## PEMBUATAN NANOPARTIKEL ALBUMIN MENGGUNAKAN METODE DESOLVASI SEBAGAI ALTERNATIF SISTEM PEMBAWA

## Rini Ambarwati
Program Studi Farmasi, Fakultas MIPA, Universitas Pakuan, Bogor Email: riniambarwati2507@gmail.com

## ABSTRAK
Desolvasi  merupakan  teknik  pembuatan  nanopartikel  berdasarkan  perbedaan kelarutan antara desolvating agent dengan pelarut air yang bercampur BSA. Tujuan dari penelitian  ini  adalah  mengembangkan  teknik  desolvasi  untuk  pembuatan  nanopartikel. berbahan  Bovine  Serum  Albumen  (BSA)  dengan  metode  desolvasi.  Parameter  yang diuji  adalah  optimasi  penggunaan  beberapa  macam  bahan desolvating  agent ,  jumlah BSA,  jumlah desolvating  agent ,  lama  waktu  pengadukan,  dan  pH  dari  pelarut. Nanopartikel  BSA.  Hasil  yang  didapat  menunjukkan  bahwa  nanopartikel  BSA  terbaik adalah  nanopartikel  BSA  yang  menggunakan  4  mL  aseton  sebagai desolvating  agent dan 30 mg BSA 30 mg dalam 2 mL pelarut air, dengan waktu pengadukan selama 3 jam dan pH 9.
Kata kunci : Nanopartikel, BSA, Desolvasi, Albumin, Desolvating agent

## NANOPARTICLE ALBUMIN PRODUCTION USING DESOLVATION METHOD AS AN ALTERNATIVE CAREER SYSTEM ABSTRACT
Desolvation  is  a  technique  of  making  nanoparticles  based  on  differences  in solubility  between  desolvating  agents  and  BSA-mixed  water  solvents.  The  purpose  of this study was to develop desolvation techniques for the manufacture of nanoparticles. BSA-based  nanoparticles,  by  optimizing  the  use  of  several  types  of  desolvating  agent materials, the amount of BSA, the amount of desolvating agent, the time of stirring, and the pH of the solvent. The method of making nanoparticles in this study was carried out by the desolvation method, and albumin used was Bovine Serum Albumin (BSA). BSA nanoparticles formed were using acetone as desolvating agent, BSA amount of 30 mg in 2  mL  of  water  solvent,  amount  of  desolvating  agent  added  4  mL,  stirring  time  for  3 hours, and pH 9.
Keywords : Nanoparticle, BSA, Desolvation, Albumin, Desolvating agent

## PENDAHULUAN
Albumin  dipilih  sebagai  bahan  utama dari  sistem  pembawa  nanopartikel  karena dapat  berpenetrasi  dan  terakumulasi  dalam tumor  disebabkan  albumin  yang  memiliki afinitas  terhadap  kanker  ( Elzoghby et  al., 2011). Jaringan kanker memiliki
permeabilitas  pembuluh  darah  yang  lebih tinggi  dari  pada  jaringan  normal,  disebut efek enhanced  permeability  and  retention (EPR).  Partikel  dengan  diameter  <200  nm dapat secara pasif mengenali jaringan tumor sehingga  efek  EPR  ini  meningkatkan
selektifitas nanopartikel. Sel kanker menggunakan  albumin  sebagai  sumber asam amino. Akibatnya, nanopartikel albumin  akan  diambil  dan  mengalami degradasi. Sehingga, diharapkan dari penelitian  ini  dapat  dikembangkan  sistem pembawa yang dapat berpenetrasi ke dalam sel  kanker  dalam  bentuk  dan  ukuran nanometer.
Mekanisme pengambilan albumin melibatkan reseptor spesifik albumin yaitu protein gp60 yang merupakan reseptor  albumin  pada  endotel  pembuluh darah  jaringan  kanker  yang  diduga  terlibat
dalam  proses  endositosis  albumin  ke  dalam sel kanker (Yuan, et al., 2013).
Gambar I. Mekanisme masuknya Albumin nanopartikel ke dalam sel kanker. (A) Reseptor albumin gp60 mengikat albumin, (B) sehingga menginduksi membran untuk membentuk Caveola, (C) caveola terbentuk dan selanjutnya mengalami proses transitosis (Hawkins. 2008).
Teknik  yang  digunakan  pembuaan nanopartikel  ini  adalah  teknik  desolvasi. Prinsip  dari  teknik  desolvasi  ini  adalah berdasarkan  perubahan  kelarutan  BSA dalam  air  dengan  penambahan  pelarut pendesolvasi.  Kelarutan  BSA  dalam  air tinggi,  bila  ditambahkan desolvating agent /pelarut pendesolvasi (etanol, aseton, dan  DMSO)  akibatnya  akan  membentuk agregrat  dari  BSA,  lalu  ditambahkan glutaradehid sebagai cross-linker.

