kajian sifat optis pada glukosa darah spektrum ftir (b)nilai absorbansi maksimum ... diabetes...

KAJIAN SIFAT OPTIS PADA GLUKOSA DARAH

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh

QOLBY SABRINA

107097002859

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF

HIDAYATULLAH

JAKARTA

2011

KAJIAN SIFAT OPTIS PADA GLUKOSA DARAH

Skripsi

Diajukan kepada Fakultas Sains dan Teknologi

untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Sains (S.Si)

oleh

Qolby Sabrina

NIM : 107097002859

Menyetujui

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Elvan Yuniarti, M.Si Sitti Ahmiatri, M.Si

NIP. 150408697 NIP. 1977704162005012

Mengetahui

Ketua Program Studi Fisika

Drs. Sutrisno, M.Si

NIP. 19590202 198203 1005

LEMBAR PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI BENAR HASIL

KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI

ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA

MANAPUN.

Jakarta, Juni 2011

Qolby Sabrina

107097002859

i

ABSTRAK

Telah dilakukan pengkajian sifat optis glukosa darah menggunakan sample

darah manusia dengan konsentrasi 99 mg/dl, 108 mg/dl,dan 136 mg/dl glukosa

didalam darah. Pengamatan sifat optis panjang gelombang pada absorbansi

maksimum dan transmitansi maksimum suatu sample darah menggunakan

Spektroskopi FTIR dan Spektroskopi UV-Vis, pada spectrum FTIR sample darah

berada dalam range bilangan gelombang 4000-450 cm-1.Serapan absorbansi

maksimum spectrum FTIR pada bilangan gelombang 3413.65 cm-1,3432.03 cm-1

dan 3465.17 cm-1 mengindikasikan kehadiran gugus fungsi O-H dan vibrasi

regangan O-H, sedangkan transmitansi maksimum spectrum FTIR pada bilangan

gelombang 1080-870 cm-1 mengindikasikan adanya gugus C-O dan C-H tanpa

vibrasi. Pada hasil spektroskopi UV-Vis sinar yang mengalami absorbansi

maksimum adalah visible (warna biru) pada range panjang gelombang 435-436

nm. Data hasil spektum digunakan sebagai referensi pengembangan sensor gula

darah untuk mendeteksi kadar gula dalam darah sehingga dapat membantu

mengobati penderita penyakit Diabetes Mellitus.

Kata kunci : panjang gelombang, bilangan gelombang, absorbansi, transmitansi,

spektroskopi FTIR,spektroskopi UV-Vis, sensor gula darah, diabetes mellitus

ii

ABSTRACT

Assessment has been carried out the optical characteristic of blood

glucose using human blood samples with concentration of 99 mg/dl, 108 mg/dl

and 136 mg/dl glucose in the blood. Wavelength observations of the optical

characteristic at the maximum absorbance abd transmittance maximum

spectroscopy a blood sample using FTIR and UV-Vis, on FTIR spectra of blood

samples in range 4000-450 cm-1 wave numbers. Maximum absorbance FTIR

absorption spectrum at wave numbers 3413.65 cm-1,3432.03 cm-1 and 3465.17

cm-1indicate the presence of functional groups and vibrational strain O-H, while

the maximum transmittance FTIR spectra at wave numbers 1080-870 cm-1

indicates a functional group C-O and C-H without any vibration. On the results of

UV-Vis Spectroscopy of light having the maximum absorbance is visible light

(blue) in the wavelength range of 435-436 nm.The spectrum is used as a reference

the development of sensors for detecting blood glucose level, wich could have

treat disease Diabetes Mellitus.

Key words : wavelength, wave number, absorbance, transmittance, FTIR

spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, sensor of blood glucose, Diabetes Mellitus

iii

KATA PENGATAR

Alhamdulillah, puja dan puji hanyalah milik Allah SWT rabb semesta

alam, rasa syukur tak berhingga untuk curahan segala nikmat yang tiada henti

mengalir kepada umat-Nya khususnya penulis, sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat serta salam semoga selalu menyelimuti

Rasulullah tercinta selaku suri tauladan terbaik sebagai pemberi kabar gembira

untuk umatnya juga kepada para sahabat, keluarga serta pengikutnya hingga akhir

zaman.

Dengan selesainya penulisan tugas akhir ini, penulis menyampaikan rasa

terima kasih kepada:

1 Kedua orang tua penulis, terimakasih untuk seluruh curahan kasih sayang

yang tulus. Dukungan materi dan moril sehingga penulis tetap optimis dan

terus semangat

2 Bapak DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatulah Jakarta

3 Bapak Sutrisno, M.si selaku ketua program studi fisika Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.

4 Ibu Elvan Yuniarti, M.si selaku pembimbing pertama, atas waktu yang

diluangkan, ilmu yang diberikan dan atas kesabarannya dalam membimbing

penulis.

iv

5 Ibu Siti ahmiatri, M.si selaku pembimbing kedua yang dengan sabar

meluangkan waktunya untuk memberikan petunjuk tentang apa yang penulis

perlukan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

6 Sahabat-sahabat terbaik kostan Al – Barkah 3 yang senantiasa memberikan

semangatnya kepada penulis. Selalu ada dalam suka maupun duka.

7 Seluruh sahabat tercinta Fisika angkatan 2007 (all instru’07: omi,des3,oz,mba

ana,hescul,opik,asa,bdai,pangky) yang telah melewatkan bersama-sama masa

kuliah yang penuh kenangan.

8 Terima kasih tak terhingga untuk para donor darah yang telah bersedia

mendonorkan darahnya untuk dijadikan study penelitian (ka fatimah

FKIK’06, ka nur FKIK’06, ka ida, sri)

9 Dan semua pihak yang belum disebutkan diatas, yang telah membantu

terlaksananya pembuatan tugas akhir ini.

Penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan juga pembaca,

tidak lupa penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya atas segala kekurangan

