Senin, 08 Juli 2013

Atomic Absorption Spektroscopy (AAS)

Sejarah singkat tentang serapan atom pertama kali diamati oleh Frounhofer, yang pada saat itu menelaah garis-garis hitam pada spectrum matahari. Sedangkan yang memanfaatkan prinsip serapan atom pada bidang analisis adalah seorang Australia bernama Alan Walsh di tahun 1995. Sebelumnya ahli kimia banyak tergantung pada cara-cara spektrofotometrik atau metode spektrografik. Beberapa cara ini dianggap sulit dan memakan banyak waktu, kemudian kedua metode tersebut segera diagantikan dengan Spektrometri Serapan Atom (SSA).
Spektrometri Serapan Atom (SSA) adalah suatu alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan metalloid yang pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas . Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode spektroskopi emisi konvensional. Memang selain dengan metode serapan atom, unsur-unsur dengan energi eksitasi rendah dapat juga dianalisis dengan fotometri nyala, akan tetapi fotometri nyala tidak cocok untuk unsur-unsur dengan energy eksitasi tinggi. Fotometri nyala memiliki range ukur optimum pada panjang gelombang 400-800 nm, sedangkan AAS memiliki range ukur optimum pada panjang gelombang 200-300 nm (Skoog et al., 2000).Untuk analisis kualitatif, metode fotometri nyala lebih disukai dari AAS, karena AAS memerlukan lampu katoda spesifik (hallow cathode). Kemonokromatisan dalam AAS merupakan syarat utama. Suatu perubahan temperature nyala akan mengganggu proses eksitasi sehingga analisis dari fotometri nyala berfilter. Dapat dikatakan bahwa metode fotometri nyala dan AAS merupakan komplementer satu sama lainnya.
Metode AAS berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom, atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Misalkan Natrium menyerap pada 589 nm, uranium pada 358,5 nm sedangkan kalium pada 766,5 nm. Cahaya pada gelombang ini mempunyai cukup energy untuk mengubah tingkat energy elektronik suatu atom. Dengan absorpsi energy, berarti memperoleh lebih banyak energy, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi. Tingkat-tingkat eksitasinya pun bermacam-macam. Misalnya unsur Na dengan noor atom 11 mempunyai konfigurasi electron 1s1 2s2 2p6 3s1, tingkat dasar untuk electron valensi 3s, artinya tidak memiliki kelebihan energy. Elektronini dapat tereksitasi ketingkat 3p dengan energy 2,2 eV ataupun ketingkat 4p dengan energy 3,6 eV, masing-masing sesuai dengan panjang gelombang sebesar 589 nm dan 330 nm. Kita dapat memilih diantara panjang gelombang ini yang menghasilkan garis spectrum yang tajam dan dengan intensitas maksimum, yangdikenal dengan garis resonansi. Garis-garis lain yang bukan garis resonansi dapat berupa pita-pita lebar ataupun garis tidak berasal dari eksitasi tingkat dasar yang disebabkan proses atomisasinya.
Contoh: prinsip dasar penyerapan atom Na


Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas logam yang berada pada sel. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari:
Hukum Lambert: bila suatu sumber sinar monkromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorbsi.
Hukum Beer: Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut.
Dari kedua hukum tersebut diperoleh suatu persamaan:
A= ℮ b c      dan  A= abc    serta persamaan  A = – log T = log
Dimana:
PO = intensitas sumber sinar
P = intensitas sinar yang diteruskan
℮   = absortivitas molar ( satuan c dalam Molar)
b = panjang medium / panjangnya jalan sinar
c = konsentrasi atom-atom yang menyerap sinar
A = absorbansi
T = Transmitan
a = absorbsivity  ( satuan c dalam g/L atau ppm)
Dari persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi atom (Day & Underwood, 1989).
Prinsip Kerja Spektrometri Serapan Atom (SSA)
Metode AAS berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya Spektrometri Serapan Atom (SSA) meliputi absorpsi sinar oleh atom-atom netral unsur logam yang masih berada dalam keadaan dasarnya (Ground state). Sinar yang diserap biasanya ialah sinar ultra violet dan sinar tampak. Prinsip Spektrometri Serapan Atom (SSA) pada dasarnya sama seperti absorpsi sinar oleh molekul atau ion senyawa dalam larutan.
Hukum absorpsi sinar (Lambert-Beer) yang berlaku pada spektrofotometer absorpsi sinar ultra violet, sinar tampak maupun infra merah, juga berlaku pada Spektrometri Serapan Atom (SSA). Perbedaan analisis Spektrometri Serapan Atom (SSA) dengan spektrofotometri molekul adalah peralatan dan bentuk spectrum absorpsinya:
Setiap alat AAS terdiri atas tiga komponen yaitu:
-          Unit atomisasi (atomisasi dengan nyala dan tanpa nyala)
-          Sumber radiasi
-          Sistem pengukur fotometri
Sistem Atomisasi dengan nyala
Setiap alat spektrometri atom akan mencakup dua komponen utama sistem introduksi sampeldan sumber (source) atomisasi. Untuk kebanyakan instrument sumber atomisasi ini adalah nyata dan sampel diintroduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk aerosol. Aerosol biasanya dihasilkan oleh Nebulizer (pengabut) yang dihubungkan ke nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray).
Ada banyak variasi nyala yang telah dipakai bertahun-tahun untuk spektrometri atom. Namun demikian yang saat ini menonjol dan diapakai secara luas untuk pengukuran analitik adalah udara asetilen dan nitrous oksida-asetilen. Dengan kedua jenis nyala ini, kondisi analisis yang sesuai untuk kebanyakan analit (unsur yang dianalisis) dapat sintetikan dengan menggunakan metode-metode emisi, absorbsi dan juga fluoresensi.
Nyala udara asetilen
Biasanya menjadi pilihan untuk analisis menggunakan AAS. Temperature nyalanya yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan.
Nitrous oksida-asetilen
Dianjurkan dipakai untuk penentuan unsur-unsur yang mudah membentuk oksida dan sulit terurai. Hal ini disebabkan temperature nyala yang dihasilkan relatif tinggi. Unsur-unsur tersebut adalah: Al, B, Mo, Si, Ti, V dan W.
Sistem Atomisasi tanpa Nyala (dengan Elektrotermal/tungku)
Sistem nyala api ini lebih dikenal dengan nama GFAAS. GFAAS dapat mengatasi kelemahan dari sistem nyala seperti sensitivitas, jumlah sampel dan penyiapan sampel.
Ada tiga tahap atomisasi dengan metode ini yaitu:
-          Tahap pengeringan atau penguapan larutan
-          Tahap pengabutan atau penghilangan senyawa-senyawa organic
-          Tahap atomisasi
Unsur-unsur yang dapat dianalisis dengan menggunakan GFAAS adalah sama dengan unsur-unsur yang dapat dianalisis dengan GFAAS tungsten: Hf, Nd, Ho, La, Lu Os, Br, Re, Sc, Ta, U, W, Y dan Zr. Hal ini disebabkan karena unsur tersebut dapat bereaksi dengan graphit.
Petunjuk praktis penggunaan GFAAS:
-   Jangan menggunakan media klorida, lebih baik gunakan nitrat
-   Sulfat dan fosfat bagus untuk pelarutsampel, biasanya setelah sampel ditempatkan dalam    tungku.
-   Gunakan cara adisi sehingga bila sampel ada interfensi dapat terjadi pada sampel dan standar.
-   Untuk mengubah unsur metalik menjadi uap atau hasil disosiasi diperlukan energy panas. Temperatur harus benar-benar terkendali dengan sangat hati-hati agar proses atomisasinya sempurna. Ionisasi harus dihindarkan dan ionisasi ini dapat terjadi apabila temperatur terlampau tinggi. Bahan bakar dan oksidator dimasukkan dalam kamar pencamput kemudian dilewatkan melalui baffle menuju ke pembakar. Hanya tetesan kecil dapat melalui baffle. Tetapi kondisi ini jarang ditemukan, karena terkadang nyala tersedot balik ke dalam kamar pencampur sehingga menghasilkan ledakan. Untuk itu biasanya lebih disukai pembakar dengan lubang yang sempit dan aliran gas pembakar serta oksidator dikendalikan dengan seksama.
-  Dengan gas asetilen dan oksidator udara bertekanan, temperature maksimum yang dapat tercapai adalah 1200oC. untuk temperatur tinggi biasanya digunakan N:O: = 2:1 karena banyaknya interfensi dan efek nyala yang tersedot balik, nyala mulai kurang digunakan, sebagai gantinya digunakan proses atomisasi tanpa nyala, misalnya suatu perangkat pemanas listrik. Sampel sebanyak 1-2 ml diletakkan pada batang grafit yang porosnya horizontal atau pada logam tantalum yang berbentuk pipa. Pada tungku grafit temperatur dapat dikendalikan secara elektris. Biasanya temperatur dinaikkan secara bertahap, untuk menguapkan dan sekaligus mendisosiasi senyawa yang dianalisis.
Metode tanpa nyala lebih disukai dari metode nyala. Bila ditinjau dari sumber radiasi, metode tanpa nyala haruslah berasal dari sumber yang kontinu. Disamping itu sistem dengan penguraian optis yang sempurna diperlukan untuk memperoleh sumber sinar dengan garis absorpsi  yang semonokromatis mungkin. Seperangkat sumber yang dapat memberikan garis emisi yang tajam dari suatu unsur spesifik tertentu dikenal sebagai lampu pijar Hollow cathode. Lampu ini memiliki dua elektroda, satu diantaranya berbentuk silinder dan terbuat dari unsur yang sama dengan unsur yang dianalisis. Lampuini diisi dengan gas mulia bertekanan rendah, dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikkan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu.
Instrumen dan Alat


