Pendahuluan
Kristalisasi adalah sebuah teknik dasar yang harus dipelajari seorang kimiawan untuk memurnikan suatu materi/senyawa padat. Prinsip dari kristalisasi adalah bahwa senyawa padat akan mudah terlarut dalam pelarut panas bila dibandingkan pada pelarut yang lebih dingin. Jika suatu larutan senyawa tersebut dijenuhkan dalam keadaan panas dan kemudian didinginkan,senyawa terlarut akan berkurang kelarutannya dan mulai mengendap, membentuk kristal yang murni dan bebas dari pengotor. Kemurnian zat ini disebabkan oleh pertumbuahan kristal zat telarut, sehingga za-zat ini dapat dipisahkan dari pengotornya.
Sebagian materi padat baik alami maupun buatan terdapat dalam bentuk kristal. Bentuk dari kristal dapat berupa kubik, orthorhombic, heksagonal, monoklinik, triklinik, dan trigonal. Namun banyak dari kristal ini berupa polycrystalline yang juga terbentuk dari kristal tunggal(grains). Dalam kehidupan sehari-hari, kristal tunggal yang sering dikonsumsi oleh manusia, antara lain kristal garam dan gula.
Deskripsi sederhana di atas tidak dapat memberi gambaran nyata bagaimana proses tersebut terjadi dalam laboratorium. Keberhasilan proses kristalisasi tergantung dari latihan, pengamatan, imajinasi dan keahlian kimiawan dalam pelaksanaannya.
Proses Kristalisasi
Seperti dijelaskan pada pendahuluan di atas, proes kristalisasi dimualai dengan menambahkan senyawa yang akan dimurnikan dengan pelarut panas sampai kelarutan senyawa tersebut berada pada level super jenuh. Pada keadaan ini, bila larutan tersebut didinginkan, maka mlekul-molekul senyawa terlarut akan saling menempel, tumbuh menjadi kristal-kristal yang akan mengendap di dasar wadah. Sementara kotoran-kotoran yang terlarut tidak ikut mengendap.
Pembentukkan kristal itu sendiri terdiri dari dua tahap. Tahap pertama adalah nukleasi primer atau pembentukkan inti, yaitu tahap dimana kristal-kristal mulai tumbuh namun belum mengendap. Tahap ini membutuhkan keadaan superjenuh dari zat terlarut. Saat larutan didinginkan, pelarut tidak dapat “menahan” semua za-zat terlarut, akibatnya molekul-molekul yang lepas dari pelarut saling menempel, dan mulai tumbuh menjadi inti kristal. Semakin banyak inti-inti yang bergabung, maka akan semakin cepat pula pertumbuhan kristal tersebut.
Tahap kedua setelah nukleasi primer adalah nukleasi sekunder. Pada tahap ini petumbuhan kristal semakin cepat, yang ditandai dengan saling menempelnya inti-inti menjadi kristal-kristal padat.
Kristalisasi Protein
Salah satu penggunaan teknik kristalisasi dalam industri adalah kristalisasi protein. Baru-baru ini kritalisasi protein mempunyai peranan penting dalam industri obat, yaitu (1) Penentuan struktur biologi protein dan rancangan obat, (2) Bioseparasi, dan (3) Sebagai kontrol efektifitas obat. Pada keguanaan yang pertama, kristal protein digunakan untuk menentukan struktur tiga dimensinya dengan teknik protein crystallography. Perancangan obat pun berhubungan dengan teknik ini, yang menyangkut perancangan sebuah molekul obat yang sesuai dengan sisi aktif suatu makromolekul penyebab suatu penyakit.
Bioseparasi berarti proses awal dari produk fermentasi. Salah satu produk fermentasi biasanya adalah protein/enzim (contohnya insulin). Produk ini biasanya masih terkontaminasi pada awalnya dan perlu untuk dipisahkan dari pengotornya. Kristalisasi protein memiliki keunggulan dan manfaat, yaitu dalam prosesnya protein tidak terurai dan tidak kehilangan aktifitas biologisnya.
Aplikasi terakhir kristal protein adalah sebagai kontrol efektifitas obat. Biasanya setelah obat dikonsumsi, obat oleh tubuh dinetralisasi, sehingga obat sulit mencapai sasaran target. Hal ini menyebabkan kesulitan untuk mengetahui keefektifan obat tersebut. Dengan menggunakan protein (misalnya insulin atau ?-interferon), pemberian obat dalam bentuk kristal menjanjikan obat mencapai target sasaran.
Filed under: Uncategorized