yang ada pada tugas akhir ini. Terima kasih

Jakarta, 23 Mei 2011

Penulis

v

DAFTAR ISI ABSTRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI v

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR TABEL x

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 3

1.3. Batasan Masalah 4

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 4

1.6. Sistematika Penelitian 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Definisi Gula Darah 6

2.2. Definisi Penyakit Diabetes Mellitus 7

2.3. Spektroskopi FTIR (Fast Fourier Transform) 10

2.4. Spektroskopi UV-Vis (Ultra Violet-Visible) 23

2.5. Proses Fezze Draying (Pengeringan Beku) 27

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat 24

vi

3.2. Metode Pengambilan Data 32

3.2.1 Spektroskopi FTIR 32

3.2.2 Spektoskopi UV-Vis 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Spektroskopi FTIR 43

4.2. Hasil Spektroskopi UV-Vis 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 55

5.2 Saran 57

DAFTAR PUSTAKA 58

LAMPIRAN 59

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Molekul Glukosa 7

Gambar 2.2 Berkas Radiasi Elektromagnetik 11

Gambar 2.3 Daerah Spektrum Elektromagnetik 13

Gambar 2.4 Perumpaan Senyawa 13

Gambar 2.5 Vibrasi Regangan (a) Regangan Simetri (b) Regangan

Asimetri 17

Gambar 2.6 Vibrasi Bengkokan (a)Vibrasi Goyangan (b)Vibrasi

Guntingan (c)Vibrasi Kibasan (d)Vibrasi Pelintiran 18

Gambar 2.7 Sistem Optic Spektrofotometer FTIR 21

Gambar 2.8 Diagram Skematis Spectrometer UV-Vis 23

Gambar 2.9 Kurva Hubungan Tekanan dan Suhu pada Sifat

Termodinamika Air 28

Gambar 3.1 Penampang Spektroskopi FTIR (a) tampak depan

(b) tampak atas 32

Gambar 3.2 Penambang Lumping Agate dan Spatula 33

Gambar 3.3 Penampang Handy Press 33

Gambar 3.4 Disc Holder (a)penampang disc holder (b) Tempat

pemasangan disc holder pada spektroskopi FTIR 34

Gambar 3.5 Botol serbuk Kbr dan sample darah setelah mengalami

proses freeze draying 34

viii

Gambar 3.6 Freeze draying (a)Tabung freeze (b)Tutup tabung freeze

(c) Vacum tube (d) screen control 35

Gambar 3.7 Spektoskopi UV-Vis (a)penampang spektoskopi UV-Vis

(b) Tempat kuvet dalam spektroskopi Uv-Vis 37

Gambar 3.8 Bahan uji spektoskopi UV-Vis(a)Sample darah dengan

berbagai konsentrasi (b)Memasukkan sample darah ke

dalam kuvet (c)Sample darah dalam kuvet (d)Meletakkan

kuvet berisi sample darah kedalam spektroskopi Uv-vis 38

Gambar 3.9 Flowchart Penelitian 40

Gambar 3.10 Flowcart pengambilan data Spektroskopi UV-Vis 41

Gambar 3.11 Flowcart pengambilan data Spektroskopi FTIR 42

Gambar 4.1 Spectra FTIR 3 sample darah dengan kadar glukosa 99, 108,

136 mg/dl 43

Gambar 4.2 Grafik hubungan linear absorbansi max terhadap perubahan

konsentrasi 45

Gambar 4.3 Grafik hubungan linear transmitansi max terhadap perubahan

konsentrasi 46

Gambar 4.4 Spektra absorpsi 3 sample darah dengan kadar glukosa

berbeda (90 ,108 ,136 mg/dl) dalam air ; b=1cm;garis yang

paling bawah merupakan blanko yang terdiri atas air saja 48


konsentrasi 49

ix


konsentrasi 50

Gambar 4.6 Grafik hubungan linear antara absorbansi max pada tiap

konsentrasi terhadap panjang gelombangnya 50

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kadar glukosa darah sewaktu dan puasa sebagai patokan

penyaring dan diagnosis Diabetes Mellitus(DM) dalam

satuan mg/dl 8

Tabel 2.2 Kisaran panjang gelombang, frekuensi, dan spectrum

Elektromagnetik 12

Tabel 2.3 Vibrasi Suatu Gugus Fungsi 19

Tabel 2.4 Serapan khas beberapa gugus fungsi 22

Tabel 4.1 Hasi Spektroskopi FTIR (a)Nilai Absorbansi dan panjang

gelombang spektrum FTIR (b)Nilai Absorbansi maksimum

dan Transmitansi maksimum pada tiap konsentrasi 45

Tabel 4.2 Hasi Spektroskopi UV-Vis (a)Nilai Absorbansi dan panjang

gelombang spektrum UV-Vis (b)Nilai Absorbansi maksimum

dan Transmitansi Max pada tiap konsentrasi 49

xi

NOTASI

E = Energi, Joule

h = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10-34 J.s

c = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detik

n = indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)

λλλλ = panjang gelombang ; cm

υυυυ = frekwensi ; Hertz

c = kecepatan cahaya : 3,0 x 1010 cm/detik

k = tetapan gaya atau kuat ikat, dyne/cm

µ = massa tereduksi

m = massa atom, gram

ε koefisien ekstingsi molar, yang khas untuk zat terlarut pda kondisi pengukuran.

c adalah konsentrasi larutan (mol dm-3)

d adalah tebal kuvet (cm)

I0 dan I adalah intensitas cahaya setelah melewati pelarut murni dan larutan.

I/I0 juga disebut dengan transmitans ( T )

A adalah absorbansi

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Maha kuasa Allah SWT, rabb semesta alam yang telah menciptakan

manusia bukan tanpa tujuan atau sekedar untuk bermain-main saja dan demi

kesia-siaan. Allah ta’ala berfirman (yang artinya), “ Apakah kalian mengira

bahwasanya Kami menciptakan kalian dengan sia-sia dan kalian tidak akan

dikembalikan kepada Kami? Maha tinggi Allah Raja Yang Maha benar. Tiada

sesembahan yang benar kecuali Dia, Rabb Yang memiliki Arsy yang mulia.” (QS.

al-Mu’minun: 115-116). “ Tidaklah Kami menciptakan langit dan bumi serta

segala sesuatu yang ada di antara keduanya ini untuk kesia-siaan. Itu adalah

persangkaan orang-orang kafir saja, maka celakalah orang-orang kafir itu

karena mereka akan masuk ke dalam neraka.” (QS. Shaad: 27). Melalui

pedoman hidup Al Qur’an seharusnya dapat membuat manusia menyadari bahwa

semua yang Allah ciptakan dalam tubuh manusia tidak ada yang sia-sia, termasuk

tiap ml darah yang Allah atur agar tetap mengalir dalam tubuh supaya manusia

pandai bersyukur dengan nikmat kehidupan. Tiap ml darah yang tak henti-

hentinya mengalir dalam tubuh manusia memiliki banyak kandungan didalamya,

karena darah memiliki fungsi sebagai alat transportasi zat dan oksigen yang

dibutuhkan oleh sel-sel tubuh. Kandungan yang ada pada tiap ml darah harus tetap

berada dalam keadaan normal agar tubuh tidak merasakan sakit, seperti halnya

2

kandungan glukosa dalam darah. Kandungan glukosa dalam darah harus dijaga

berada dalam range ukuran normal bila tidak ingin tubuh dikategorikan terserang

penyakit gangguan glukosa dalam darah (Diabetes Mellitus), ataupun penyakit-

penyakit lainnya.