( gambar: perangkat AAS)
Untuk menganalisis sampel, sampel tersebut harus diatomisasi. Sampel kemudian harus diterangi oleh cahaya. Cahaya yang ditransmisikan kemudian diukur oleh detector tertentu.
Sebuah sampel cairan biasanya berubah menjadi gas atom melalui tiga langkah:
-  Desolvation (pengeringan) – larutan pelarut menguap, dan sampel kering tetap
-   Penguapan – sampel padat berubah menjadi gas
-   Atomisasi – senyawa berbentuk gas berubah menjadi atom bebas.
Sumber radiasi yang dipilih memiliki lebar spectrum sempit dibandingkan dengan transisi atom. Lampu katoda Hollow adalah sumber radiasi yang paling umum dalam spekstroskopi serapan atom. Lampu katoda hollow berisi gas argon atau neon, silinder katoda logam mengandung logam untuk mengeksitasi sampel. Ketika tegangan yang diberikan pada lampu meningkat, maka ion gas mendapatkan energy yang cukup untuk mengeluarkan atom logam dari katoda. Atom yang  tereksitasi akan kembali ke keadaan dasar dan mengemisikan cahaya sesuai dengan frekuensi karakteristik logam.


Bagian-Bagian pada AAS
Bentuk rangkaian alat AAS


  1. Lampu Katoda
Lampu katoda merupakan sumber cahaya pada AAS. Lampu katoda memiliki masa pakai atau umur pemakaian selama 1000 jam. Lampu katoda pada setiap unsur yang akan diuji berbeda-beda tergantung unsur yang akan diuji, seperti lampu katoda Cu, hanya bisa digunakan untuk pengukuran unsur Cu. Lampu katoda terbagi menjadi dua macam, yaitu :
Lampu Katoda Monologam : Digunakan untuk mengukur 1 unsur
Lampu Katoda Multilogam : Digunakan untuk pengukuran beberapa logam  sekaligus, hanya saja harganya lebih mahal.
Soket pada bagian lampu katoda yang hitam, yang lebih menonjol digunakan untuk memudahkan pemasangan lampu katoda pada saat lampu dimasukkan ke dalam soket pada AAS. Bagian yang hitam ini merupakan bagian yang paling menonjol dari ke-empat besi lainnya.
Lampu katoda berfungsi sebagai sumber cahaya untuk memberikan energi sehingga unsur logam yang akan diuji, akan mudah tereksitasi. Selotip ditambahkan, agar tidak ada ruang kosong untuk keluar masuknya gas dari luar dan keluarnya gas dari dalam, karena bila ada gas yang keluar dari dalam dapat menyebabkan keracunan pada lingkungan sekitar.
Gambar hollow chatode


