memberi peluang/kesempatan sama bagi setiap unsur atau anggota populasi untuk dipilih menjadi sampel. Pengambilan sampel yang tidak didasarkan atas kemungkinan yang dpt diperhitungkan, tetapi semata-mata, hanya berdasarkan pada segi kepraktisan.

1. Simple Random Sampling pengambilan sampel secara acak sederhana Dikatakan simple (sederhana) karena pengambilan anggota sampel dari populasi dilakukan secara acak tanpa memperhatikan strata yang ada dalam populasi itu Dilakukan jika populasinya homogen

1. Simple Random Sampling Dengan cara undian: Semua anggota populasi diberi nomor urut atau kode Kode tersebut ditulis dalam kertas kecil, digulung, dan dimasukan ke dalam sebuah kotak/tempa Keluarkan satu persatu sebanyak jumlah sampel yang dibutuhkan.

1. Simple Random Sampling Keuntungan menggunakan teknik ini  peneliti tidak membutuhkan pengetahuan tentang populasi sebelumnya, bebas dari kesalahan klasifikasi yang memungkinkan dapat terjadi; dan dengan mudah data di analisis serta kesalahan-kesalahan dapat dihitung. Kelemahan dalam teknik ini  peneliti tidak dapat memanfaatkan pengetahuan yang dipunyainya tentang populasi dan tingkat kesalahan dalam menentukan ukuran sampel lebih besar.

2. Sytematic Random Sampling Jika jumlah populasi sangat banyak dan homogen dan jumlah sampel yang diambil juga banyak Metode pengambilan sampel secara sistematis dengan interval (jarak) tertentu antar sampel yang terpilih Pengambilan sampel pertama seperti simple random sampling  sampel kedua dst ditentukan dengan jarak tertentu (N/n) N = jumlah unit populasi n = jumlah unit populasi Lebih efisien dibanding simple random sampling

3. Stratified Random Sampling Jika kondisi populasi mengandung sejumlah katagori yang berbeda, maka kerangka sampel dapat diorganisasikan dengan menggunakan katagori ini ke dalam strata yang terpisah. Sampel kemudian dipilih masing-masing stratum secara terpisah untuk membuat stratum berstrata.

Ada dua alasan dalam meggunakan metode ini ialah: untuk meyakinkan bahwa kelompok-kelompok khusus dalam suatu populasi secara memadai diwakili dalam sampel dan untuk memperbaiki efisiensi dengan memperoleh kontrol yang lebih besar dalam komposisi sampel.

a. Proportionate Stratified Random Sampling pengambilan sampel stratifikasi dengan mempertimbangkan proporsi atau persentase sampel dari setiap stratum Agar perimbangan sampel dari masing-masing strata itu memadai, maka dalam teknik ini sering pula dilakukan perimbangan antara jumlah anggota populasi berdasarkan masing-masing strata. Pelaksanaan pengambilan sampel dengan teknik ini mula-mula peneliti menetapkan unit-unit anggota populasi dalam bentuk strata yang didasarkan pada karakteristik umum dari anggota populasi yang berbeda-beda. Setiap unit yang mempunyai karakteristik umum yang sama, dikelompokkan pada satu strata, kemudian dari masing-masing strata diambil masing2 strata yang mewakilinya

b. Disproportionate Stratified Random Sampling Dilakukan apabila proporsi atau persentase sampel pada setiap stratum tidak mempertimbangkan perbandingan antara stratum yang satu dengan yang lainnya. Artinya dari setiap stratum diambil jumlah sampel yang sama dengan formula n/k : di mana n (banyak sampel yang dikehendaki), dan k (banyak stratum dalam komposisi populasi).

Stratified Random Sampling Populasi Stratifikasi Strata1 Strata2 Strata3 Randomisasi Sampel

4. Cluster Sampling Pengambilan Sampel Acak scra Kelompok atau gugus. Teknik sampling cluster digunakan untuk menentukan sampel bila obyek yang akan ditehti atau sumber data sangat luas, misal penduduk dari suatu negara, propinsi atau kabupaten. Untuk menentukan penduduk mana yang akan dijadikan sumber data, maka pengambilan sampelnya berdasarkan daerah populasi yang telah ditetapkan. Misalnya di Indonesia terdapat 30 propinsi, dan sampelnya akan menggunakan 15 propinsi, maka pengambilan 15 propinsi itu dilakukan secara random.

karena propinsi-propinsi di Indonesia itu berstrata (tidak sama) maka pengambilan sampelnya perlu menggunakan stratified random sampling Propinsi di Indonesia ada yang pendudukanya padat, ada yang tidak; ada yang mempunyai hutan banyak ada yang tidak, ada yang kaya bahan tambang ada yang tidak. Teknik sampling daerah ini sering digunakan melalui dua tahap, yaitu tahap pertama menentukan sampel daerah, dan tahap berikutnya menentukan orang- orang yang ada pada daerah itu secara sampling juga

Jika yang menjadi unit sampling merupakan daerah atau wilayah geografis, seperti: provinsi, kota, kabupaten dst, maka teknik sampling ini disebut area random sampling Misalnya, akan mengumpulkan data dari setiap keluarga tentang biaya hidup perbulan. Keluarga mana yang harus diambil jika penelitian itu dilakukan terhadap kabupaten tertentu, Untuk menentukan sampel keluarga, maka peneliti harus menmpuh langkah- langkah: Menentukan kecamatan sampel Menentukan desa sampel dari kecamatan sampel Menentukan keluarga sampel.