Saat ini terdapat sekitar 28513 orang terkena diabetes pada populasi orang

dewasa di seluruh dunia. Federasi Diabetes Internasional memperkirakan Jumlah

penderita diabetes akan meningkat hingga 438 juta orang di seluruh dunia pada

2030. Dari Jumlah tersebut, diperkirakan 60 persen berada di Asia. Pada tahun

2010, hampir 4 juta orang dalam kelompok 20-79 tahun meninggal karena

diabetes dan komplikasi. Dan sekitar 50 persen dari penderita diabetes meninggal

karena penyakit kardiovaskuler, dan Iebih dari 8 persen meninggal karena gagal

ginjal. Diabetes terutama yang tidak terkontrol, dikaitkan erat dengan peningkatan

resiko penyakit jantung. Jumlah penderita diabetes melitus di Indonesia

meningkat sejak 2000. Pada 2030 jumlahnya diperkirakan mencapai 21,3 juta

orang pada tahun 2000 jumlah penderita diabetes melitus di Tanah Air mencapai

8,4 juta orang. Setiap tahun jumlahnya terus bertambah, sehingga dia

memperkirakan pada 2013 akan mencapai 21,3 juta orang.1

Diabetes merupakan satu keadaan dimana tahap gula didalam darah adalah

tinggi dari normal. Untuk itu sangat diperlukan pengontrolan kadar glukosa dalam

darah bagi penderita diabetes, hal ini menjadi kendala tersendiri karena

pemeriksaan uji kadar gukosa dalam darah di laboratorium membutuhkan biaya

yang tidak murah. Untuk itu sangatlah diperlukan alat pengontrol gula darah yang

1 American Diabetes association,”Data prevalensi diabetes WHO” liputan 6.com

3

dapat dimiliki dan digunakan sendiri (Self Monitoring Blood Glucose) dengan

harga yang murah serta praktis dalam penggunaannya.

Saat ini alat pengontrol gula darah sudah ada yang digital, akan tetapi alat

ini masih memiliki kelemahan karena masih bersifat kurang stabil, sensor

memiliki efek samping, dan belum dapat dipakai secara berulang dalam jangka

waktu yang lama. Oleh karena itu diperlukan referensi mengenai sifat optis

glukosa darah, untuk dapat digunakan dalam menentukan sensor yang tepat

sehingga kemungkinan eror hasil pembacaan sensor pada alat pengontrol gula

darah dapat dikurangi. Hasil penelitian ini juga dapat dimanfaatkan sebagai data

acuan pembuatan alat pengukur glukosa secara non-invasive (tanpa melukai),

yaitu mendeteksi kadar glukosa dalam darah tanpa jarum suntik yang saat ini

sedang ramai dikembangkan, alat seperti ini akan lebih banyak digunakan oleh

penderita diabetes karena pemakaiannya yang tidak menimbulkan rasa sakit

akibat bekas luka tusukan jarum suntik.

1.2 Rumusan Masalah

Apakah sifat optis dapat diketahui dengan menentukan intensitas serta

panjang gelombang yang memiliki nilai absorbansi maksimum (Amaks) pada

berkas sample glukosa darah?

1.3 Batasan Masalah

Penelitian ini dibatasi oleh sample glukosa dan metode yang digunakan.

Sample senyawa yang dipakai dalam penelitian ini adalah sample darah manusia

dalam tiga kondisi kadar glukosa yang berbeda-beda yaitu 99 mg/dl,108 mg/dl

dan 136 mg/dl. Sedangkan metode yang digunakan dalam penelitian ini sebatas

4

penggunaan alat spektroskopi UV-Visible dengan daerah sinar Ultra violet berada

pada range panjang gelombang (200-400nm), sedangkan untuk sinar tampak

berada pada range (400-750 nm)2 dan penggunaan alat spektroskopi FTIR

dengan range absorpsi untuk daerah infra merah pertengahan (2,5-50µm) 3.

1.4 Tujuan Penelitian

Penilitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik gula darah terhadap

sifat optiknya. Sifat optik yang dimaksud yaitu panjang gelombang absorpsi

maksimum dan trasnmitansi maksimum yang berhasil ditangkap oleh

spektroskopi UV-Vis dan Spektroskopi FTIR. Penilitian ini juga bertujuan untuk

mengetahui hubungan Absorbansi maksimum dan transmitansi maksimum

terhadap perubahan tingkat konsentrasi sample.

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan bermanfaat sebagai data referensi sifat optis dari

senyawa glukosa untuk mendesain sensor glukosa pada alat pengukur gula darah

pribadi (Self Monitoring Blood Glucose) yang praktis, ekonomis bahkan tanpa

harus melukai tubuh (non-ivasive).

1.6 Sistematika Penelitian

Sistematika penulisan dalam penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir

ini adalah sebagai berikut :

2Sandra Hermanto,Teknik analisa spektroskopi, spektroskopi serapan molekul UV-Vis.

3 Robert M Silverstein,Spectrometric identification of organic compounds,sixth edition

5

BAB 1 : PENDAHULUAN

Pada bab ini akan diterangkan secara singkat mengenai latar belakang, tujuan,

manfaat, permasalahan, batasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Dijelaskan mengenai teori-teori yang berkaitan dengan bahasan tugas akhir ini

seperti definisi gula darah, definisi DM (Diabetes mellitus) spektroskopi UV-

Visible, spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infra Red), proses freeze draying.

BAB III : METODE PENELITIAN

Pada bab ini dijelaskan tentang waktu dan tempat penelitian, metode pengambilan

data (yang mencangkup pengambilan sample darah, menguji kandungan glukosa

dalam darah, pengambilan data dengan spektoskopi FTIR, memproses darah

dengan freeze draying, serta pengambilan data dengan spektroskopi UV- Vis).

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Membahas tentang hasil dan pembahasan dari spektrum yang telah direkam dari

hasil kerja alat spektroskopi FTIR dan UV-Vis.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas tentang kesimpulan yang diambil dari hasil analisa serta saran-

saran yang diharapkan dapat mengembangkan tugas akhir ini.

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Gula Darah

Dalam ilmu kedokteran, gula darah adalah istilah yang mengacu pada

kadar glukosa di dalam darah. Konsentrasi gula darah, atau kadar glukosa serum,

diatur dengan ketat di dalam tubuh. Glukosa yang dialirkan melalui darah adalah

sumber utama energi untuk sel-sel tubuh. Umumnya kadar gula darah bertahan

pada batas-batas yang sempit sepanjang hari: 4-8 mmol/l (70-150 mg/dl). Kadar

ini meningkat setelah makan dan biasanya berada pada level terendah pada pagi

hari, sebelum orang makan. Kadar glukosa dipengaruhi oleh faktor endogen dan

eksogen. Faktor endogen yaitu humoral factor seperti hormon insulin, glucagon,

kortisol. Faktor eksogen antara lain jumlah dan jenis makanan yang dikonsumsi

serta aktivitas fisik yang dilakukan. 4

Nama lain dari gula darah adalah glucose, sedangkan rumus senyawa

kimianya adalah C6H12O6 dan memiliki berat molekul 180 g/mol. Kandungan gula

darah manusia (70-100 ml tiap 100 ml darah). Berikut adalah struktur glukosa

darah:

4 John W, Kimball biology page

7

Gambar 2.1 Struktur molekul glukosa5

Kadar gula dalam darah dapat diukur dengan pengukuran kadar gula

standard menggunakan bahan plasma darah yang berasal dari pembuluh vena.