Cara pemeliharaan lampu katoda ialah bila setelah selesai digunakan, maka lampu dilepas dari soket pada main unit AAS, dan lampu diletakkan pada tempat busanya di dalam kotaknya lagi, dan dus penyimpanan ditutup kembali. Sebaiknya setelah selesai penggunaan, lamanya waktu pemakaian dicatat.
  1. Tabung Gas
Tabung gas pada AAS yang digunakan merupakan tabung gas yang berisi gas asetilen. Gas asetilen pada AAS memiliki kisaran suhu ± 20.000K, dan ada juga tabung gas yang berisi gas N2O yang lebih panas dari gas asetilen, dengan kisaran suhu ± 30.000K. Regulator pada tabung gas asetilen berfungsi untuk pengaturan banyaknya gas yang akan dikeluarkan, dan gas yang berada di dalam tabung. Spedometer pada bagian kanan regulator merupakan pengatur tekanan yang berada di dalam tabung.
Pengujian untuk pendeteksian bocor atau tidaknya tabung gas tersebut, yaitu dengan mendekatkan telinga ke dekat regulator gas dan diberi sedikit air, untuk pengecekkan. Bila terdengar suara atau udara, maka menendakan bahwa tabung gas bocor, dan ada gas yang keluar. Hal lainnya yang bisa dilakukan yaitu dengan memberikan sedikit air sabun pada bagian atas regulator dan dilihat apakah ada gelembung udara yang terbentuk. Bila ada, maka tabung gas tersebut positif bocor. Sebaiknya pengecekkan kebocoran, jangan menggunakan minyak, karena minyak akan dapat menyebabkan saluran gas tersumbat. Gas didalam tabung dapat keluar karena disebabkan di dalam tabung pada bagian dasar tabung berisi aseton yang dapat membuat gas akan mudah keluar, selain gas juga memiliki tekanan.
  1. Ducting
Ducting merupakan bagian cerobong asap untuk menyedot asap atau sisa pembakaran pada AAS, yang langsung dihubungkan pada cerobong asap bagian luar pada atap bangunan, agar asap yang dihasilkan oleh AAS, tidak berbahaya bagi lingkungan sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran pada AAS, diolah sedemikian rupa di dalam ducting, agar polusi yang dihasilkan tidak berbahaya.
Cara pemeliharaan ducting, yaitu dengan menutup bagian ducting secara horizontal, agar bagian atas dapat tertutup rapat, sehingga tidak akan ada serangga atau binatang lainnya yang dapat masuk ke dalam ducting. Karena bila ada serangga atau binatang lainnya yang masuk ke dalam ducting , maka dapat menyebabkan ducting tersumbat.
Penggunaan ducting yaitu, menekan bagian kecil pada ducting kearah miring, karena bila lurus secara horizontal, menandakan ducting tertutup. Ducting berfungsi untuk menghisap hasil pembakaran yang terjadi pada AAS, dan mengeluarkannya melalui cerobong asap yang terhubung dengan ducting.
  1. Kompresor
Kompresor merupakan alat yang terpisah dengan main unit, karena alat ini berfungsi untuk mensuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh AAS, pada waktu pembakaran atom. Kompresor memiliki 3 tombol pengatur tekanan, dimana pada bagian yang kotak hitam merupakan tombol ON-OFF, spedo pada bagian tengah merupakan besar kecilnya udara yang akan dikeluarkan, atau berfungsi sebagai pengatur tekanan, sedangkan tombol yang kanan merupakantombol pengaturan untuk mengatur banyak/sedikitnya udara yang akan disemprotkan ke burner. Bagian pada belakang kompresor digunakan sebagai tempat penyimpanan udara setelah usai penggunaan AAS.
Alat ini berfungsi untuk menyaring udara dari luar, agar bersih.posisi ke kanan, merupakan posisi terbuka, dan posisi ke kiri merupakan posisi tertutup. Uap air yang dikeluarkan, akan memercik kencang dan dapat mengakibatkan lantai sekitar menjadi basah, oleh karena itu sebaiknya pada saat menekan ke kanan bagian ini, sebaiknya ditampung dengan lap, agar lantai tidak menjadi basah dan uap air akan terserap ke lap.
  1. Burner
Burner merupakan bagian paling terpenting di dalam main unit, karena burner berfungsi sebagai tempat pancampuran gas asetilen, dan aquabides, agar tercampur merata, dan dapat terbakar pada pemantik api secara baik dan merata. Lobang yang berada pada burner, merupakan lobang pemantik api, dimana pada lobang inilah awal dari proses pengatomisasian nyala api.
Perawatan burner yaitu setelah selesai pengukuran dilakukan, selang aspirator dimasukkan ke dalam botol yang berisi aquabides selama ±15 menit, hal ini merupakan proses pencucian pada aspirator dan burner setelah selesai pemakaian. Selang aspirator digunakan untuk menghisap atau menyedot larutan sampel dan standar yang akan diuji. Selang aspirator berada pada bagian selang yang berwarna oranye di bagian kanan burner. Sedangkan selang yang kiri, merupakan selang untuk mengalirkan gas asetilen. Logam yang akan diuji merupakan logam yang berupa larutan dan harus dilarutkan terlebih dahulu dengan menggunakan larutan asam nitrat pekat. Logam yang berada di dalam larutan, akan mengalami eksitasi dari energi rendah ke energi tinggi.

( Gambar : burner pada AAS)
Nilai eksitasi dari setiap logam memiliki nilai yang berbeda-beda. Warna api yang dihasilkan berbeda-beda bergantung pada tingkat konsentrasi logam yang diukur. Bila warna api merah, maka menandakan bahwa terlalu banyaknya gas. Dan warna api paling biru, merupakan warna api yang paling baik, dan paling panas.
  1. Buangan pada AAS
Buangan pada AAS disimpan di dalam drigen dan diletakkan terpisah pada AAS. Buangan dihubungkan dengan selang buangan yang dibuat melingkar sedemikian rupa, agar sisa buangan sebelumnya tidak naik lagi ke atas, karena bila hal ini terjadi dapat mematikan proses pengatomisasian nyala api pada saat pengukuran sampel, sehingga kurva yang dihasilkan akan terlihat buruk. Tempat wadah buangan (drigen) ditempatkan pada papan yang juga dilengkapi dengan lampu indicator. Bila lampu indicator menyala, menandakan bahwa alat AAS atau api pada proses pengatomisasian menyala, dan sedang berlangsungnya proses pengatomisasian nyala api. Selain itu, papan tersebut juga berfungsi agar tempat atau wadah buangan tidak tersenggol kaki. Bila buangan sudah penuh, isi di dalam wadah jangan dibuat kosong, tetapi disisakan sedikit, agar tidak kering.
  1. Monokromator
Berfungsi mengisolasi salah satu garis resonansi atau radiasi dari sekian banyak spectrum yang dahasilkan oleh lampu piar hollow cathode atau untuk merubah sinar polikromatis menjadi sinar monokromatis sesuai yang dibutuhkan oleh pengukuran.
Macam-macam monokromator yaitu prisma, kaca untuk daerah sinar tampak, kuarsa untuk daerah UV, rock salt (kristal garam) untuk daerah IR dan kisi difraksi.
  1. Detector
Dikenal dua macam detector, yaitu detector foton dan detector panas. Detector panas biasa dipakai untuk mengukur radiasi inframerah termasuk thermocouple dan bolometer. Detector berfungsi untuk mengukur intensitas radiasi yang diteruskan dan telah diubah menjadi energy listrik oleh fotomultiplier. Hasil pengukuran detector dilakukan penguatan dan dicatat oleh alat pencatat yang berupa printer dan pengamat angka.
Ada dua macam deterktor sebagai berikut:
-    Detector Cahaya atau Detector Foton
Detector foton bekerja berdasarkan efek fotolistrik, dalam halini setiap foton akan membebaskan elektron (satu foton satu electron) dari bahan yang sensitif terhadap cahaya. Bahan foton dapat berupa Si/Ga, Ga/As, Cs/Na.
-    Detector Infra Merah dan Detector Panas
Detector infra merah yang lazim adalah termokopel. Efek termolistrik akan timbul jika dua logam yang memiliki temperatur berbeda disambung jadi satu.
Bentuk spectra AAS