## METODE PENELITIAN Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah Bovine Serum Albumin atau BSA (Sigma Aldrich),  NaOH,  Etanol,  Aseton,  DMSO, Glutaraldehid (Merck).
Alat-alat  yang  digunakan  adalah Neraca  Analitik  (Mettler  Toledo ® XS205),  pengaduk  magnetic stirrer, sonikator  tipe bath (Krisbow  ultrasonic Cleaner), alat  analisis ukuran partikel dan zeta  potensial  (Delsa TM Nano  C  Particle Analyzer,  Beckman  Coulter),  pH  meter (Mettler Toledo ® S20), Scanning Electron Microscope ,  alat  mikrosentrifuga  (Hsiang Tai), tabung mikrosentrifuga, kuvet disposable , dan alat gelas lain yang umum digunakan di laboratorium.
Pembuatan Nanopartikel BSA
Pembuatan
Nanopartikel pada penelitian ini menggunakan sistem bottom up dengan  teknik  desolvasi.  Pada  tahap awal  dilakukan  pembuatan  nanopartikel yaitu  dengan  melarutkan  BSA  pada aquadest,  diatur  agar  pH  menjadi  pH  9, Kemudian ditambahkan desolvating agent ,  dan  glutaraldehid  sebagai cross- link .  Optimasi  dilakukan  pada  jenis desolvating agent , jumlah pelarut pendesolvasi, jumlah BSA, jumlah desolvating agent , lama
waktu pengadukan, dan pH pelarut.

## Karakterisasi Nanopartikel
Karakterisasi  fisika  nanopartikel meliputi ukuran partikel dengan alat PSA. Morfologi ukuran partikel dengan menggunakan  alat  SEM  yang  dapat melihat  permukaan  dan  bentuk  dari nanopartikel yang terbentuk. Indeks polidispersitas, dan zeta potensial ditentukan dengan alat PSA.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berbagai parameter  yang dioptimasi pada  penelitian  ini  dilakukan  pada  jenis desolvating agent , jumlah pelarut pendesolvasi, jumlah BSA, jumlah desolvating agent , lama waktu pengadukan, dan pH pelarut.
Tabel  1 .  Pengaruh  Jenis  Pelarut  pada  Ukuran  Partikel  dan  Indeks  Polidispersitasnya Nanopartikel BSA
Jenis Pelarut Pendesolvasi Ukuran Partikel (nm) Indeks Polidispersitas Etanol 94,1 ± 7,85 0,294 ± 0,062 Aseton 114,27 ± 11,24 0,269 ± 0,118 DMSO * * *tidak terbentuk Nanopartikel
Jenis  pelarut  pendesolvasi  yang dioptimasi  menggunakan  etanol,  aseton, dan  DMSO.  Penggunaan  etanol,  aseton, sebagai  pelarut  pendesolvasi  membentuk nanopartikel  dengan  ukuran  masing- masing  94,1±7,85;  114,27±11,24  nm. Etanol  membentuk  ukuran  nano  yang lebih  kecil  dari  pada  aseton  sedangkan pada  DMSO  tidak  terbentuk  kekeruhan yang  menandakan  tidak  terbentuknya nanopartikel.  Hal  ini  disebabkan  karena perbedaan  kepolaran  dari  jenis  pelarut pendesolvasi.  Konstanta  dielektrik  dari
aseton, etanol, dan DMSO secara berturut- turut  adalah  21;  24,5;  dan  47.  Konstanta dielektrik  dari  DMSO  yang  paling  tinggi, menandakan  bahwa  DMSO  pelarut  yang polar,  sehingga  tidak  dapat  mengubah kelarutan  BSA  dalam  air.  Dipilih  Aseton sebagi pelarut pendesolvasi karena morfologi dari nanopartikel yang
menggunakan  aseton  bentuknya  sferis. ( Jenita,  et  al., 2012)  bentuk  nanopartikel yang  kurang  sferis  akan  mempermudah kontak  antar  partikel  menjadi  berujung pada agregasi.
Tabel 2 .   Pengaruh Jumlah BSA pada Ukuran Partikel dan Indeks Polidispersitas