Plasma darah adalah bagian cair dari darah. Intinya adalah darah yang sudah

tidak mengandung bahan-bahan padat lagi seperti sel darah merah hematokrit dan

yang lainnya. Pada alat pengukur gula darah portable yang banyak terdapat di

pasaran, metode mendapatkan plasma dari darah dengan melakukan penyaringan

darah yang diambil yang dilakukan oleh strip tempat menaruh sediaan darah yang

diambil. Kemudian darah pada strip terdeteksi oleh sensor glukosa yang terdapat

pada alat pengukur gula darah digital tersebut. Pengukuran kadar gula darah

sebaiknya dilakukan sesegera mungkin setelah darah diambil dari vena.

Pengukuran darah vena dan kapiler pada saat puasa memberikan hasil yang

identik pada saat puasa tetapi tidak untuk pengukuran 2 jam setelah makan

dimana hasil dari darah kapiler menunjukkan nilai yang lebih tinggi.5

5Valery Tuchin,Handbook of optical sensing of glucose in biological fluids and tissue

8

Tabel 2.1 Kadar glukosa darah sewaktu dan puasa sebagai patokan penyaring dan diagnosis Diabetes Mellitus(DM) dalam satuan mg/dl.6

2.2 Definisi Penyakit Diabetes Mellitus

Diabetes Mellitus (DM) merupakan salah satu masalah kesehatan yang

berdampak pada produktivitas dan dapat menurunkan sumber daya manusia.

Penyakit ini tidak hanya berpengaruh secara individu, tetapi sistem kesehatan

suatu negara. Walaupun belum ada survei nasional, sejalan dengan perubahan

gaya hidup termasuk pola makan masyarakat Indonesia diperkirakan penderita

DM ini semakin meningkat, terutama pada kelompok umur dewasa ke atas pada

seluruh status sosial ekonomi. Saat ini upaya penanggulangan penyakit DM belum

menempati skala prioritas utama dalam pelayanan kesehatan, walaupun diketahui

dampak negatif yang ditimbulkannya cukup besar antara lain komplikasi kronik

pada penyakit jantung kronis, hipertensi, otak, system saraf, hati, mata dan ginjal.

6 Jurnal Diabtes Mellitus media Litbang kesehatan volume XIV no.3 Th 2004

Sampel darah Bukan DM Belum pasti DM DM

Kadar glukosa darah sewaktu:

Plasma vena <110 110-199 >200

Darah kapiler <90 90-199 >200

Kadar glukosa darah puasa:

Plasma vena <110 110-125 >126

Darah kapiler <90 90-109 >110

9

DM merupakan salah satu penyakit degeratif, dimana terjadi gangguan

metabolisme karbohidrat, lemak dan protein serta ditandai dengan tingginya kadar

gula dalam darah (hiperglikemia) dan dalam urin (glukosuria). DM atau kencing

manis adalah suatu penyakit yang disebabkan oleh karena peningkatan kadar gula

dalam darah (hiperglikemi) akibat kekurangan hormon insulin baik absolut

maupun relatif. Absolut berarti tidak ada insulin sama sekali sedangkan relatif

berarti jumlahnya cukup/memang sedikit tinggi atau daya kerjanya kurang.

Hormon Insulin dibuat dalam pancreas. Ada 2 macam type DM :

1. DM type I. atau disebut DM yang tergantung pada insulin.

DM ini disebabkan akibat kekurangan insulin dalam darah yang terjadi

karena kerusakan dari sel beta pancreas. Gejala yang menonjol adalah

terjadinya sering kencing (terutama malam hari), sering lapar dan sering

haus, sebagian besar penderita DM type ini berat badannya normal atau

kurus. Biasanya terjadi pada usia muda dan memerlukan insulin seumur

hidup.

2. DM type II atau disebut DM yang tak tergantung pada insulin.

DM ini disebabkan insulin yang ada tidak dapat bekerja dengan baik,

kadar insulin dapat normal, rendah atau bahkan bahkan meningkat tetapi

fungsi insulin untuk metabolisme glukosa tidak ada/kurang. Akibatnya

glukosa dalam darah tetap tinggi sehingga terjadi hiperglikemia, 75% dari

penderita DM type II dengan obesitas atau ada sangat kegemukan dan

biasanya diketahui DM setelah usia 30 tahun. Kegemukan atau obesitas

salah satu faktor penyebab penyakit DM, dalam pengobatan penderita

10

DM, selain obat-obatan anti diabetes, perlu ditunjang dengan terapi diit

untuk menurunkan kadar gula darah serta mencegah komplikasi-

komplikasi yang lain.

Gejala klinis yang khas pada DM yaitu “Triaspoli” polidipsi (banyak

minum), poli phagia (banyak makan) & poliuri (banyak kencing), disamping

disertai dengan keluhan sering kesemutan terutama pada jari-jari tangan, badan

terasa lemas, gatal-gatal dan bila ada luka sukar sembuh. Kadang-kadang BB

menurun secara drastis. Untuk mengetahui apakah seorang menderita DM yaitu

dengan memeriksakan kadar gula darah. Kadar gula darah normal adalah :

Pada saat : Puasa (nuchter) : 80 - < 110 mg/dl

Setelah makan : 110 - < 160 gr/dl.7

2.3 Spektroskopi FTIR ( Fourier Transform Infra Red)

Cahaya yang dapat dilihat melalui pengelihatan manusia terdiri dari

gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang berbeda-beda, setiap frekuensi

tersebut bisa dilihat sebagai warna yang berbeda. Radiasi infra-merah juga

merupakan gelombang dengan frekuensi yang berkesinambungan, hanya saja

karena keterbatasan mata manusia, terkadang tidak dapat terlihat.

Jika suatu senyawa organik disinari dengan infra-merah yang mempunyai

frekuensi tertentu, maka akan didapat beberapa frekuensi yang diserap oleh

senyawa tersebut. Sebuah alat pendetektor yang diletakkan disisi lain senyawa

tersebut akan menunjukkan bahwa beberapa frekuensi melewati senyawa tersebut

tanpa diserap sama sekali, tetapi frekuensi lainnya banyak yang diserap. Berapa

7 WHO department of noncommunicable disease surveillance,1999

11

banyak frekuensi tertentu yang melewati senyawa tersebut diukur sebagai

presentasi transmitasi (percentage transmittance). 8

Pada spektro IR meskipun bisa digunakan untuk analisa kuantitatif, namun

biasanya lebih kepada analisa kualitatif. Umumnya spektro IR digunakan untuk

mengidentifikasi gugus fungsi pada suatu senyawa, terutama senyawa organik.

Setiap serapan pada panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya suatu

gugus fungsi spesifik.

Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode

yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada

pada daerah panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang

13.000 – 10 cm-1. Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James

Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan

gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor

magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.

Gambar 2.2 Berkas Radiasi Elektromagnetik

8 Robert M Silverstein,Spectrometric identification of organic compounds,sixth edition

12

Saat ini telah dikenal berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan

rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum elektromagnetik merupakan

kumpulan spektrum dari berbagai panjang gelombang. Berdasarkan pembagian

daerah panjang gelombang pada Tabel 2.2, sinar infra merah dibagi atas tiga

daerah, yaitu:

a. Daerah Infra Merah dekat.

b. Daerah Infra Merah pertengahan.

c. Daerah infra merah jauh.

