Bagian Pertama PENDAHULUAN UMUM Bioanalisis merupakan salah satu ilmu terapan yang bermanfaat dan memberikan dukungan yang cukup besar terhadap kemajuan berbagai aspek ilmu yang lain, diantaranya untuk pengembangan obat baru, studi bioavailabilitas dan bioekivalensi, studi dasar penelitian biomedik dan farmasetik, serta penyalahgunaan obat dan farmasi forensik. Perkembangan dan aplikasi dalam bioanalisis sendiri tidak lepas dan dukungan ilmu-ilmu terkait diantaranya mu farmakologi, mikrobiologi, farmakokinetika, toksikologi, kimia analisa dan rancangan obat (Quantitative Structure Activity Relationship/QSAR). Pengetahuan tentang sifat fisika-kimia suatu senyawa. berbagai metode ekstraksi, dan metode analisa misalnya kromatografi, spektroskopi, atau radiokimia sangat mendukung dalam penanganan awal sampel biologis serta penetapan kadar obatnya. Hasil kerja seorang bioanalis dewasa ini menjadi sedemikian penting, karena akan menjadi landasan dalam menentukan langkah lanjut bagi banyak profesi yang lain, misalnya dokter, farmakokinetis, biokemis dan toksikologis. Dalam proses pengembangan obat, peran bioanalisis bisa dirasakan mulai sejak uji farmakologi dan toksikologi, uji metabolisme dan farmakokinetik, uji klinik fase I, uji klinik fase II dan Ill, uji farmakodinamik dan pengembangan formulasi obat. Berperan juga dalam pengawasan obat dan toksikologi forensik. Secara garis besar ilmu ini dibagi dalam dua bagian penting yaitu bioassay atau analisis hayati (merupakan analisis baik secara kualitatif maupun kuantitatif suatu bahan obat,sediaan obat maupun wadah obat dengan melibatkan sistem hayati) dan bioanalisis itu sendiri (merupakan analisis baik secara kualitatif maupun kuantitatif suatu bahan obat maupun sediaan obat dalam sampel biologis). Sistem hayati yang digunakan bervariasi bisa berupa hewan utuh atau organ terisolasi (untuk uji hayati dengan hewan utuh), organisme atau bagian-bagian tertentu dan makhluk hidup misalnya enzim, protein atau DNA. Penelitian bisa dilakukan atau dikembangkan secara in-vivo maupun in-vitro. Bioassay atau uji hayati diklasifikasikan dalam uji hayati kualitatif dan kuantitatif. Uji hayati kualitatif diantaranya meliputi uji pirogen, uji sterilitas, uji mikrobia, uji toksisitas dan penetapan angka antigen, sedangkan uji hayati kuantitatif mempelajari hubungan dosis respon, baik dan efek quantal maupun efek gradual.
lnteraksi antara obat dan organisme hidup akan dipelajari dalam dua bagian ilmu yaitu: (a) farmakodinamika (mempelajari pengaruh obat terhadap tubuh organisme) (b) farmakokinetika (mempelajari pengaruh tubuh organisme terhadap obat) Aksi obat bisa terjadi pada: 1. organisme utuh, 2. organ, 3. jaringan, 4. set, 5. struktur subseluler dan 6. molekul biologi. Berdasarkan adanya aksi reaksi tersebut bisa dipelajari banyak hal, antara lain: a. Efek obat meliputi efek utama (khasiat) dan efek samping (efek toksik atau efek lain setain efek utama) b. Tempataksi c. Mekanisme aksi d. Kinetika obat meliputi absorpsi, distribusi, metabolisme dan ekskresi e. Penetapan kadar obat f. Pengembangan obat baru Perbedaan bioassay dan bioanatisis adalah: 1. Bioassay : analisa kuantitatif atau kualitatif suatu senyawa (obat), sediaan obat atau wadah obat dengan melibatkan sistem hayati 2. Bioanalisis: analisa kuantitatif atau kualitatif suatu senyawa (obat) dalam sampel biologis (penetapan kadar obat dalam cairan hayati)