Cara kerja spektrofotometer serapan atom
  1. Pertama-tama gas di buka terlebih dahulu, kemudian kompresor, lalu ducting, main unit, dan komputer  secara berurutan.
  2. Di buka program SAA (Spectrum Analyse Specialist), kemudian muncul perintah ”apakah ingin mengganti lampu katoda, jika ingin mengganti klik Yes dan jika tidak No.
  3. Dipilih yes untuk masuk ke menu individual command, dimasukkan nomor lampu katoda yang  dipasang ke dalam kotak dialog, kemudian diklik setup, kemudian soket lampu katoda akan berputar menuju posisi paling atas supaya lampu katoda yang baru dapat diganti atau ditambahkan dengan mudah.
  4. Dipilih No jika tidak ingin mengganti lampu katoda yang baru.
  5. Pada program SAS 3.0, dipilih menu select element and working mode.Dipilih unsur yang akan dianalisis dengan mengklik langsung pada symbol unsur yang diinginkan
  6. Jika telah selesai klik ok, kemudian muncul tampilan condition settings. Diatur parameter yang  dianalisis dengan mensetting fuel flow :1,2 ; measurement; concentration ; number of sample: 2 ; unit concentration : ppm ; number of standard : 3 ; standard list : 1 ppm, 3 ppm, 9 ppm.
  7. Diklik ok and setup, ditunggu hingga selesai warming up.
  8. Diklik icon bergambar burner/ pembakar, setelah pembakar dan lampu menyala alat siap digunakan untuk mengukur logam.
  9. Pada menu measurements pilih measure sample.
  10. Dimasukkan blanko, didiamkan hingga garis lurus terbentuk, kemudian dipindahkan ke standar 1 ppm hingga data keluar.
  11. Dimasukkan blanko untuk meluruskan kurva, diukur dengan tahapan yang sama untuk standar 3 ppm dan 9 ppm.
  12. Jika data kurang baik akan ada perintah untuk pengukuran ulang, dilakukan pengukuran blanko, hingga kurva yang dihasilkan turun dan lurus.
  13. Dimasukkan ke sampel 1 hingga kurva naik dan belok baru dilakukan pengukuran.
  14. Dimasukkan blanko kembali dan dilakukan pengukuran sampel ke 2.
  15. Setelah pengukuran selesai, data dapat diperoleh dengan mengklikicon print atau pada baris menu dengan mengklik file lalu print.
  16. Apabila pengukuran telah selesai, aspirasikan air deionisasi untuk membilas burner selama 10 menit, api dan lampu burner dimatikan, program pada komputer dimatikan, lalu main unit AAS, kemudian kompresor, setelah itu ducting dan terakhir gas.
Metode Analisis
Adatiga teknik yang biasa dipakai dalam analisis secara spektrometri. Ketiga teknik tersebut adalah:
  1. 1. Metode Standar Tunggal
Metode ini sangat praktis karena hanya menggunakan satu larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya (Cstd). Selanjutnya absorbsi larutan standar (Asta) dan absorbsi larutan sampel (Asmp) diukur dengan spektrometri. Dari hukum Beer diperoleh:
Sehingga,
Astd/Cstd = Csmp/Asmp -> Csmp = (Asmp/Astd) x Cstd
Dengan mengukur absorbansi larutan sampel dan standar, konsentrasi larutan sampel dapat dihitung.
  1. 2. Metode kurva kalibrasi
Dalam metode ini dibuat suatu seri larutan standar dengan berbagai konsentrasi dan absorbansi dari larutan tersebut diukur dengan AAS. Langkah selanjutnya adalah membuat grafik antara konsentrasi(C) dengan absorbansi (A) yang merupakan garis lurus yang melewati titik nol dengan slobe =  atau = a.b. konsentrasi larutan sampel dapat dicari setelah absorbansi larutan sampel diukur dan diintrapolasi ke dalam kurva kalibrasi atau dimasukkan ke dalam persamaan garis lurus yang diperoleh dengan menggunakan program regresi linewar pada kurvakalibrasi.
  1. 3. Metode adisi standar
Metode ini dipakai secara luas karena mampu meminimalkan kesalahan yang disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkungan (matriks) sampel dan standar. Dalam metode ini dua atau lebih sejumlah volume tertentu dari sampel dipindahkan ke dalam labu takar. Satu larutan diencerkan sampai volume tertentu kemudiaan larutan yang lain sebelum diukur absorbansinya ditambah terlebih dahulu dengan sejumlah larutan standar tertentu dan diencerkan seperti pada larutan yang pertama.
Menurut hukum Beer akan berlaku hal-hal berikut:
Ax = k.Ck                         AT = k(Cs+Cx)
Dimana,
Cx  = konsentrasi zat sampel
Cs  = konsentrasi zat standar yang ditambahkan ke larutan sampel
Ax  = absorbansi zat sampel (tanpa penambahan zat standar)
AT  = absorbansi zat sampel + zat standar
Jika kedua rumus digabung maka akan diperoleh Cx = Cs + {Ax/(AT-Ax)}
Konsentrasi zat dalam sampel (Cx) dapat dihitung dengan mengukur Ax dan AT dengan spektrometri. Jika dibuat suatu seri penambahan zat standar dapat pula dibuat grafik antara AT lawan Cs garis lurus yang diperoleh dari ekstrapolasi ke AT = 0, sehingga diperoleh:
Cx = Cs x {Ax/(0-Ax)} ; Cx = Cs x (Ax/-Ax)
Cx = Cs x (-1) atau Cx = -Cs
Salah satu penggunaan dari alat spektrofotometri serapan atom adalah untuk metode pengambilan sampel dan analisis kandungan logam Pb di udara. Secara umum pertikulat yang terdapat diudara adalah sebuah sistem fase multi kompleks padatan dan partikel-partikel cair dengan tekanan uap rendah dengan ukuran partikel antara 0,01 – 100 μm.
Keuntungan danKelemahan Metode AAS
Keuntungan metode AAS dibandingkan dengan spektrofotometer biasa yaitu spesifik, batas deteksi yang rendah dari larutan yang sama bisa mengukur unsur-unsur yang berlainan, pengukurannya langsung terhadap contoh, output dapat langsung dibaca, cukup ekonomis, dapat diaplikasikan pada banyak jenis unsur, batas kadar penentuan luas (dari ppm sampai %).
Sedangkan kelemahannya yaitu pengaruh kimia dimana AAS tidak mampu menguraikan zat menjadi atom misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca, pengaruh ionisasi yaitu bila atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi) sehingga menimbulkan emisi pada panjang gelombang yang sama, serta pengaruh matriks misalnya pelarut.
Gangguan-gangguan dalam metode AAS
  1. Ganguan kimia
Gangguan kimia terjadi apabila unsur yang dianailsis mengalami reaksi kimia dengan anion atau kation tertentu dengan senyawa yang refraktori, sehingga tidak semua analiti dapat teratomisasi. Untuk mengatasi gangguan ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: 1) penggunaan suhu nyala yang lebih tinggi, 2) penambahan zat kimia lain yang dapatmelepaskan kation atau anion pengganggu dari ikatannya dengan analit. Zat kimia lai yang ditambahkan disebut zat pembebas (Releasing Agent) atau zat pelindung (Protective Agent).
  1. Gangguang Matrik
Gangguan ini terjadi apabila sampel mengandung banyak garam atau asam, atau bila pelarut yang digunakan tidak menggunakan pelarut zat standar, atau bila suhu nyala untuk larutan sampel dan standar berbeda. Gangguan ini dalam analisis kualitatif tidak terlalu bermasalah, tetapi sangat mengganggu dalam analisis kuantitatif. Untuk mengatasi gangguan ini dalam analisis kuantitatif dapat digunakan cara analisis penambahan standar (Standar Adisi).
  1. Gangguan Ionisasi
Gangguan ionisasi terjadi bila suhu nyala api cukup tinggi sehingga mampu melepaskan electron dari atom netral dan membentuk ion positif. Pembentukan ion ini mengurangi jumlah atom netral, sehingga isyarat absorpsi akan berkurang juga. Untuk mengatasi masalah ini dapat dilakukan dengan penambahan larutan unsur yang mudah diionkan atau atom yang lebih elektropositif dari atom yang dianalisis, misalnya Cs, Rb, K dan Na. penambahan ini dapat mencapai 100-2000 ppm.
  1. Absorpsi Latar Belakang (Back Ground)
Absorbsi Latar Belakang (Back Ground) merupakan istilah yang digunakan untuk menunjukkan adanya berbagai pengaruh, yaitu dari absorpsi oleh nyala api, absorpsi molecular, dan penghamburan cahaya.
Analisis Kuantitatif
  1. Penyiapan sampel
Penyiapan sampel sebelum pengukuran tergantung dari jenis unsur yang ditetapkan, jenis substrat dari sampel dan cara atomisasi.
Pada kebanyakan sampel hal ini biasanya tidak dilakukan,bila atomisasi dilakukan menggunakan batang grafik secara elektrotermal karena pembawa (matriks) dari sampel dihilangkan melalui proses pengarangan (ashing) sebelumatomisasi.Pada atomisasi dengan nyala, kebanyakan sampel cair dapat disemprotkan langsung ke dalam nyala setelah diencerkan dengan pelarut yang cocok..Sampel padat             biasanya dilarutkan dalam asam tetaou adakalanya didahului dengan leburan alkali.
  1. Analisa kuantitatif
Pada analisis kuantitatif ini kita harus mengetahui beberapa hal perlu diperhatikan sebelum menganalisa.Selain itu kita harus mengetahui kelebihan dan kekurangan pada AAS.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan sebelum menganalisa:
-     Larutan sampel  diusahakan seencer mungkin (konsentrasi ppm atau ppb).
-   Kadar unsur yang dianalisistidaklebihdari 5% dalampelarut yang sesuai.
-   Hindari pemakaian pelarut aromatic atau halogenida. Pelarut organic yang   umum digunakan adalah keton, ester dan etilasetat.
-   Pelarut yang digunakan adalah pelarut untuk analisis (p.a)
Langkah analisis kuantitatif:
-   PembuatanLarutanStokdan LarutanStandar
-    Pembuatan Kurva  Baku
Persamaan garis lurus : Y = a + bx dimana:
a = intersep
b = slope
x = konsentrasi
Y = absorbansi
Penentuan kadar sampel dapat dilakukan dengan memplotkan data    absorbansi terhadap  konsentrasi atau dengan cara mensubstitusikan absorbansi kedalam persamaangaris lurus
( sumber: digabungkan dari berbagai sumber)

