Kromatografi elektrokinetik misel (MEKC) adalah mode elektroforesis kapiler (CE) yang diperkenalkan oleh Shigeru Terabe pada tahun 1984 yang memperluas kemampuan pemisahan CE ke analit netral. Dalam MEKC, molekul surfaktan yang ditambahkan ke bufer berjalan pada konsentrasi di atas konsentrasi misel kritis (CMC) berkumpul sendiri menjadi misel yang berfungsi sebagai fase pseudostasioner. Pemisahan analit dihasilkan dari partisi diferensial zat terlarut antara bufer akuatik (fase gerak) dan interior hidrofobik misel (fase pseudostasioner), dikombinasikan dengan migrasi diferensial misel bermuatan di bawah medan listrik yang diterapkan. MEKC menjembatani kesenjangan antara elektroforesis klasik, yang memerlukan analit bermuatan, dan kromatografi, yang bergantung pada partisi diferensial antar fase.
Prinsip Solubilisasi dan Partisi Misel
Surfaktan adalah molekul amfifilik yang mengandung gugus kepala hidrofilik dan ekor hidrofobik. Dalam larutan akuatik pada konsentrasi di atas CMC, monomer surfaktan beragregasi membentuk misel dengan ekor hidrofobik mengarah ke bagian dalam dan kepala hidrofilik menghadap bufer akuatik. Untuk natrium dodesil sulfat (SDS), surfaktan paling umum dalam MEKC, CMC sekitar 8 mM dalam air, dan setiap misel mengandung sekitar 60 hingga 70 monomer. Analit netral terpartisi antara fase akuatik dan pseudofase misel berdasarkan hidrofobisitasnya: zat terlarut hidrofobik dipertahankan lebih kuat oleh misel dan bermigrasi dengan kecepatan yang sama dengan misel, sementara zat terlarut hidrofilik menghabiskan lebih banyak waktu di fase akuatik dan bermigrasi dengan aliran elektroosmotik curah. Analit bermuatan mengalami komponen mobilitas elektroforetik tambahan yang memengaruhi perilaku migrasi keseluruhannya.
Fase Pseudostasioner
Fase pseudostasioner dalam MEKC tidak terikat secara fisik tetapi bergerak dengan kecepatan yang ditentukan oleh mobilitas elektroforetik misel dan aliran elektroosmotik (EOF). Surfaktan anionik seperti SDS bermigrasi menuju anoda, tetapi dalam kondisi CE tipikal, EOF menuju katoda lebih kuat, menyebabkan misel bermigrasi ke arah yang sama dengan aliran curah tetapi dengan kecepatan yang berkurang. Ini menciptakan jendela migrasi antara analit tercepat (yang tidak berinteraksi dengan misel dan bermigrasi dengan EOF) dan analit terlambat (yang sepenuhnya dipertahankan oleh misel). Semua analit netral terelusi dalam jendela ini, yang dikenal sebagai rentang elusi. Lebar rentang elusi ditentukan oleh rasio waktu migrasi misel terhadap EOF dan merupakan parameter kritis yang memengaruhi resolusi. Surfaktan selain SDS, termasuk surfaktan kationik seperti setiltrimetilamonium bromida (CTAB), surfaktan nonionik seperti Brij-35, dan garam empedu seperti natrium kolat, dapat digunakan untuk mengubah selektivitas untuk aplikasi spesifik.
Resolusi dan Efisiensi dalam MEKC
Resolusi dalam MEKC diatur oleh tiga faktor: efisiensi pemisahan (jumlah plat), selektivitas (perbedaan relatif dalam faktor retensi antara dua analit), dan lebar rentang elusi. Jumlah plat dalam MEKC mirip dengan CZE, biasanya berkisar antara 100.000 hingga 300.000 plat per meter, karena profil aliran seperti sumbat dari EOF meminimalkan pelebaran pita. Selektivitas dimanipulasi dengan mengubah jenis dan konsentrasi surfaktan, menambahkan pengubah organik seperti metanol atau asetonitril ke bufer, atau memasukkan sikodekstrin, urea, atau reagen pasangan ion ke dalam medium pemisahan. Rentang elusi diperluas ketika kecepatan migrasi misel berbeda secara signifikan dari kecepatan EOF, yang dapat dicapai dengan menyesuaikan pH bufer, kekuatan ionik, atau kimia dinding kapiler. Optimasi resolusi dalam MEKC melibatkan penyeimbangan parameter-parameter ini untuk mencapai pemisahan yang memadai dari semua analit target dalam waktu analisis yang wajar.
Parameter Operasional dan Pengembangan Metode
Pemilihan jenis dan konsentrasi surfaktan adalah variabel utama dalam pengembangan metode MEKC. SDS pada konsentrasi 20 hingga 100 mM adalah titik awal default karena biayanya yang rendah, absorbansi UV yang rendah, dan perilakunya yang terkarakterisasi dengan baik. pH bufer mengontrol baik EOF maupun keadaan ionisasi analit asam atau basa, dengan rentang pH 7 hingga 9 menjadi yang paling umum untuk pemisahan berbasis SDS. Pelarut organik seperti metanol, asetonitril, dan 2-propanol ditambahkan pada 5 hingga 30 % untuk mengurangi retensi analit yang sangat hidrofobik dan mengubah selektivitas. Kontrol suhu sangat penting karena CMC, ukuran misel, dan viskositas bufer semuanya bervariasi dengan suhu. Tegangan biasanya diatur antara 15 dan 30 kV, dengan tegangan yang lebih tinggi memberikan pemisahan yang lebih cepat tetapi pemanasan Joule yang meningkat. Injeksi sampel dilakukan secara hidrodinamik untuk menghindari bias yang diperkenalkan oleh injeksi elektrokinetik dengan adanya misel.
Aplikasi MEKC
MEKC banyak diterapkan dalam analisis farmasi untuk penentuan kemurnian obat, keseragaman kandungan, dan stabilitas, khususnya untuk obat netral atau terionisasi lemah yang sulit dipisahkan dengan CZE. Dalam industri makanan dan minuman, MEKC digunakan untuk menganalisis pengawet, antioksidan, pemanis, dan kafein dalam matriks kompleks. Aplikasi lingkungan mencakup penentuan hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH), pestisida, dan fenol dalam sampel air dan tanah. Dalam analisis klinis dan biomedis, MEKC telah digunakan untuk kuantifikasi steroid, asam empedu, porfirin, dan vitamin dalam cairan biologis. Teknik ini juga digunakan dalam analisis produk alami, termasuk flavonoid, alkaloid, dan kumarin dalam ekstrak tanaman. Kombinasi MEKC dengan deteksi spektrometri massa (MEKC-MS) melalui ionisasi elektrospray memperluas penerapannya pada identifikasi dan karakterisasi struktural senyawa yang tidak diketahui, memerlukan penggunaan surfaktan volatil dan bufer yang kompatibel dengan MS.