Tabel 2.2 Kisaran panjang gelombang,frekuensi,dan spectrum elektromagnetik9

Spektrum Panjang Gelombang

Frekuensi,Hz Bilangan

Gelombang, cm-1

Satuan Umum Meter

Sinar-X 10-12 – 10-8 1020 – 1016 Ultra Ungu

Jauh 10-200

nm 10-12 – 2x10-7 1016 – 1015 Ultra Ungu

Dekat 200-400

nm 2x10-7 – 4,0x10-7 1015 – 7,5x1014 Sinar

Tampak 400-750 4,0x10-7 – 7,5x10-7 7,5x1014 – 4x1014 25000 – 13000 Infra Merah

Dekat 0,75-2,5

µm 7,5x10-7 – 2,5x10-5 4x1014 – 1,2x1014 13000 – 4000 Infra Merah Pertengahan

2,5-50 µm 2,5x10-5 – 5,0x10-5 1,2x1014 – 6x1012 4000 – 200

Infra Merah Jauh

50-1000 µm 5,0x10-5 – 1x10-3 6x1012– 1011 200 – 10

Gelombang Mikro

0,1-100 cm 1x 10-3 – 1 1011 – 108 10 – 10-2

Gelombang Radio

1-1000 m 1 – 103 108 – 105

9 Ibnu Gholib,Kimia farmasi analisis, pustaka pelajar, 2007

13

Gambar 2.3 Daerah Spektrum Elektromagnetik

Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah

panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah

adalah pada daerah infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 –

50 µm atau pada bilangan gelombang 4.000 – 200 cm-1. Satuan yang sering

digunakan dalam spektrofotometri infra merah adalah Bilangan Gelombang ()

atau disebut juga sebagai Kaiser.

Dasar Spektroskopi Infra Merah dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan

atas senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan

dua buah bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar dibawah

ini. Jika pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka

energi potensial dari sistim tersebut akan naik.10

Gambar 2.4 Perumpaan senyawa

10

Lau, W.S. (1999). karakterisasi inframerah untuk mikroelektronik. World Scientific.

14

Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak,

yaitu :

1. Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain.

2. Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan

3. Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya.

Bila ikatan bergetar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara

periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaiknya. Jumlah

energi total adalah sebanding dengan frekwensi vibrasi dan tetapan gaya ( k ) dari

pegas dan massa ( m1 dan m2 ) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki

oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi.

Panjang gelombang atau bilangan gelombang dan kecepatan cahaya dihubungkan

dengan frekwensi melalui bersamaan berikut :

…………….................................... (2.1)

Energi yang timbul juga berbanding lurus dengan frekwesi dan

digambarkan dengan persamaan Max Plank :

…………………………………… (2.2)

sehingga :

…………………………………… (2.3)

15

dimana :

E = Energi, Joule

h = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10-34 J.s

c = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detik

n = indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)

λλλλ = panjang gelombang ; cm

υυυυ = frekwensi ; Hertz

Dalam spektroskopi infra merah panjang gelombang dan bilangan

gelombang adalah nilai yang digunakan untuk menunjukkan posisi dalam

spektrum serapan. Panjang gelombang biasanya diukur dalam mikron atau mikro

meter ( µm ). Sedangkan bilangan gelombang ( ) adalah frekwensi dibagi

dengan kecepatan cahaya, yaitu kebalikan dari panjang gelombang dalam satuan

cm-1. Persamaan dari hubungan kedua hal tersebut diatas adalah :

……………………………. (2.4)

Posisi pita serapan dapat diprediksi berdasarkan teori mekanikal tentang

osilator harmoni, yaitu diturunkan dari hukum Hooke tentang pegas sederhana

yang bergetar, yaitu :

…………………………… (2.5)

dimana :

16

…………………………… (2.6)

Keterangan :

c = kecepatan cahaya : 3,0 x 1010 cm/detik

k = tetapan gaya atau kuat ikat, dyne/cm

µ = massa tereduksi

m = massa atom, gram

Setiap molekul memiliki harga energi yang tertentu. Bila suatu senyawa

menyerap energi dari sinar infra merah, maka tingkatan energi di dalam molekul

itu akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan tingkatan

energi yang diserap, maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan

energi vibrasi yang diikuti dengan perubahan energi rotasi.11

Atom-atom di dalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi biasanya

terjadi peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan

yang menghubungkannya. Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul

tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print. Vibrasi molekul dapat

digolongkan atas dua golongan besar, yaitu :

1. Vibrasi Regangan (Streching)

2. Vibrasi Bengkokan (Bending)

11

Silverstein, R.M. (1991). spectrometric identification of organic compound. John wiley & Sons,

Inc

17

Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepanjang ikatan yang

menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya,

walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu:

1. Regangan Simetri, unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu

bidang datar.

2. Regangan Asimetri, unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah

tetapi masih dalam satu bidang datar.

(a) (b)

Gambar 2.5 Vibrasi Regangan (a) Regangan Simetri (b) Regangan Asimetri

Jika sistem tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih

besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang

mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasi bengkokan

ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu :

1. Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri

tetapi masih dalam bidang datar.

2. Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri

dan masih dalam bidang datar.

18

3. Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari

bidang datar.

4. Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan

yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang

datar.

(a) (b) (c) (d)

Gambar 2.6 Vibrasi Bengkokan (a)Vibrasi Goyangan (b)Vibrasi Guntingan

(c)Vibrasi Kibasan (d)Vibrasi Pelintiran

Para ahli kimia telah memetakan ribuan spektrum infra merah dan

menentukan panjang gelombang absorbsi masing-masing gugus fungsi. Vibrasi

suatu gugus fungsi spesifik pada bilangan gelombang tertentu. Dari Tabel 2.3

diketahui bahwa vibrasi bengkokan C–H dari metilena dalam cincin siklo pentana

berada pada daerah bilangan gelombang 1455 cm-1. Artinya jika suatu senyawa

spektrum senyawa X menunjukkan pita absorbsi pada bilangan gelombang

tersebut tersebut maka dapat disimpulkan bahwa senyawa X tersebut mengandung

gugus siklo pentana.