## Nanopartikel BSA
Jumlah BSA (mg)/2mL Ukuran Partikel (nm) Indeks Polidispersitas 20 89,13 ± 8,087 0,164 ± 0,006 30 114,27± 11,24 0,269 ± 0,118 50 349,50 ± 34,43 0,296 ± 0,080 Konsentrasi  BSA  yang  digunakan mempengaruhi ukuran
nanopartikel ( Tabel 2 ). Pada penelitian ini jumlah BSA divariasikan:  20;  30;  dan  50  mg. Peningkatan jumlah BSA  yang digunakan
menghasilkan  nanopartikel  yang  besar. Hal  ini  karena  interaksi  hidrofobik molekul  protein  semakin  besar  dengan meningkatnya  konsentrasi  atau  jumlah BSA (Yeon J.dkk. 2011).
Tabel 3 . Pengaruh Jumlah desolvating agent terhadap Ukuran dan Indeks
Polidispersitas Nanopartikel BSA Jumlah Desolvating agent (mL) Ukuran Partikel (nm) Indeks Polidispersitas 2 * * 4 114,27 ± 11,24 0,269 ± 0,118 8 ** ** *tidak terbentuk Nanopartikel **Agregasi
Prinsip  metode  Desolvasi  adalah perubahan  kelarutan  BSA  dalam  sistem pelarut  jika  ditambahkan  pelarut  yang kurang  polar,  ditandai  dengan  timbulnya
kekeruhan.  Titik  akhir  terjadi  kekeruhan sulit  ditentukan  saat  aseton  ditambahkan. (Paik,  S.Y.R.dkk.  2013).  Oleh  karena  itu dilakukan  optimasi  jumlah  aseton  yang ditambahkan  sebagaimana  ditunjukkan pada Tabel  3 .  Pada  volume  2  mL,  belum terjadi  kekeruhan  yang  menandakan
belum terbentuknya nanopartikel. Peningkatan  volume  menjadi  4  mL, terbentuk  nanopartikel  ditandai  dengan terbentuk kekeruhan. Penambahan selanjutnya  sampai  8  mL  menyebabkan agregasi yang mengendap. Tabel 4 . Pengaruh Lama Waktu Pengadukan terhadap Ukuran dan Indeks Polidispersitas Nanopartikel BSA Lama Waktu Pengadukan (Jam) Ukuran Partikel (nm) Indeks Polidispersitas 3 114,27 ± 11,24 0,269 ± 0,118 18 148,03 ± 5,108 0,200 ± 0,006 24 193,73 ± 5,052 0,290 ± 0,011
Tabel  4  memperlihatkan  bahwa ukuran  partikel  berbanding  lurus  dengan waktu  pengadukan.  Pemberian  energi mekanik  yang  berlebihan  menghasilkan energi  bebas  permukaan  partikel  yang
besar  yang  menyebabkan  penggabungan partikel-partikel. Hal ini lah yang menyebabkan ukuran nanopartikel semakin besar. Tabel 5 . Pengaruh pH terhadap Ukuran dan Indeks Polidispersitas Nanopartikel BSA pH Ukuran Partikel (nm) Indeks Polidispersitas 6 * * 7 293,13 ± 2,99 -0,277 ± 0,012 9 114,27 ± 11,42 0,269 ± 0,118 *Agregasi Dari Tabel  5 .  Selain  faktor  di  atas, pH juga mempengaruhi ukuran nanopartikel.  pH  diatur  di  pH  9  untuk menjauh  dari  titik  isoelektrik  dari  BSA (titik isoelektrik dari BSA adalah pH 4.7). Ukuran  partikel  yang  dihasilkan  akan besar  jika  pH  berada  dekat  dengan  nilai
titik  isoelektrik  dari  BSA  (Paik et  al., 2013).  Pada  pH  9  terjadi  tolakan elektrostatik  di  dalam  sistem  nanopartikel yang menyebabkan tidak terjadi koagulasi pada  molekul  protein.sehingga  ukuran yang  dihasilkan  berukuran  lebih  kecil (Yeon et al., 2011).
Gambar 2. Nanopartikel BSA dengan metode desolvasi

