DASAR-DASAR KIMIA ANALISA INSTRUMEN 1

BAB I

DASAR-DASAR KIMIA ANALISISINSTRUMEN

A. Pendahuluan

Kimia analitik sering didifinisikan sebagai suatu ilmu atau seni ketrampilan mengenai

cara-cara menetapkan komposisi suatu zat baik dalam bentuk unsur-unsurnya maupun senyawayang terkandung di dalamnya. Dalam sejarahnya, perkembangan kimia analitik sejalankemajuan teknologi, dimana penemuan berbagai instrumen dan alat ukur telah mendukungkemajuan dalam bidang analisa kimia., Pada awal abad 19, analisa gravimetri dan volumetrimerupakan cara-cara analisa konvensional yang mengandalkan pada ketrampilan seoranganalis dalam melakukan pengukuran dan perhitungan stoikimetrik untuk mengidentifikasi suatuanalit. Dekade berikutnya penemuan alat spektroskopi telah menghantarkan kepada cara-caraanalisa yang lebih mudah dan akurat, walaupun pada awalnya teknik ini hanya digunakanuntuk analisa kualitatif unsur/senyawa tetapi seiring dengan perkembangan teknologi, cara-carakolorimetri dan turbidimetri mulai mengambil peran dalam analisa kuantitatif. Beberapa tahunkemudian metode pengukuran dengan arus listrik dapat digunakan untuk menentukan titikakhir titrasi yang dikenal dengan titrasi konduktometri. Selanjutnya, melalui perkembanganteknologi elektronik yang cukup pesat di era tahun 1930an, penggunaan alat instrumen dalamkegiatan analisa menjadi bagian yang sangat penting dalam menunjang perkembangan ilmukimia analitik. Hampir semua sifat fisik yang khas dari suatu unsur atau senyawa dapatdigunakan sebagai dasar bagi cara-cara analisa secara instrmentasi.

Sifat fisik suatu unsur atau senyawa kimia umumnya berasal dari sifat khas atom-atomunsur atau senyawa yang menyusunnya. Muatan listrik suatu atom hampir tidak terbaca denganalat listrik biasa sehingga memerlukan alat khusus untuk menggandakannya. Alat penggandamuatan listrik atau radiasi gelombang elektromagnetik dari suatu unsur atau senyawa dikenaldengan ampifier. Selain itu kepekaan dari pengamatan manusia juga sangat terbatas misalnyadalam mengamati perbedaan warna yang intensitasnya sangat rendah, sehingga untuk itudiperlukan sautu alat pedeteksi yang mampu mendeteksi perbedaan tersebut. Denganmenggunakan detektor inilah alat instrumen mampu mendeteksi konsentrasi suatu senyawawalaupun dalam jumlah yang sangat rendah. Oleh karena itu cara analisa intrumen memilikikepekaan yang relatif tinggi jika dibandingkan dengan analisa konvensional, selain itu analisainstrumen juga tidak memerlukan waktu yang lama, penggunaan pelarut dan bahan-bahankimia pendukung yang sedikit serta reprodusibilitas yang tinggi. Namun demikian tidak berarticara analisa instrumen lebih sederhana dari cara-cara konvensional.

Ada beberapa hal yang setidaknya harus diperhatikan oleh analis sebelum melakukananalisa dengan alat instrumen, antara lain :

a. Apakah analisis harus dilakukan di lapangan atau bisa dilakukan di laboratorium?

b. Apakah teknik sampling yang dilakukan telah sesuai dengan metode analisa yang akandigunakan?

c. Apakah metode analisa telah divalidasi sebelumnya?

d. Bagaimanakah cara penyiapan contoh yang bisa meminimalkan atau menghindarikesalahan dalam analisa?

e. Berapa derajat ketelitian dan ketepatan yang diperlukan?

f. Apakah terdapat zat/senyawa standar sebagai pembanding? Dst.