PEMANFAATAN MIKROORGANISME DENGAN BIOTEKNOLOGI MODERN DI BIDANG KEDOKTERAN

PENDAHULUAN
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan (Prowel, 2010).
Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal. Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS.
Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala.  Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan (Anonymous, 2011).
BIOTEKNOLOGI MODERN
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. Aplikasi bioteknologi modern juga mencakup berbagai aspek kehidupan manusia, misalnya pada aspek pangan, pertanian, peternakan, hingga kesehatan dan pengobatan (Anonymous, 2011).
Ciri-ciri penggunaan mikroorganisme, yaitu sebagai penggunaan mikrooranisme sebagai agen, pemanfaatan rekayasa genetika, produksi hormon, enzin, antibiotik, gas metahana, MSG, dan lain-lain serta didukung oleh bidang ilmu lain seperti biokimia, teknik kimia (Prowel, 2010).
Contoh penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi modern antara lain:
- Methanogenic,
menghasilkam metana,
- Aspergilius niger,
menghasilkan amilase dan lipase,
- Thiobasilus feroksidan,
mengekstrak logam dari bijinya, dan
- Bachilus thuringensis,
menghasilkan biosentisida
(Prowes, 2010).
Bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi, dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang.
REKAYASA GENETIKA
Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifatsifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
TRANSPLANTASI INTI
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.
FUSI SEL/HIBRIDOMA
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru.
Di dalam fusi sel diperlukan adanya:
1. Sel sumber gen (sumber sifat ideal)
2. Sel wadah (sel yang mampu membelah cepat)
3. Fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).