19

Tabel 2.3 Vibrasi Suatu Gugus Fungsi12

Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan,

khususnya goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang

2000 – 400 cm-1. Karena di daerah antara 4000 – 2000 cm-1 merupakan daerah

yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini

menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi regangan. Sedangkan daerah

12

Silverstein, R.M. (1991). spectrometric identification of organic compound. John wiley & Sons,

Inc

Frekuensi (cm-1) Golongan Jenis Vibrasi 3400 Metilena Vibrasi regangan O-H 2962 Metil Vibrasi regangan asimetris dari ikatan C-H 2926 Metilena Vibrasi regangan asimetris dari ikatan C-H 2890 -CH Tersier Vibrasi regangan dari ikatan C-H 2872 Metil Vibrasi regangan simetris dari ikatan C-H 2853 Metilena Vibrasi regangan simetris dari ikatan C-H 1467 Metilena Vibrasi bengkokan C-H dari rantai metilena lurus 1460 Metil Vibrasi bengkokan asimetris dari ikatan C-H 1455 Metilena Vibrasi bengkokan C-H dari cincin siklo pentane 1452 Metilena Vibrasi bengkokan C-H dari cincin siklo heksana 1397 1370

Butil Tersier Vibrasi bengkokan simetris C-H dari metal

1385 1368

Iso propil dan di-metil

Vibrasi bengkokan simetris C-H dari metal

1378 Metil Vibrasi bengkokan simetris C-H 1350-1150 Metilena Vibrasi kibasan dan pelintiran C-H 1345 Iso propel 1305 Metilena Vibrasi kibasan C-H 1250 1210

Butil Tersier Vibrasi goyangan C-CH3

1170 Iso propil Vibrasi goyangan C-CH3 1141-1132 Metil dalam

normal parafin Vibrasi goyangan C-CH3

955 Iso propil Vibrasi C-C 930 Butil Tersier Vibrasi C-C 920 Iso propil Vibrasi C-C 835-739 Butil Tersier Vibrasi C-C 720 -(CH2)- Vibrasi goyangan C-H

20

antara 2000 – 400 cm-1 seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun

bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut.

Dalam daerah 2000 – 400 cm-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi

yang unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari

(fingerprint region). Meskipun pada daerah 4000 – 2000 cm-1 menunjukkan

absorbsi yang sama, pada daerah 2000 – 400 cm-1 juga harus menunjukkan pola

yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua senyawa adalah sama.

Prinsip kerja alat FTIR secara umum dapat digambarkan sebagai berikut:

sample discan, yang berarti sinar infra merah akan dilewatkan ke sampel.

Gelombang yang diteruskan oleh sample akan ditangkap oleh detector yang

terhubung ke komputer yang akan memberikan gambaran spectrum sample yang

diuji. Struktur kimia dan bentuk ikatan molekul serta gugus fungsi tertentu sample

yang diuji menjadi dasar bentuk spectrum yang akan diperoleh dari hasil analisa.

Sistem optik dari spektroskopi FTIR dilengkapi dengan cincin yang bergerak

tegak lurus dan cermin yang diam. System optic ini bekerja atas dasar fourier

transform interferometer. Ada tiga bagian utama dari interferometer yaitu cermin

diam (Fixed mirror),cermin bergerak (vibrated mirror) dan cermin penjatah sinar

(chopper mirror). Sinar dibagi menjadi 2 bagian. Bagian pertama dilewatkan pada

cermin diam (F) kemudian kembali, sedangkan bagian yang lain dilewatkan pada

cermin bergerak (M) dan kembali. Kedua berkas digabung kembali di (O)

kemudian dipancarkan ke sample dan kemudian dibaca oleh detector.

21

Gambar 2.7 Sistem optik spektrofotometer FTIR13

Detektor fotoconducing biasanya digunakan dalam FTIR. Tranduser

photoconducing terdiri dari film tipis bahan semi konduktor, seperti PbS atau

indium antimonid. Bahan tersebut di depositkan pada permukaan gelas yang

diberi penutup untuk melindungi dari udara. Adanya absorpsi IR akan

mempromosikan electron valensi non konduksi ketingkat konduksi yang lebih

tinggi, sehingga nilai tahanan turun dan voltase luar akan berkurang apabila

terjadi absorpsi radiasi.

Prinsip kerja alat FTIR dibandingkan dengan panjang gelombang sinar

ultraviolet dan tampak, panjang gelombang infra merah lebih panjang dan dengan

demikian energinya lebih rendah. Energi sinar inframerah akan berkaitan dengan

energi vibrasi molekul. Molekul akan dieksitasi sesuai dengan panjang gelombang

yang diserapnya. Vibrasi ulur dan tekuk adalah cara vibrasi yang dapat diekstitasi

13

Sandra Hermanto,Teknik analisa kromatografi spektroskopi,2009

22

oleh sinar dengan bilangan gelombang (jumlah gelombang per satuan panjang)

dalam rentang 1200-4000 cm-1. Hampir semua gugus fungsi organik memiliki

bilangan gelombang serapan khas di daerah yang tertentu. Jadi daerah ini disebut

daerah gugus fungsi dan absorpsinya disebut absorpsi khas.

Tabel 2.4 Serapan khas beberapa gugus fungsi.14

Gugus Jenis Senyawa Daerah Serapan (cm-1) C−H Alkana 2850-2960, 1350-1470 C−H Alkena 3020-3080, 675-1000 C−H Aromatik 3000-3100, 675-870 C−H Alkuna 3300 C=C Alkena 1640-1680 C≡C Alkuna 2100-2260 C=C Aromatik (cincin) 1500-1600 C−H Alkana 2850-2960,1350-1470 C−O Alkohol,eter,asam karboksilat,ester 1080-1300 C=O Aldehyda,keton,asam karboksilat,ester 1690-1760 O−H Alkohol,fenol(monomer) 3610-3640 O−H Alkohol,fenol(ikatan H) 200-3600(lebar) O−H Asam karboksilat 500-3000(lebar) N−H Amina 3300-3500 C−N Amina 1180-1360 C≡N Nitril 2210-2260 −NO2 Nitro 1515-1560,1345-1385

Bilangan gelombang vibrasi ulur karbonil agak berbeda untuk aldehida,

keton dan asam karboksilat, yang menunjukkan bahwa analisis bilangan

gelombang karakteristik dengan teliti dapat memberikan informasi bagian struktur

molekulnya. Di Tabel 2.4 serapan khas beberapa gugus ditampilkan. Serapan khas

sungguh merupakan informasi yang kaya, tetapi harus diingat bahwa kekuatan

absorpsi tidak memberikan informasi kuantitatif. Dalam hal ini spektroskopi IR

memang bersifat kualitatif, berbeda dengan spektrokopi UV-VIS dan NMR.

14

Robert M Silverstein,Spectrometric identification of organic compounds,sixth edition

23

2.4 Spektroskopi UV-Vis (Ultra Violet-Visible)

Molekul-molekul dapat mengabsorbsi atau mentransmisi radiasi

gelombang elektromagnetik. Berkas cahaya putih adalah kombinasi semua

panjang gelombang spectrum tampak. Perbedaan warna yang terlihat sebenarnya

ditentukan dengan bagaimana gelombang cahaya tersebut diabsorpsi dan

ditransmisikan (dipantulkan) oleh objek atau suatu larutan.