DASAR-DASAR KIMIA ANALISA INSTRUMEN 2

B. Teknik Preparasi Sampel

Untuk memperoleh informasi tentang komposisi kimia suatu bahan, terkadangdiperoleh dengan langkah yang sederhana dan cepat, namun tidak jarang pula yangmemerlukan langkah yang rumit dan waktu yang lama. Hal tersebut bergantung pada sifat dankompleksitas analit yang akan dianalisa serta keberadaannya di dalam matriks sampel. Secaraumum, langkah-langkah analisis antara lain melibatkan beberapa tahapan sebagai berikut :sampling dan pengawetan sampel, perlakuan awal dalam upaya menyiapkan analit (preparasisampel), pengukuran, pengolahan data analitik dan pengambilan kesimpulan.

Dalam hal tertentu, kimia analisa instrumen melakukan pula upaya pemisahan danpemurnian suatu konstituen dari konstituen lainnya atau dari matriks sampelnya. Pekerjaan inidapat pula dimasukkan dalam tahap preparasi sampel. Namun bila konstituen yang diinginkanberada dalam matriks sampel yang rumit, maka tahap ini merupakan suatu bidang pekerjaankimia analitik tersendiri, yang lebih dikenal dengan kimia pemisahan analitik. Dari sini munculteknik-teknik analisis baru yang merupakan gabungan dua atau lebih teknik analisis, misalnyadalam analisa kafein dalam matriks sampel organik yang dilakukan dengan menggunakanmetode ekstraksi dan kromatografi.

Sifat informasi mengenai komposisi kimia suatu analit penting diketahui agar dapatmerancang skenario analisis beserta peralatan yang digunakan. Berdasarkan sifat informasinya,analisis kimia dibedakan menjadi :

a. Analisa proksimat : informasi yang diperlukan cukup dengan mengetahui jenis dan jumlahsuatu unsur atau senyawa dalam suatu bahan tanpa mengetahui struktur senyawa yangsesungguhnya.

b. Analisa parsial : analisa yang hanya memerlukan informasi konstituen tertentu dalamsampel.

c. Analisa konstituen renik : analisa parsial yang khusus memerlukan informasi keberadaandan jumlah konstituen renik dalam sampel.

d. Analisa lengkap : analisa ini dilakukan untuk mendapatkan informasi secara lengkaptentang keberadaan semua konstituen dalam suatu sampel.

Berdasarkan ukuran sampel yang digunaan, metode analisis dibedakan menjadi :

a. Analisis makro, bilamana ukuran sampel lebih dari 0,1 g.b. Analisis semi mikro, bila ukuran sampel antara 0,01 hingga 0,1 g.c. Analisis mikro, bilamana ukuran sampel kurang dari 0,01 g.

Tidak selamanya sampel dapat langsung diukur dengan suatu metode tertentu. Hal inidisebabkan antara lain oleh :1. Metode pengukurannya yang tidak memungkinkan untuk pengukuran langsung.2. Konstituen yang diinginkan berada dalam matriks sampel yang rumit, yang bila dilakukan

pengukuran langsung akan mengganggu pengukuran konstituen yang diinginkan.

Perlakuan pendahuluan bisa saja dilakukan secara sederhana, namun banyak pula yangmembutuhkan teknik preparasi yang sangat rumit.Misalnya dalam penetapan kadar besi dalamair sungai secara spektrofotometri serapan atom hanya memerlukan penambahan sedikit asamke dlam sampel untuk mencegah terjadinya hidrolisis dari ion besi. Sedangkan peentapan besidari sampel batuan (misalnya dari granit) memerlukan perlakuan awal yang lebih rumit,dimana batuan digerus terlebih dahulu hingga ukuran tertentu, selanjutnya diambil sejumlahkecil melalui prosedur sampling conning and quartering dan dilanjutkan denganmemperlakukan sampel dengan pelarut asam (misalnya asam nitrat), dan memisahkan bagianterlarutnya dari yang tidak larut dan diakhiri dengan menjadikan larutan itu dalam volumetertentu sebelum dilakukan pengukuran dengan spektrofotometer serapan atom.

Metode penguraian sampel sangat beragam, diantaranya adalah pelarutan denganpelarut yang sesuai, peleburan yang diikuti dengan pelarutan dan pelarutan yang diikuti denganpemisahan. Pemisahan yang digunakan selain untuk mengisolasi konstituen yang diinginkan

DASAR-DASAR KIMIA ANALISA INSTRUMEN 3

dari konstituen lainnya, juga digunakan sebagai upaya pemekatan. Cara-cara pemisahan yangkerap digunakan antara lain adalah : distilasi, ektraksi pelarut, ekstraksi padat-cair,pengendapan, ultrafiltasi, elektroforesis dan kromatografi.