TEKNOLOGI PLASMID
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya.
Sifat-sifat plasmid, antara lain:
1. merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu
2. dapat beraplikasi diri
3. dapat berpindah ke sel bakteri lain
4. sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.
Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.
Selain memiliki DNA Kromoson, bakteri juga memiliki DNA nonkromosom. DNA nonkromosom bentuknya juga sirkuler dan terletak di luar DNA kromosom. DNA nonkromosom sirkuler ini dikenal sebagai plasmid. Ukuran plasmid sekitar 1/1000 klai DNA kro-mosom. Plasmid mengandung gen-gen tertertu misalnya gen kebal antobiotik, gen patogen. Seperti halnya DNA yang lain, plasmid mampu melakukan replikasi dan membentuk dirinya dalam jumlah banyak. Dalam sel bakteri dapat terbentuk 10-20 plasmid.
REKOMBINASI DNA
Proses menyambungkan DNA disebut rekombinasi DNA. Karena tujuan rekombinasi DNA adalah untuk menyambungkan gen yang ada di dalam DNA maka disebut juga rekombinasi gen.
Rekombinasi DNA terbagi menjadi dua, yaitu alami dan buatan. Alami yaitu dengan pindah silang, transduksi, transformasi. Sedangkan Buatan dengan penyambungan DNA secara in vitro
Alasan dapat dilakukan rekombinasi DNA karena Struktur DNA semua spesies sama sehingga DNA dapat disambung-sambungkan. Ditemukan enzim pemotong dan penyambung sehingga memudahkan gen untuk dapat terekspresi di sel apa pun.
Faktor-Faktor DNA Rekombinan:
1. Enzim (pemotong & penyambung)
2. Vektor
3. Agen (sel target)

Enzim pemotong dikenal dengan nama enzim restriksi endonuklease. Fungsi enzim ini adalah untuk memotong-motong benang DNA yang panjang menjadi pendek agar dapat disambung-sambungkan kembalI
Enzim penyambung, Nama lain dari enzim penyambung adalah enzim ligase. Enzim ligase berfungsi menyambung untaian-untaian nukleotida
Sifat enzim ligase, Ligase DNA tidak dapat menyambungkan DNA untai tunggal, jadi hanya bisa digunakan pada DNA rangkap karena mengkatalisis ikatan fosfodiester antara dua rantai DNA
Vektor, DNA yang akan diklonkan membutuhkan alat transportasi untuk menuju tempat pembiakannya, alat transportasi disebut wahana kloning atau vektor. Vektor yang digunakan biasanya berupa plasmid
Agen / sel target yang digunakan biasanya berupa mikroba, umunya bakteri. Contohnya E. Coli. Bakteri yang telah diinfeksi memperbanyak plasmid ‘titipan’ ketika bereproduksi. Alasan pemilihan bakteri untuk rekombinasi DNA karena daya reproduksi bakteri tinggi dan cepat sehingga diperoleh jumlah keturunan yang banyak dalam waktu singkat, Merupakan mikroba yang mengandung banyak plasmid, dan tidak mengandung gen yang membahayakan.
Proses Rekombinasi DNA :
- Para penderita diabetes melitus (kencing manis) membutuhkan asupan insulin.
- Gen insulin manusia dari pulau Langerhans diambil kemudian disambungkan ke dalam plasmid bakteri yang sudah dipotong oleh enzim restriksi endonuklease membentuk kimera (DNA rekombinan).
- Kimera dimasukkan ke dalam agen (E. coli) dan disambungkan dengan bantuan enzim ligase untuk dikembangbiakkan
 


BIOTEKNOLOGI BIDANG KEDOKTERAN
Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, terapi gen, vaksin, antibiotika dan hormon.
 PEMBUATAN ANTIBODI MONOKLONAL
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Dapat pula diartikan bahwa antibodi monoklonal adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel b sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel b Limpa dan sel mieloma) yang dikultur. Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan
Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:
  1. Untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil.
  2. Mengikat racun dan menonaktifkannya.
  3. Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.
PEMBUATAN VAKSIN
Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.
Vaksin Hepatitis B dan malaria adalah contoh pembuatan vaksin melalui bioteknologi modern. Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia. Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.
Vaksin dimasukkan (dengan disuntikkan atau oral) ke dalam tubuh manusia agar sistem kekebalan tubuh manusia aktif melawan mikroorganisme tersebut. Vaksin telah membantu berjutajuta orang di dunia dalam pencegahan serangan penyakit yang serius.
Vaksin berasal dari sumber-sumber berikut:
  1. Mikroorganisme yang telah mati
Menggunaan mikroorganisme yang telah mati antara lain digunakan untuk menghasilkan vaksin batuk rejan dari bakteri penyebab batuk rejan. Bakteri tersebut dimatikan dengan pemanasan atau penggunaan senyawa kimia untuk mendenaturasi enzimnya.
  1. Mikroorganisme yang telah dilemahkan
Vaksin yang dihasilkan dari mikroorganisme yang sudah dilemahkan disebut sebagai atermsi. Vaksin yang melawan aktivitas bakteri secara cepat merupakan vaksin atenuasi. Contoh vaksin yang menggunakan sumber tersebut adalah vaksin difteri dan tetanus yang dihasilkan dari substansi toksin yang sudah tidak berbahaya dari bakteri. Toksoid bertujuan untuk merangsang produksi toksin, namun mengurangi resiko terinfeksi oleh bakteri dari jenis tertentu.
PEMBUATAN ANTIBIOTIKA
Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu.
Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum. Penicillium chrysogenum digunakan untuk mem-perbaiki penisilin yang sudah ada dengan mutasi secara iradiasi ultra violet dan sinar X. Selain Penicillium chrysogenu, beberapa mikroorganisme juga digunakan sebagai antibiotik, antara lain:
- Cephalospurium         
::penisilin N.
- Cephalosporium         
: sefalospurin C.
- Streptomyces
:             : streptomisin, untuk pengobatan TBC.
Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.
PEMBUATAN HORMON
Contoh hormon insulin manusia yang dihasilkan dengan bantuan Escherechia coli.
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.