Spektrofotometer digunakan untuk mengukur jumlah cahaya yang

diabsorpsi atau ditransmisi oleh molekul-molekul didalam larutan. Ketika panjang

gelombang cahaya ditransmisikan melalui larutan, sebagian energy cahaya

tersebut akan diserap (diabsorpsi). Besarnya kemampuan molekul-molekul zat

terlarut untuk mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang tertentu dikenal

dengan istilah absorbansi(A), yang setara dengan nilai konsentrasi larutan

tersebut dan panjang berkas cahaya yang dilalui (biasanya 1 cm dalam

spektrofotometer) ke suatu point dimana presentase jumlah cahaya yang

ditransmisikan/ diabsorpsi diukur dengan phototube.15

Sumber Lampu Monokromator Detektor

Wadah sampel Celah Celah

(Slit) (Slit) Computer and Chart recorder

Gambar 2.8 Diagram Skematis Spectrometer UV-Vis16

15


16 Ibnu Gholib,Kimia farmasi analisis, pustaka pelajar, 2007

24

Spektrometer yang sesuai untuk pengukuran didaerah spectrum ultraviolet

dan sinar tampak terdiri atas suatu system dalam jangkauan panjang gelombang

200-800 nm. Sebuah spektofotometer memiliki lima bagian penting, yaitu:

a) Sumber cahaya/ lampu,umumnya digunakan lampu deuterium (D2O)

digunakan untuk daerah UV pada panjang gelombang dari 190-350 nm,

lampu deuterium mengandung gas deuterium pada kondisi tekanan

rendah dan dihubugkan dengan tegangan tinggi sehingga menghasilkan

spectrum kontinu yang merupakan spectrum UV, sementara lampu

halogen kuarsa atau lampu tungsten xenon (Auc) digunakan untuk daerah

visible (pada panjang gelombang antara 350-900 nm).

b) Monokromator, suatu alat yang berfungsi mengubah cahaya polikromatik

menjadi cahaya monokromatik, dengan mendispersikan sinar kedalam

komponen-komponen panjang gelombangnya yang selanjutnya akan

dipilih oleh celah (slit). Monokromator berputar sedemikian rupa

sehingga kisaran panjang gelombang dilewatkan pada sample sebagai

scan instrument melewati spektrum.

c) Optik-optik, dapat didesain untuk memecah sumber sinar sehingga sumber

sinar melewati 2 komartemen, dan sebakaimana spectrometer berkas

ganda (double beam), suatu larutan blanko dapat digunakan dalam suatu

kompartemen untuk mengoreksi pembacaan atau spectrum sampel. Yang

paling sering digunakan sebagai blanko dalam spectrometer adalah

semua pelarut yang digunakan untuk melarutkan sample atau pereaksi.

25

d) Sel penyerap/ wadah pada sample, cell alam spektrofotometer disebut juga

dengan kuvet, dibuat sedemikian rupa sehingga jarak yang dilalui berkas

sinar adalah 1 cm

e) Photodetector, berfungsi untuk menguah energy cahaya menjadi energy

listrik.

f) Computer, untuk spektrofotometer modern biasanya dilengkapi dengan

computer sebagai Analyzer (pengolah data) dan perekam grafik.

Kalibrasi Instrumen

Spektrometer yang digunakan untuk pengukuran harus dikalibrasi dengan

baik terhadap skala panjang gelombang dan absorbansinya. Demikian juga untuk

kalibrasi suatu instrument dilakukan pengecekan terhadap resolusi spectrometer

(daya pisah spectrometer biasanya dikontrol dengan lebar celah) dan adanya

penyesatan sinar (stray radiation, adalah sinar yang sampai kedetektor akan tetapi

tidak melewati sample. Adanya sesatan sinar ini akan memberikan pembacaan

absorbansiyang rendah tetapi palsu terhadap suatu sample, karena seolah-olah

sample hanya menyerap sedikit sinar daripada yang seharusnya. Keadaan ini

menjadi lebih serius jika suatu sample mempunyai absorbansi >2)

Spektrofotometer UV-Vis biasanya bekerja pada daerah panjang

gelombang sekitar 200nm (pada ultra violet dekat) sampai sekitar 800nm (sinar

tampak). Umumnya spektroskopi dengan sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak

(VIS) dibahas bersama karena sering kedua pengukuran dilakukan pada waktu

yang sama. Karena spektroskopi UV-VIS berkaitan dengan proses berenergi

tinggi yakni transisi elektron dalam molekul, informasi yang didapat cenderung

26

untuk molekul keseluruhan bukan bagian-bagian molekulnya. Metoda ini sangat

sensitif dan dengan demikian sangat cocok untuk tujuan analisis. Lebih lanjut,

spektroskopi UV-VIS sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh

sampel diberikan oleh ungkapan hukum Lambert-Beer. Menurut hukum ini,

absorbansi larutan sampel sebanding dengan panjang lintasan cahaya d dan

konsentrasi larutannya c.

Hukum Lambert-Beer

log10 (I0/I) = εcd (2.7)

ε koefisien ekstingsi molar, yang khas untuk zat terlarut pda kondisi pengukuran.

c adalah konsentrasi larutan (mol dm-3)

d adalah tebal kuvet (cm)

I0 dan I adalah intensitas cahaya setelah melewati pelarut murni dan larutan.

I/I0 juga disebut dengan transmitans ( T )

A = ε c d (2.8)

A = log10 (I0/I) = εcd (2.9)

ε = (2.10) (2.10)

A adalah absorbansi

Dengan mengukur transmitansi larutan sampel, nilai konsentrasi dapat

ditentukan dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. Konsentrasi dan panjang

larutan yang dilalui sinar menjadi pertimbangan dalam menghitung nilai

absorbansi. Spektroskopi UV-VIS sangat sensitif dan spektrometernya dapat

27

dibuat dengan ukuran yang sangat kecil, metoda ini khususnya sangat bermanfaat

untuk analisis lingkungan, dan khususnya cocok untuk pekerjaan di lapangan.

Hukum Lambert-Beer dipenuhi berapapun panjang gelombang sinar yang

diserap sampel. Panjang gelombang sinar yang diserap oleh sampel bergantung

pada struktur molekul sampelnya. Jadi spektrometri UV-VIS dapat digunakan

sebagai sarana penentuan struktur. Sejak 1876, kimiawan Swiss-Jerman Otto

Nikolaus Witt (1853-1915) mengusulkan teori empiris warna zat (yang ditentukan

oleh panjang gelombang sinar yang diserap) dan struktur bagian-bagiannya. 17

2.5 Proses Freeze Draying (pengeringan beku)

Pada prinsipnya pengeringan beku terdiri atas dua urutan proses, yaitu

pembekuan yang dilanjutkan dengan pengeringan. Dalam hal ini, proses

pengeringan berlangsung pada saat bahan dalam keadaan beku, sehingga proses

perubahan fase yang terjadi adalah sublimasi. Sublimasi dapat terjadi jika suhu

dan tekanan ruang sangat rendah, yaitu dibawah titik tripel air (gambar dibawah )