C. Teknik Pengukuran Sampel

Tahap pengukuran merupakan tahapan yang memerlukan penanganan yang seksama,agar pekerjaan-pekerjaan sebelumnya dalam mempersiapkan analit tidak sia-sia. Metodeanalisis yang digunakan secara umum digolongkan menjadi metode kimia konvensional danmetode kimia instrumen atau metode modern. Bagi keperluan analisis kualitatif diperlukankonstituen standar sebagai referensi. Untuk keperluan analisa kuantitatif ditambah dengankalibrasi. Beberapa kriteria pengukuran diperlukan untuk mendapatkan hasil yang valid.Kriteria tersebut antara lain : replikasi (keterulangan) pengukuran, presisi dan akurasi(ketepatan dan kecermatan) hasil pengukuran, limit deteksi, limit kuantisasi dan kepekaan.

Pemilihan alat ukur yang memadai serta rancangan pengukuran sangat berpengaruhterhadap hasil analisis. Informasi awal mengenai kadar suatu konstituen dalam sampel amatmembantu dalam memilih alat dan menentukan metode pengukuran. Dasar-dasar statistika jugasangat menunjang dan banyak diperlukan dalam pengambilan keputusan, sehingga setiaplangkah analisis diupayakan untuk menghindari kesalahan sekecil mungkin.

D. Pengolahan data Analitik dan Pengambilan Kesimpulan

Kimia analitik instrumen tidak hanya melakukan pengukuran untuk keperluaninformasi kualitatif dan kuantitatif saja, namun melakukan pula interpretasi serta berupayamemecahkan masalah yang timbul. Presisi dan akurasi serta batas ketangguhan hasil analisisdapat ditentukan melalui pengolahan data analitik berdasarkan cara-cara yang dapatdipertanggungjawabkan. Suatu hasil analisis dapat dinyatakan dengan bilangan tertentu atautidak ada sama sekali/ tidak terdeteksi (ttd). Pengukuran yang sudah dilandasi dengan hukum-hukum tertentu, misalnya Hukum Lambert-Beer tentang penyerapan radiasi gelombangelektromagnetik oleh suatu zat memberikan acuan bahwa hubungan antara absorbansi dengankonsentrasi zat adalah linear. Namun demikian, dalam suatu pengukuran dalam upayamembuktikan suatu kaidah, maka data-data yang diperoleh perlu diolah secara benar.

Pada kenyataannya informasi tentang komposisi kimia suatu bahan yang dianalisadengan metode tertentu memiliki perbedaan dengan nilai yang sesungguhnya. Perbedaan antaranilai hasil pengukuran dengan nilai yang sesungguhnya merupakan kesalahan pengukuran.Secara umum kesahalan pengukuran digolongkan menjaid kesalahan acak (random error) dankesalahan kontinyu (continue error). Kesalahan acak disebut juga kesalahan yang tidak dapatdiperbaiki (incorrigible error) atau kesalahan tak pasti (undefinit error), sedangkan kesalahankontinyu disebut pula kesalahan yang dapat diperbaiki (corrigible error) atau kesalahan yangpasti (definit error). Kesalahan yang pasti dibedakan menjadi kesalahan metodik, kesalahanoperatip dan kesalahan instrumental. Besarnya kesalahan-kesalahan tersebut memberikankontribusi terhadap nilai ketidakpastian pengukuran (uncertenty).

E. Validasi Metode Analisis

Validasi merupakan suatu uji kinerja metode standar. Validasi ini dilakukan terhadapsuatu metode standar sebelum diterapkan di laboratorium. Validasi sebuah metode bermaksuduntuk membuktikan bahwa laboratorium yang bersangkutan mampu melakukan pengujiandengan metode tersebut dengan hasil yang valid. Disamping itu validasi juga bertujuan untukmembuktikan bahwa laboratorium memiliki data kinerja. Hal ini dikarenakan laboratoriumyang berbeda memiliki kondisi dan kompetensi personil serta kemampuan peralatan yangberbeda. Sehingga, kinerja antara satu laboratorium dengan laboratorium lainnya tidaklahsama.