SEJARAH BIOTEKNOLOGI KEDOKTERAN
Bioteknologi, sebuah perjalanan panjang kegiatan dan inovasi manusia yang selama berabad-abad, bahkan milenia, memanfaatkan mikroorganisme melalui proses fermentasi untuk membuat produk keperluan sehari-hari seperti roti, keju, bir dan anggur. Pemanfaatan bioteknologi kala itu masih sangat konvensional dan dikategorikan sebagai bioteknologi tradisional. Diawal abad 20, Fleming menemukan antibiotik penisilin, dan di tahun 1982, obat berbasis rekombinasi DNA pertama diciptakan yaitu insulin manusia yang diproduksi dengan memanfaatkan bakteri tanah, E-coli . Dipenghujung abad 20, merebak produk bioteknologi maju seperti tanaman transgenik, gene chips dan kloning mamalia. Proses pengembangan produk berbasis rekombinan DNA ini dikategorikan sebagai bioteknologi modern. Tidak pelak lagi, beberapa dekade mendatang akan diwarnai temuan-temuan yang menakjubkan melalui kemajuan bioteknologi.
Dibidang kesehatan, penerapan bioteknologi telah menghasilkan produk-produk penting seperti antibiotik, vaksin, hormon, kit diagnostika dan produk farmasi lainnya. Di bidang pertanian, penerapan bioteknologi mampu meningkatkan kualitas dan kuantitas produk pertanian antara lain penciptaan tanaman varietas unggul tahan hama, stres, dan kekeringan. Dengan penerapan genomik, tanaman dirancang menjadi mesin produksi bagi komoditi penting seperti obat, vaksin, vitamin, hormon, dan senyawa protein aktif lainnya melalui teknologi molecular farming .
POSISI INDONESIA
Bagi Indonesia, pengembangan obat berbasis bioteknologi, masih merupakan jalan panjang yang harus ditempuh meskipun bioteknologi merupakan salah satu prioritas nasional dalam kebijakan strategi riset dan teknologi. Selain memerlukan biaya mahal dan waktu panjang, kemampuan nasional dalam konteks dana dan prasarana masih perlu ditingkatkan. Dari sisi sumber daya manusia, jumlah ilmuwan dan pakar bioteknologi secara nasional sebetulnya sudah mencukupi, namun keberadaannya tersebar diberbagai institusi riset dan pendidikan. Minimnya ketersediaan dana, prasarana dan kesempatan untuk melakukan kegiatan pengembangan bioteknologi mengakibatkan sebagian para ilmuwan bioteknologi Indonesia lulusan luar negeri mencari kerja dinegara lain untuk mendapatkan peluang kerja dengan pendapatan yang memadai.
Pilihan yang ada terpulang kepada kita sendiri. Apakah akan menjadi penonton yang manis, menjadi target pasar bagi industri biofarmasi global, pengekor dari langkah mereka, atau mulai ikut sebagai pelaku, inventor, dan inovator produk bioteknologi yang jelas akan mendominasi pasar farmasi dan kesehatan masa datang. Pilihan juga ditentukan oleh kemampuan finansial negara, yang pada saat ini lebih diperuntukkan bagi bangkitnya perkonomian kita dari keterpurukan akibat krisis yang berkepanjangan.
Namun urgensi pengembangan kemampuan nasional dibidang bioteknologi sudah lama disadari dan saat ini menjadi agenda penting dari Kementerian Riset dan Teknologi dengan dimulainya proyek nasional “Biosland”, dimana salah satu agendanya adalah pengembangan bioteknologi untuk aplikasi bidang farmasi dan kesehatan. Berdasarkan beberapa kajian dan pertimbangan strategis, politis dan ekonomis, proyek Bioisland akan dipusatkan di Pulau Batam.
POSISI BPPT
BPPT (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi) sebagai salah satu Lembaga Pemerintah Non Departemen (LPND) yang mempunyai fungsi mengkaji dan menerapkan teknologi, mempunyai kewajiban untuk memberikan kontribusi dalam menerapkan bioteknologi khususnya untuk mendukung pembangunan kesehatan di Indonesia.
Kebijakan internal BPPT mengedepankan program dan kegiatan yang bersifat segera dapat dirasakan “ outcome” nya melalui aplikasi teknologi pada industri skala kecil maupun menengah. Kebijakan internal pula yang membatasi setiap proyek yang masih bersumber pada dana pemerintah (dana DIP) hanya 3-5 tahun saja. Berdasarkan kebijakan tersebut, program pengembangan obat baru belum menjadi prioritas. Pengembangan obat baru saat ini masih menjadi domain dari perusahaan biofarmasi global. Bersaing dengan mereka, adalah pilihan yang kurang tepat, karena ibarat semut melawan gajah.
Namun demikian, peningkatan kompetensi bioteknologi BPPT harus juga dikedepankan. Untuk itu Kedeputian Bidang Teknologi Agroindustri dan Bioteknologi (TAB) BPPT mulai tahun 2003 ini melaksanakan dua kegiatan baru yang berorientasi pengembangan produk farmasi berbasis bioteknologi, yaitu :
- Pengembangan teknologi disain obat ( drug design ) secara biologi molekuler.
- Pengembangan produk biopharming untuk diagnostik dan vaksin dengue.
Program pertama difokuskan untuk pengembangan obat antikanker dengan memanfaatkan sumberdaya hayati Indonesia khususnya sumberdaya hayati laut. Program ini merupakan exit strategy dari hasil kegiatan yang sudah dilakukan sebelumnya yaitu penemuan beberapa senyawa yang mempunyai potensi antikanker dari biota laut.
Program kedua, pengembangan produk farmasi melalui teknologi biopharming, bertujuan untuk mengembangkan produk farmasi (enzim, hormon, vaksin, antibodi) melalui teknologi rekombinasi DNA pada tanaman tropis Indonesia. Berdasarkan kajian kebutuhan yang paling strategis, pilihan produk yang akan dikembangkan adalah monoklonal antibodi untuk diagnostik dan vaksin dengue. Sementara untuk produk-produk lainnya akan diusulkan melalui program RUSNAS, salah satu program insentif dari Kementerian Riset dan Teknologi.
Kedua program ini tidak dimaksudkan sebagai pengembangan obat secara utuh yang notabene memerlukan biaya besar dan waktu yang relatif lama, tetapi diarahkan sebagai peningkatan kompetensi teknologi maju ( state of the art ) dan dirancang untuk mendapatkan kemitraan dari lembaga riset internasional. Kemitraan antar lembaga riset sudah merupakan trend global, dimana pengembangan awal sampai dengan intermediate dilakukan oleh lembaga riset bioteknologi kecil atau menengah yang umumnya padat teknologi dan knowledge . Industri biofarmasi besar yang bersifat padat modal kemudian akan membeli paket teknologi tersebut untuk dikembangkan lebih lanjut pada skala industri global. Bagi industri biofarmasi besar, pilihan ini justru menguntungkan, karena memberikan efisiensi baik dari sisi biaya pekerja maupun resiko kegagalan riset awal. Kemitraan juga dapat berupa aliansi strategis, kontrak manufakturing maupun kotrak riset. Selain itu, Tim Kedeputian TAB BPPT tengah menggodok Master Plan atau Roadmap “Bioteknologi 2010” yang merupakan cetak biru rencana detail jangka pendek pengembangan bioteknologi nasional untuk aplikasi bidang kesehatan, pangan, pertanian dan lingkungan sebagai sumbangan pemikiran bagi pengembangan bioteknologi nasional.
Peran BPPT lainnya adalah ikut aktif menjadi anggota tim pengembangan proyek Bioisland, juga aktif membina kerjasama dengan institusi nasional maupun internasional yang bergerak di bidang bioteknologi.
REKOMENDASI
Berdasarkan visi kedepan bahwa produk produk farmasi berbasis bioteknologi akan mendominasi pasar farmasi abad 21, juga kesiapan Sumber Daya Manusia potential dibidang bioteknologi serta ketersediaan sumberdaya hayati Indonesia yang memiliki keunggulan komparatif, sebaiknya Indonesia memposisikan diri sebagai pelaku aktif dalam mengisi peluang industri dan pasar produk sektor ini.
Untuk menghindari persaingan yang berat dengan industri biofarmasi besar, Indonesia harus menentukan porsi ( niche ) produk yang diarahkan untuk memenuhi kebutuhan lokal atau substitusi impor.
Networking antar institusi pelaku riset dan pengembangan bidang farmasi dan bioteknologi harus selalu diupayakan dan ditingkatkan guna memperoleh efek sinergis dari pemanfaatan kemampuan dan kapasitas yang ada.
Indonesia perlu menjalin kerjasama atau aliansi strategis dengan lembaga riset maupun industri berbasis bioteknologi dari negara maju untuk memperoleh manfaat ganda, yaitu pendanaan riset, transfer teknologi, royalti dan HAKI dari produk yang dikembangkan. Untuk itu perlu disiapkan kebijakan dalam konteks access to genetic resources dan benefit sharing , dua hal yang merupakan daya tarik terhadap minat investor asing untuk mengembangkan industri farmasi berbasis boteknologi.
Menentukan prioritas pengembangan produk farmasi berbasis bioteknologi dengan memperhatikan keunggulan komparatif dan kemampuan nasional, misalnya produksi obat terpilih melalui teknologi molecular farming.
KAJIAN ISLAM TENTANG BIOTEKNOLOGI DAN PENGETAHUAN.
Surah Ath Thalaaq Ayat 12:

Artinya: Allah-lah yang menciptakan tujuh langit dan seperti itu pula bumi. Perintah Allah berlaku padanya, agar kamu mengetahui bahwasanya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu, dan sesungguhnya Allah, ilmu-Nya benar-benar meliputi segala sesuatu.  
 Penjelasan: Dari ayat diatas dapat diartikan bahwa semua yang ada di dunia ini adalah ciptaan Allah dan terjadi karena kehendak Allah.
Surah Al-Furqon (25) Ayat 2:

Artinya: Yang kepunyaan-Nya yang memiliki kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.
 Penjelasan: Pada ayat tersebut menjelaskan segala sesuatu yang diciptakan Allah SWT mempunyai sifat-sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup. Dimana yang ada dibumi ini terdapat keanekaragaman organisme baik yang mikro ataupun makro yang tiap-tiap individu tersebut dapat menunjukkan karakteristik dan kelompoknya berdasarkan bentuk ukurannya.
 Surat An-Nur (24) Ayat 45.

Artinya: Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, maka sebagian dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan apa yang dikehendaki-Nya, sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu.
 Penjelasan: Pada ayat tersebut menjelaskan segala sesuatu yang ada di alam adalah ciptaan Allah SWT. Dari berbagai macam penciptaan-Nya merupakan dasar maksud yang dikehendaki-Nya. Dimana Allah menciptakan makhluknya dengan bentuk bermacam-macam berdasarkan lingkungan yang ditempatinya. Dengan demikian, secara tidak langsung Allah SWT telah menunjukkan kebesarannya dengan menggambarkan ciri-ciri hewan air tersebut yang merupakan salah satu makhluk ciptaan-Nya.
 KESIMPULAN
  • Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.
  • Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. Aplikasi bioteknologi modern juga mencakup berbagai aspek kehidupan manusia, misalnya pada aspek pangan, pertanian, peternakan, hingga kesehatan dan pengobatan.
  • Contoh penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi modern seperti Methanogenic untuk menghasilkam metana, Aspergilius niger untuk menghasilkan amilase dan lipase, Thiobasilus feroksidan untuk mengekstrak logam dari bijinya, dan Bachilus thuringensis untuk menghasilkan biosentisida.
  • Peran penting bioteknologi dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, terapi gen, vaksin, antibiotika dan hormon.
  • Mikroorganisme yang beeperan penting dalam bioteknologi bidang kedokteran antara lain: Penicillium chrysogenu yang dapat digunakan sebagai antibiotik dan Escherechia coli yang menjadi penghasil hormon insulin manusia.

DAFTAR PUSTAKA
Sianipar, Prowel. 2010. Mudah dan Cepat Menghafal Biologi. Pustaka Book Publisher: Yogyakarta.
Anonymous, 2008. Rekombinasi DNA. http://evarifaatulmahmudahbio2008.wordpress. com/2010/01/05/. Diakses pada tanggal 14 Desember 2011.
Anonymous, 2009. Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat. http://gurungeblog.wordpress.com/2009/01/12/bioteknologi-dalam-kedokteran dan-produksi-obat/. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.
Anonymoys, 2010. Bioteknologi Kedokteran. http://biologipedia.blogspot.com/2010/11/bioteknologi-dalam-kedokteran.html. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.
Anonymous, 2010. Bioteknologi Konvensional-Modern. http://biologigonz.blogspot.com/2010/02/bioteknologi-konvensional-modern.html. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.
Anonymous, 2010. Bioteknologi Modern.  http://arif-worldscience.blogspot.com/2010/01/bioteknologi-modern.html. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.
Anonymous, 2011. Bioteknologi dan Peranannya bagi Kehidupan. http://www.crayonpedia.org/mw/BAB_XIII_BIOTEKNOLOGI_DAN_PERANANNYA_ BAGI_KEHIDUPAN. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.