Cluster Random Sampling Populasi Randomisasi Cluster Randomisasi Sampel * Heterogenitas sampel diharapkan sama dengan populasi Sampel

5. Multistage Sampling Pengambilan Sampel secara Gugus Bertahap Pengambilan sampel dgn teknik ini dilakukan berdasarkan tingkat wilayah scr bertahap Dilaksanakam bila populasi terdiri dr macam2 tingkat wilayah. Kombinasi dari teknik pengambilan sampel untuk Probability Sampling (simple – stratified – cluster random sampling)

Multistage random sampling Proses pengambilan sampel secara Tentukan area populasi berdasarkan administrasi pemerintahan Provinsi, Kabupaten, Kecamatan atau Kelurahan atau Karakter lainnya (pedesaan-perkotaan, pantai-pegunungan dsb) Dari area populasi tsb diambil sampel gugus di bawahnya (misalnya apabila area populasinya provinsi maka area gugus di bawahnya kabupaten) Dari area gugus tsb diambil area gugus yg dibawahnya lagi (misalnya kalau area gugus diatasnya kabupaten, maka area gugus dibawahnya adalah kecamatan) dan seterusnya. Akhirnya semua anggota populasi dari gugus yg paling kecil (bawah) misalnya RT, diambil sbg sampel.

Non probability/Non Random Nonprobability Sampling adalah teknik pengambilan sampel yang tidak memberi peluang/kesempatan sama bagi setiap unsur atau anggota populasi untuk dipilih menjadi sampel. Pengambilan sampel yang tidak didasarkan atas kemungkinan yang dpt diperhitungkan, tetapi semata-mata, hanya berdasarkan pada segi kepraktisan.

1. Systematic Sampling Sampling Sistematis adalah teknik pengambilan sampel berdasarkan urutan dari anggota populasi yang telah diberi nomor urut. Misalnya anggota populasi yang terdiri dari 100 orang. Dari semua anggota itu diberi nomor urut, yaitu nomor 1 sampai dengan nomor 100. Pengambilan sampel dapat dilakukan dengan nomor ganjil saja, genap saja, atau kelipatan dari bilangan tertentu, misalnya kelipatan dari bilangan lima, untuk ini maka yang diambil sebagai sampel adalah nomor 1, 5, 10, 15, 20, dan seterusnya sampai 100.

2. Quota Sampling Sampling Kuota adalah teknik untuk menentukan sampel dari populasi yang mempunyai ciri-ciri tertentu sampai jumlah (kuota) yang diinginkan. Teknik penarikan sampel kuota (quota sampling) merupakan teknik penarikan sampel yang sejenis dengan menggunakan teknik penarikan sampel stratifikasi. Perbedaanya adalah ketika menarik anggota sampel dari masing-massing lapisan, peneliti tidak menggunakan secara acak tetapi menggunakan cara kemudahan (accidental) Contoh, akan melakukan penelitian tentang pendapat masyarakat terrhadap pelayanan RS. PKU, Jumlah sampel yang ditentukan 500 orang. Kalau pengumpulan data belum didasarkan pada 500 orang tersebut, maka penelitian dipandang belum selesai, karena belum memenuhi kouta yang ditentukan.

3. Insidental/ Aksidental Sampling Teknik penarikan sampel aksidental ini didasarkan pada kemudahan (Convenience). Sampel dapat terpilih karena berada pada waktu, situasi, dan tempat yang tepat. teknik penentuan sampel berdasarkan kebetulan, yaitu siapa saja yang secara kebetulan/insidental bertemu dengan peneliti dapat digunakan sebagai sampel, bila dipandang orang yang kebetulan ditemui itu cocok sebagai sumber data. Sampel ini digunakan jika peneliti sulit untuk menemukan subyek yang akan diteliti

4. Purposive Sampling Sampling Purposive adalah teknik penentuan sampel dengan pertimbangan tertentu. Teknik penarikan sampel purposive ini disebut juga judgmental sampling yang digunakan dengan menentukan criteria khusus terhadap sampel, terutama orang-orang yang dianggap ahli Sampel ini lebih cocok digunakan untuk penelitian kualitatif, atau penelitian-penelitian yang tidak melakukan generalisasi. Teknik ini digunakan terutama apabila hanya ada sedikit orang yang mempunyai keahlian (expertise) di bidang yang sedang diteliti.