Didalam verifikasi metode, kinerja yang akan diuji adalah keselektifan seperti ujiakurasi (ketepatan) dan presisi (kecermatan). Dua hal ini merupakan hal yang paling minimal

DASAR-DASAR KIMIA ANALISA INSTRUMEN 4

harus dilakukan dalam verifikasi sebuah metode. Suatu metoda yang presisi (cermat) belummenjadi jaminan bahwa metode tersebut dikatakan tepat (akurat). Begitu juga sebaliknya, suatumetode yang tepat (akurat) belum tentu presisi.

Hubungan antara akurasi dan presisi dalam uji metode dapat terjadi dalam empat hal:

Akurasi dan presisi sama-sama rendah Presisi tinggi, akurasi rendah Presisi rendah, akurasi tinggi Akurasi dan Presisi tinggi.

Jika diimajinasikan kedalam dunia nyata, akurasi dan presisi digambarkan dengananak-anak panah yang dilepaskan dari busur dan sasaran tembak. Dikatakan akurat dan presisiatau cermat dan tepat, jika anak panah yang dilepaskan dari busur tepat mengenai pusat sasaranpanah yang dituju. Ketika anak panah kedua dilepaskan, maka harus tepat mengenai pusatsasaran, dan seterusnya. Artinya, setiap kali pengulangan berada pada sasaran yang hendakdituju.

Meskipun demikian, akurasi tidaklah sama dengan presisi dan tidak sama denganreliabilitas/keandalan suatu data. Akurasi diartikan sebagai kedekatan hasil analisa terhadapnilai yang sebenarnya. Presisi diartikan sebagai kedekatan antara sekumpulan hasil analisa.Sedangkan reliabilitas data adalah gabungan antara presisi dan akurasi. Dengan kata lain,akurasi bertujuan untuk mendapatkan suatu nilai yang benar. Presisi bertujuan untukmendapatkan nilai yang sama. Sedangkan reliabilitas data adalah untuk mendapatkan nilaiyang benar dan sama.

Reliabilatas data (keandalan suatu data) merupakan syarat mutlak yang harusdimiliki oleh suatu laboratorium analisa. Suatu laboratorium yang berkualitas harus dapatmengeluarkan data-data yang andal dan dapat dipercaya (memiliki akurasi dan presisi tinggi).Dalam skala industri, laboratorium bertugas sebagai “pabrik” yang memproduksi data,kemudian data ini akan diteruskan kepada pihak proses yang memproduksi barang yangsebenarnya. Dan tentu saja mereka akan memproduksi barang sesuai dengan data-data yangdikeluarkan laboratorium. Apa jadinya jika formula dan analisa yang dikeluarkan laboratorium(misalnya farmasi) salah ? Bisa jadi obat yang akan diproduksi akan tidak sesuai denganfungsinya.

Berdasarkan SNI 19-17025-2000, validasi adalah konfirmasi suatu metode melaluipengujian dan pengadaan bukti bahwa syarat-syarat tertentu dari suatu metode telah dipenuhi.Validasi perlu dilakukan oleh laboratorium terhadap : Metode non standar Metode yang dikembangkan sendiri Metode standar yang digunakan diluar lingkup yang dimaksud Metode standar yang dimodifikasiMetode standar untuk menegaskan dan mengkonfirmasikan bahwa metode tersebut sesuaidengan penggunaannya.

Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metodeanalisis adalah sebagai berikut:

1. Accuracy (Kecermatan)Accuracy adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analis dengan

kadar analit yang sebenarnya. Accuracy dinyatakan sebagai persen perolehan kembali(recovery) analit yang ditambahkan. Accuracy dapat ditentukan melalui dua cara, yaitumetode simulasi (spiked-placebo recovery) atau metode penambahan baku (standardaddition method).