## Scanning Electron Microscopy
Gambar 3. Pengamatan SEM nanopartikel BSA perbesaran 50.000x
Fotomikrograf SEM di atas
menunjukkan  bahwa  nanopartikel  BSA memiliki bentuk morfologi berupa partikel sferis,  walaupun  terlihat  kohesif  karena sifat adesif dari BSA.

## SIMPULAN
Berdasarkan  data-data  yang  didapat pada  penelitian  ini,  dapat  disimpulkan bahwa  nanopartikel  BSA  terbaik  adalah nanopartikel BSA yang dibuat
menggunakan  4  mL  aseton  sebagai desolvating agent dan 30 mg BSA dalam 2  mL  pelarut  air,  dengan  lama  waktu pengadukan selama 3 jam dan pH 9.

## DAFTAR PUSTAKA
Elzoghby,  A.O.,  W.M.  Samy,  N  A. Elgindy. 2011. Albumin-based nanoparticles  as  potential  controlled release  drug  delivery  systems.
Journal  of  Controlled  Release. 157(2): 168-182.
Hawkins,  M.J.,  S.S.  Patrick,  N.  Desai,  N. 2008.  Protein  Nanoparticles  as  drug carrier in clinical medicine.
Advanced  Drug  Delivery  Reviews
60(8): 876–885.
Jenita, J.J,L., C.Vijaya,  B.  Wilson,     B.K. Savitha, R. Suma. 2012. Design and
characterization  of  bovine  serum albumin  nanocarriers  for  tenofovir by  modified  desolvation  method. Journal  of  Pharmacy  Research. 5(9): 4663-4667.
Ji  Yeon,  J.,  H.H.  Nguyen,  S.Y.R.  Paik,
H.S. Chun, B.C. Kang, S. Ko. 2011. Preparation of size-controlled bovine serum albumin (BSA) nanoparticles by modified desolvation method. Food Chemistry. 127(4): 1892-1898. Paik,  S.Y.R.,  H.H.  Nguyen,  J.  Ryu,  J.H.
Che,  T.S.  Kang,  J.K.  Lee,  C.W. Song,  S.  Ko.  2013.  Robust  size kontrol  of  bovine  serum  albumin (BSA)  nanoparticles  by  intermittent addition  of  a  desolvating  agent  and the  particle  formation  mechanism. Food Chemistry. 141(2): 695–701. Yuan,  A.,  J.  Wu,  C.  Song,  X.  Tang,  Q. Qiao,  L.  Zhao,  G.  Gong,  Y.  Hu. 2013. A Novel self-assembly albumin  nanocarrier  for  reducing doxorubicin-mediated cardiotoxicity. Journal of Pharmaceutical  Sciences .  102(5):
1626-1635.