5. Sampling Jenuh Sampling Jenuh adalah teknik penentuan sampel bila semua anggota populasi digunakan sebagai sampel. Hal ini sering dilakukan bila jumlah populasi relatif kecil, kurang dari 30 orang, atau penelitian yang ingin membuat generalisasi dengan kesalahan yang sangat kecil. Istilah lain sampel jenuh adalah sensus, dimana semua anggota populasi dijadikan sampel

6. Snowball Sampling Snowball sampling adalah teknik penentuan sampel yang mula-mula jumlahnya kecil, kemudian membesar. Ibarat bola salju yang menggelinding yang lama-lama menjadi besar. Teknik sampel bola salju (Snowball  Sampling) digunakan jika peneliti tidak memiliki informasi tentang anggota populasi. Peneliti hanya memiliki satu nama populasi. Dari nama ini peneliti akan memperoleh nama-nama lainnya. Teknik ini biasanya digunakan jika peneliti meneliti kasus yang sensitive atau rahasia. Misalnya tentang jaringan peredaran narkoba. Dalam penentuan sampel, pertama-tama dipilih satu atau dua orang, tetapi karena dengan dua orang ini belum merasa lengkap terhadap data yang diberikan, maka peneliti mencari orang lain yang dipandang lebih tahu dan dapat melengkapi data yang diberikan oleh dua orang sebelumnya Begitu seterusnya, sehingga jumlah sampel semakin banyak. Pada penelitian kualitatif banyak menggunakan sampling purposif dan snowball sampling.

Ukuran Sampel Penentuan ukuran sampel  masalah yang pelik Peneliti hanya mengestimasi jumlah sampel yang akan digunakan Tergantung tujuan penelitian dan sifat populasi Uji hipotesis (one sample, two sample etc) atau estimasi proporsi Populasi: finite ataukah infinite Jenis data: rasio, interval, nominal, ordinal Ketelitian yang diinginkan

PENYIMPANAN SAMPEL Suhu meningkat → analit volatil hilang, degradasi karena panas/agen biologis, terjadi peningkatan reaktifitas kimiawi Suhu rendah → analit yang punya kelarutan rendah dalam pelarut ttntu akan terdeposit Perubahan kelembapan → mmpengaruhi kandungan air pada bahan padat higroskopis/terjadi reaksi hidrolisis Oksidasi yang diinduksi oleh udara → kerusakan sampel Analit yang sekelumit → terkadang terjadi penyerapan analit di permukaan dinding wadah /kontaminasi dari senyawa2 yang dilepaskan wadah Sampel yg mengandung analit anorganik → disimpan dalam wadah plastik karena kalium, natrium, boron & silikat dapat dilepaskan oleh wadah2 gelas ke dalam larutan Sampel yg mengandung pelarut organik → wadah gelas

PRA-PERLAKUAN SAMPEL Memanaskan sampel (analit tahan panas) 100-120oC → menghilangkan pengaruh variasi kandungan air Menimbang sampel (sebelum & sesudah pemanasan) →kadar air Memisahkan analit dgn karakteristik tertentu : destilasi, sentrifugasi, filtrasi, ektraksi pelarut, & ekstraksi fase padat Menghilangkan komponen matriks sampel yg dapat mengganggu analisis Memekatkan analit jika kandungan di bawah kisaran konsentrasi metode analisis yg digunakan. Eks : penguapan, distilasi, pertukaran ion, ekstraksi pelarut, ekstraksi fase padat, atau elektrolisis

PRA-PERLAKUAN SAMPEL Teknik pra-perlakuan yang sering digunakan: Analisis langsung Sediaan cair → langsung / diencerkan / dipekatkan Ekstraksi padat-langsung Menggerus matriks padat → serbuk halus →ekstraksi pelarut → penyaringan (tabel berikutnya)

Metode Prosedur ringkas Keuntungan Kerugian Tablet dilarutkan lgsung dgn pelarut yg sesuai Pengukuran alikuot larutan Menghilangkan segregasi Obat harus terlarut sempurna dalam pelarut selama tablet mengalami disintegrasi B Menggerus tablet → serbuk Melarutkan serbuk dalam pelarut yg sesuai Menghilangkan segregasi. Obat dilepaskan secara bebas, dengan tidak tergantung pada karakteristik tablet Beberapa bahan tambahan aktif masih tetap tidak larut karena telah tercapainya batas kelarutan obat C Serbuk → ayakan 60 mesh Menghilangkan adanya kecenderungan penggumpalan Pengayakan dapat menghasilkan muatan elektrostatik antar partikel yang justru akan menyebabkan terjadinya penggumpalan D Melarutkan serbuk dalam pelarut organik Melanjutkan penggerusan Menguapkan pelarut Menghilangkan adanya kecenderungan penggumpalan dan adanya partikel yang maeur (free-flowing). Memfasilitasi kelarutan bahan obat dalam pelarut Obat dan bahan tambahan lainnya dapat beruhan secara kimiawi oleh pelarut organik Sumber : Adamovies, 1997