Dalam metode simulasi, sejumlah analit bahan murni ditambahkan ke dalamplasebo (semua campuran reagent yang digunakan minus analit), lalu campuran tersebutdianalisis dan hasilnya dibandingkan dengan kadar standar yang ditambahkan (kadar yangsebenarnya). Recovery dapat ditentukan dengan cara membuat sampel plasebo (eksepien

DASAR-DASAR KIMIA ANALISA INSTRUMEN 5

obat, cairan biologis) kemudian ditambah analit dengan konsentrasi tertentu (biasanya 80%sampai 120% dari kadar analit yang diperkirakan), kemudian dianalisis dengan metodeyang akan divalidasi. Tetapi bila tidak memungkinkan membuat sampel plasebo karenamatriksnya tidak diketahui seperti obat-obatan paten, atau karena analitnya berupa suatusenyawa endogen misalnya metabolit sekunder pada kultur kalus, maka dapat dipakaimetode adisi.Dalam metode adisi (penambahan baku), sampel dianalisis lalu sejumlah tertentu analityang diperiksa (pure analit/standar) ditambahkan ke dalam sampel, dicampur dan dianalisislagi. Selisih kedua hasil dibandingkan dengan kadar yang sebenarnya (hasil yangdiharapkan).Pada metode penambahan baku, pengukuran blanko tidak diperlukan lagi. Metode ini tidakdapat digunakan jika penambahan analit dapat mengganggu pengukuran, misalnya analityang ditambahkan menyebabkan kekurangan pereaksi, mengubah pH atau kapasitas dapar,dll.Dalam kedua metode tersebut, recovery dinyatakan sebagai rasio antara hasil yangdiperoleh dengan hasil yang sebenarnya. Biasanya persyaratan untuk recovery adalah tidakboleh lebih dari 5%.

2. Precision (keseksamaan)Precision adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji

individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedurditerapkan secara berulang pada sampel-sampel yang diambil dari campuran yanghomogen.

Presicion diukur sebagai simpangan baku atau simpangan baku relatif (koefisienvariasi). Precision dapat dinyatakan sebagai repeatability (keterulangan) ataureproducibility (ketertiruan).

Repeatability adalah keseksamaan metode jika dilakukan berulang kali olehanalis yang sama pada kondisi sama dan dalam interval waktu yang pendek. Repeatabilitydinilai melalui pelaksanaan penetapan terpisah lengkap terhadap sampel-sampel identikyang terpisah dari batch yang sama, jadi memberikan ukuran keseksamaan pada kondisiyang normal.

Reproducibility adalah keseksamaan metode jika dikerjakan pada kondisi yangberbeda. Biasanya analisis dilakukan dalam laboratorium-laboratorium yang berbedamenggunakan peralatan, pereaksi, pelarut, dan analis yang berbeda pula. Analisisdilakukan terhadap sampel-sampel yang diduga identik yang dicuplik dari batch yangsama. Reproducibility dapat juga dilakukan dalam laboratorium yang sama denganmenggunakan peralatan, pereaksi, dan analis yang berbeda.

Kriteria seksama diberikan jika metode memberikan simpangan baku relatif (RSD)atau koefisien variasi (CV) 2% atau kurang. Akan tetapi kriteria ini sangat fleksibeltergantung pada konsentrasi analit yang diperiksa, jumlah sampel, dan kondisilaboratorium. Dari penelitian dijumpai bahwa koefisien variasi meningkat denganmenurunnya kadar analit yang dianalisis.

Ditemukan bahwa koefisien variasi meningkat seiring dengan menurunnyakonsentrasi analit. Pada kadar 1% atau lebih, standar deviasi relatif antara laboratoriumadalah sekitar 2,5% ada pada satu per seribu adalah 5%. Pada kadar satu per sejuta (ppm)RSDnya adalah 16%, dan pada kadar part per bilion (ppb) adalah 32%. Pada metode yangsangat kritis, secara umum diterima bahwa RSD harus lebih dari 2%.

Percobaan keseksamaan dilakukan terhadap paling sedikit enam replika sampelyang diambil dari campuran sampel dengan matriks yang homogen. Sebaiknyakeseksamaanditentukan terhadap sampel sebenarnya yaitu berupa campuran dengan bahan pembawasediaan farmasi (plasebo) untuk melihat pengaruh matriks pembawa terhadap keseksamaanini. Demikian juga harus disiapkan sampel untuk menganalisis pengaruh pengotor dan hasildegradasi terhadap keseksamaan ini.