Bagian Kedua BIOASSAY BAB I. PENDAHULUAN A. Definisi Bioassay (analisis hayati) yaitu: analisa kuantitatif atau kualitatif suatu senyawa (obat), sediaan obat atau wadah obat dengan melibatkan sistem hayati Sistem hayati adalah: media hidup yang digunakan untuk analisis hayati Media tersebut bisa berupa: 1. Hewan utuh (whole animal) atau organ terisolasi (isolated organ) pada analisis hayati dengan binatang 2. Mikroorganisme 3. Enzim atau antibodi pada reaksi antigen-antibodi 4. Kultur sel B. Ruang Lingkup dan Arti Penting Bioassay a. Ruang Lingku Bioassay 1. Farmakologi dan Mikrobiologi - Menentukan potensi dan efi obat - Menentukan nilai ED (effective dose) suatu obat - Keperluan diagnosa 2. Farmakokinetika - Menetapkan nilai MEC, MTC suatu obat atau MIC (antibiotika) - Menetapkan nilai parameter farmakokinetika (Vd, Kel, T 1/2 Ka, dsbnya) - Analisis obat di dalam material biologis, bila analisis Fisika Kimia tidak memadai 3. Toksikologi - Mencari toksisitas obat (obat baru) - Menetapkan Dosis Toksik (TD-50 atau LD-50, IC-50) 4. Rancangan Obat (QSAR = Quantitative Structure Activity Relationship) Meneliti Hubungan Struktur Obat dengan Aktivitas Biologis (untuk menentukan potensi suatu obat) b. Arti Penting Bioassay Latar Belakang Analisis obat dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:
1. Fisikokimiawi (F-K) 2. Analisis hayati Namun analisis secaraa fisikokimiawi tidak selalu menggambarkan potensi obat, sehingga analisis atau uji hayati lebih menguntungkan. Juga karena adanya beberapa alasan spesifik lain diantaranya: 1. Identitas zat aktif belum jelas (misalnya hormon paratiroid) 2. Struktur kimia diketahui, metode fisikokimia yang memadal belum ada (insulin). Gugus aktif fisikokimiawi belum tentu merupakan gugus aktif biologi/farmakologii 3. Obat/sediaan merupakan campuran kompleks dengan berbagal struktur dan aktivitas (preparat digitalis)
4. Belum ada cara pemurnian yang memadai untuk suatu senyawaa sehingga analisa fisikq kimia tidak memungkinkan (contoh: vitamin D dan minyak ikan masih belum dapat dipisahkan secara murni sehingga belum benar-benar bebas dan kontaminan) 5. Analisa F-K tak mampu membedakan isomer aktif dan tidak aktif sehingga yang ditetapkan merupakan kadar isomer total, jadi hash analisiss F-K tidak menggambarkan aktifitas biologis yang sebenarnya [contoh: kalsium pantotenat ada dua bentuk isomer dektro (D) dan levo (L) tetapi yang aktif Ca-D-Pantotenat sedangkan bentuk Ca-L-Pantotenat tidak aktif] 6. Untuk beberapa obat analisis hayati Iebih spesifik, sensitive dan praktis dibandingkan dengan anahsa fisikokimiawi (contoh untuk vitaminin B12 dan INH) 7. Pada perkembangan QSAR Metode F-K tidak selalu menggambarkan aktifitas biologis sehingga metode F K diganti dengan analisis hayati (bioassay). Disamping memiliki kelebihan, analisis hayati memiliki kekurangan yaitu: 1. Presisi dan akurasinyaa lebih rendah dibanding analisis secara fisika kimia, hal ini bisa dilihat dari harga ralat rawu dan ralat sistematiknya 2. Teknik pelaksanaan lebih rumit dan perlu keahlian tertentu 3. Biaya biasanya lebih mahal 4. Waktu pelaksanaan lebih lama Usaha untuk meningkatkan presisi dan akurasi bisa dilakukan dengan cara: 1. Pengendalian variabel pada sistem hayati untuk menurunkan ralat rawu atau kesalahan acak 2. Penggunaan baku hayati (standard pembanding) 3. Penggunaan rancangan uji yang sesuai misalnya menurut: a. USP b. Remington s c. Farmakope Indonesia