DASAR-DASAR KIMIA ANALISA INSTRUMEN 6

3. Selektivitas (Spesifisitas)Selektivitas atau spesifisitas suatu metode adalah kemampuannya yang hanya

mengukur zat tertentu saja secara cermat dan seksama dengan adanya komponen lain yangmungkin ada dalam matriks sampel. Selektivitas seringkali dapat dinyatakan sebagaiderajat penyimpangan (degree of bias) metode yang dilakukan terhadap sampel yangmengandung bahan yang ditambahkan berupa cemaran, hasil urai, senyawa sejenis,senyawa asing lainnya, dan dibandingkan terhadap hasil analisis sampel yang tidakmengandung bahan lain yang ditambahkan.

Selektivitas metode ditentukan dengan membandingkan hasil analisis sampel yangmengandung cemaran, hasil urai, senyawa sejenis, senyawa asing lainnya atau pembawaplasebo dengan hasil analisis sampel tanpa penambahan bahan-bahan tadi.Penyimpangan hasil jika ada merupakan selisih dari hasil uji keduanya. Jika cemaran danhasil urai tidak dapat diidentifikasi atau tidak dapat diperoleh, maka selektivitas dapatditunjukkan dengan cara menganalisis sampel yang mengandung cemaran atau hasil ujiurai dengan metode yang hendak diuji lalu dibandingkan dengan metode lain untukpengujian kemurnian seperti kromatografi, analisis kelarutan fase, dan DifferentialScanning Calorimetry. Derajat kesesuaian kedua hasil analisis tersebut merupakan ukuranselektivitas. Pada metode analisis yang melibatkan kromatografi, selektivitas ditentukanmelalui perhitungan daya resolusinya (Rs).

4. Linearitas dan RentangLinearitas adalah kemampuan metode analisis memberikan respon proporsional

terhadap konsentrasi analit dalam sampel. Rentang metode adalah pernyataan batasterendah dan tertinggi analit yang sudah ditunjukkan dapat ditetapkan dengan kecermatan,keseksamaan, dan linearitas yang dapat diterima.

Linearitas biasanya dinyatakan dalam istilah variansi sekitar arah garis regresiyang dihitung berdasarkan persamaan matematik data yang diperoleh dari hasil uji analitdalam sampel dengan berbagai konsentrasi analit. Perlakuan matematik dalam pengujianlinearitas adalah melalui persamaan garis lurus dengan metode kuadrat terkecil antara hasilanalisis terhadap konsentrasi analit.

Dalam beberapa kasus, untuk memperoleh hubungan proporsional antara hasilpengukuran dengan konsentrasi analit, data yang diperoleh diolah melalui transformasimatematik dulu sebelum dibuat analisis regresinya.

Dalam praktek, digunakan satu seri larutan yang berbeda konsentrasinya antara 50– 150% kadar analit dalam sampel. Di dalam pustaka, sering ditemukan rentangkonsentrasi yang digunakan antara 0 – 200%. Jumlah sampel yang dianalisis sekurang-kurangnya delapan buah sampel blanko.

Sebagai parameter adanya hubungan linier digunakan koefisien korelasi r padaanalisis regresi linier Y = a + bX. Hubungan linier yang r = +1 atau –1 bergantung padaarah garis. Sedangkan nilai a menunjukkan kepekaan analisis terutama instrumen yangdigunakan. Parameter lain yang harus dihitung adalah simpangan baku residual (Sy).Dengan menggunakan kalkulator atau perangkat lunak komputer, semua perhitunganmatematik tersebut dapat diukur

5. Batas Deteksi (Limit of Detection) dan Batas Kuantitasi (Limit of Quatification)Batas deteksi adalah jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang

masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan blangko. Batas deteksimerupakan parameter uji batas. Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisis renikdan diartikan sebagai kuantitas terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhikriteria cermat dan seksama.

Penentuan batas deteksi suatu metode berbeda-beda tergantung pada metodeanalisis itu menggunakan instrumen atau tidak. Pada analisis yang tidak menggunakaninstrumen batas tersebut ditentukan dengan mendeteksi analit dalam sampel padapengenceran bertingkat. Pada analisis instrumen batas deteksi dapat dihitung denganmengukur respon blangko beberapa kali lalu dihitung simpangan baku respon blangko danformula di bawah ini dapat digunakan untuk perhitungan :

DASAR-DASAR KIMIA ANALISA INSTRUMEN 7

Q = (k x Sb)/SlQ = LOD (batas deteksi) atau LOQ (batas kuantitasi)k = 3 untuk batas deteksi atau 10 untuk batas kuantitasiSb = simpangan baku respon analitik dari blangkoSl = arah garis linear (kepekaan arah) dari kurva antara respon terhadap konsentrasi = slope(b pada persamaan garis y = a+bx)

Batas deteksi dan kuantitasi dapat dihitung secara statistik melalui garis regresilinier dari kurva kalibrasi. Nilai pengukuran akan sama dengan nilai b pada persamaangaris linier y = a+bx, sedangkan simpangan baku blanko sama dengan simpangan bakuresidual (Sy/x.)a. Batas deteksi (LoD)Karena k = 3, Simpangan baku (Sb) = Sy/x, maka:LoD = (3 Sy/x)/ Slb. Batas kuantitasi (LoQ)Karena k = 10, Simpangan baku (Sb) = Sy/x, maka:LoQ = (10 Sy/x)/Sl

Cara lain untuk menentukan batas deteksi dan kuantitasi adalah melalui penentuanrasio S/N (signal to noise ratio). Nilai simpangan baku blanko ditentukan dengan caramenghitung tinggi derau pada pengukuran blanko sebanyak 20 kali pada titik analitmemberikan respon. Simpangan baku blanko juga dihitung dari tinggi derau puncak kepuncak, jika diambil dari tinggi puncak derau atas dan bawah (Np-p) maka s0 = Np-p/5sedangkan kalau dari puncak derau bawah saja (puncak negatif) maka s0 = Np/2,selanjutnya perhitungan seperti tersebut di atas.

6. Ketangguhan metode (ruggedness)Ketangguhan metode adalah derajat ketertiruan hasil uji yang diperoleh dari

analisis sampel yang sama dalam berbagai kondisi uji normal, seperti laboratorium,analisis, instrumen, bahan pereaksi, suhu, hari yang berbeda, dll. Ketangguhan biasanyadinyatakan sebagai tidak adanya pengaruh perbedaan operasi atau lingkungan kerja padahasil uji. Ketangguhan metode merupakan ukuran ketertiruan pada kondisi operasi normalantara lab dan antar analis.

Ketangguhan metode ditentukan dengan menganalisis beningan suatu lot sampelyang homogen dalam lab yang berbeda oleh analis yang berbeda menggunakan kondisioperasi yang berbeda, dan lingkungan yang berbeda tetapi menggunakan prosedur danparameter uji yang sama.

Derajat ketertiruan hasil uji kemudian ditentukan sebagai fungsi dari variabelpenentuan. Ketertiruan dapat dibandingkan terhadap keseksamaan penentuan di bawahkondisi normal untuk mendapatkan ukuran ketangguhan metode. Perhitungannyadilakukan secara statistik menggunakan ANOVA pada kajian kolaboratif yang disusunoleh Youden dan Stainer.

7. Kekuatan (Robustness)

Untuk memvalidasi kekuatan suatu metode perlu dibuat perubahan metodologiyang kecil dan terus menerus dan mengevaluasi respon analitik dan efek presisi danakurasi. Sebagai contoh, perubahan yang dibutuhkan untuk menunjukkan kekuatanprosedur HPLC dapat mencakup (tapi tidak dibatasi) perubahan komposisi organik fasegerak (1%), pH fase gerak (± 0,2 unit), dan perubahan temperatur kolom (± 2 – 3° C).

Perubahan lainnya dapat dilakukan bila sesuai dengan laboratorium. Identifikasisekurang-kurangnya 3 faktor analisis yang dapat mempengaruhi hasil bila diganti ataudiubah. Faktor risinal ini dapat diidentifikasi sebagai A, B, dan C. Perubahan nilai faktor-faktor ini dapat diidentifikasi dengan a, b, dan c. Lakukan analisis pada kondisi yang telahdisebutkan pada pemeriksaan ketangguhan.