Gambar 2.9 Kurva hubungan tekanan dan suhu pada sifat termodinamika air 17


28

Titik tripel terletak pada suhu 0,01 C dan tekanan 0,61 KPa, dengan

demikian proses pengeringan beku harus dilakukan pada kondisi dibawah suhu

dan tekanan tersebut. Tekanan kerja yang umum digunakan di dalam ruang

pengeringan beku adalah 60 – 600 Pa. Pada saat pembekuan terbentuk kristal-

kristal es di dalam bahan, yang mana pada saat pengeringan kristal es tersebut

akan tersublimasi dan meninggalkan rongga (pori) didalam bahan. Keadaan bahan

yang bersifat porous setelah pengeringan, meyebabkan bentuk bahan tidak

mengalami perubahan yang besar dibandingkan sebelumnya, serta proses

rehidrasi air (pembasahan kembali) lebih baik dari pada proses pengeringan

lainnya.18

Pengeringan Beku ini merupakan salah satu cara dalam pengeringan bahan

pangan. Pada cara pengeringan ini semua bahan pada awalnya dibekukan,

kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam suatu

lemari hampa udara. Kristal-kristal es ini yang terbentuk Selama tahap

pembekuan, menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa yaitu berubah secara

langsung dari es menjadi uap air tanpa melewati fase cair. Ini akan menghasilkan

produk yang bersifat porous dengan perubahan yang sangat kecil terhadap ukuran

dan bentuk bahan aslinya. Karena panas yang digunakan sedikit, maka kerusakan

karena panas juga kecil dibandingkan dengan cara-cara pengeringan lainnya.

Produk yang bersifat porous dapat direhidrasi dengan cepat didalam air dingin.19

18

Armansyah H. T, Freeze drying ,IPB

19 Gaman dan Sherrington, freeze drying 1981

29

Dalam pengeringan beku, perpindahan panas ke daerah pengeringan dapat

dilakukan oleh konduksi atau pemancaran atau oleh gabungan kedua cara ini.

Pengawasan laju pindah panas sangat penting adalah perlu untuk menghindari

pencairan es dan dengan demikian laju pindah panas harus cukup rendah untuk

menjamin hal ini. Selain itu , untuk melakukan proses pengeringan dalam waktu

yang masuk akal, laju pindah panas haruslah setinggi mungkin. Untuk mencapai

pengeringan yang aman, perhatian yang utama ditujukan dalam perencanaan

peralatan pengeringan beku dan efisien. Faktor lain yang perlu diperhatian bahwa

suhu permukan tidak boleh sedemikian tinggi karena akan menyebabkan

kerusakan bahan pangan pada permukaannya. Dengan menggunakan yang tinggi,

dimungkinkan terciptanya keadaan suhu dan tekanan sehingga sifat fisik suatu

substrat bahan pangan dapat diatur pada suatu titik kritik yang memungkinkan

berhasilnya proses pengeringan dengan potensi rehidrasi yang dapat diperbaiki.

Sistem ini telah dilakukan selam bertahun-tahundan disebut dehidrasi beku.

Pengertian lainnya tentang pengeringan beku, air dihilangkan dengan

mengubahnya dari bentuk beku (es) ke bentuk gas (uap air) tanpa melalui fase

cair-fase yang disebut sublimasi. Pengeringan beku dilakukan dalam hampa udara

dan suhu sangat rendah.

Pengeringan beku ini menghasilkan produk terbaik, terutama karena

pangan tidak kehilangan banyak aroma dan rasa atau nilai gizi, pengolahan tidak

kontinu, suhu yang digunakan cukup rendah untuk mencehah pencairan, tekanan

yang digunakan dibawah 4 mm Hg, waktu pengeringan umumnya antara 12 dan

24 jam, hilangnya air melalui sublimasi dari perbatasan zona kristal-kristal es

30

yang abadi, partikel kering porous, densitas lebih rendah dari pada bahan pangan

yang asli, rehidrasi dapat cepat, sempurna, citarasa asli. Namun, proses ini mahal

karena memerlukan suhu rendah maupun tinggi dan keadaan hampa udara.

Penggunaan cara ini hanya dibenarkan jika panga sangat peka terhadap panas, dan

produk yang diperoleh harus memenuhi standar gizi yang tinggi20

Pada titik teripel air, ditemukan air terdapat dalam tiga bentuk yaitu cairan,

padat, dan uap. Titik potong dari ketiga garis batas fase tersebut seperti terlihat

pada Gambar kurva, dan titik potong ini disebut titik tripel. Pada suhu 320F dan

tekanan sebesar 4,7 mm air raksa, air berada dalam kondisi yang demikian. Jika

dikehendaki agar supaya molekul-molekul air berpindah dari fase padat ke fase

uap tanpa melalui fase air, maka akan kelihatan dari diagram bahwa 4,7 mm

adalah merupakan tekanan maksimum unutk terjadinya kondisi tersebut, dan

terdapat suatu rentang suhu yang dapat memenuhinya (Desrosier, 1988).

Pada tekanan diatas 4,7 mm dapat terjadi fase cair. Dengan jalan

menurunkan tekanan menjadi 5 mm maka akan terjadi pendidihan. Blair telah

menemukan bahwa pada tekanan 4 mm dapat terjadi pembusaan pada beberapa

substrat cair, dan pembusaan ini dapat dikendalikan. Pada tekanan 4 mm biasanya

suatu bahan panagn telah berada dibawah titik tripelnya dan umumnya proses-

proses dehidrasi beku dirancang pada tekanan ini atau lebih rendah.21

20

WHO,1988

21 Desrosier,titik tripel air, 1988.

32

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari sampai dengan bulan Maret

2011. Adapun tempat penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Instrument dan

Fisika Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

3.2 Metode Pengambilan Data

Metode pengambilan data spektra ini meliputi penggunaan spektroskopi FTIR

dan spektroskopi Uv-Visible.

3.2.1 Spektroskopi FTIR

• Alat : 1. Spektrofotometer FTIR Spectrum One Perkin Elmer

3.1(a) 3.1(b)

Gambar 3.1 Penampang Spektroskopi FTIR (a) tampak depan (b) tampak atas

2. spatula

33

3. lumping agate/ vibrating ball mill

Gambar 3.2 Penampang lumping agate dan spatula

4. Handy press

Gambar 3.3 Penampang handy press

34

5. Kbr disc holder

3.4(a) 3.4(b)

Gambar 3.4 Disc Holder (a)penampang disc holder (b) Tempat pemasangan disc

holder pada spektroskopi FTIR

• Bahan:

Gambar 3.5 Botol serbuk Kbr dan sample darah setelah mengalami

proses freeze draying

1. Serbuk Kbr

2. Sample darah manusia dengan kadar glukosa 99 ml/dl dalam darah

(telah melalui proses freeze draying)

35





• Freeze draying sebagian sample darah

3.6 (a) 3.6 (b)

3.6 (c) 3.6 (d)

Gambar 3.6 Freeze draying (a)Tabung freeze (b) Tutup tabung freeze (c) Vacum

tube (d) screen control

36

1) Simpan sample darah dalam freeze dengan suhu -43º c

2) Masukkan sample darah kedalam vacum tube untuk proses drying

(menghilangkan kadungan air dalam sample)

• Menentukan nilai absorbansi

1) Siapkan sample darah yang telah melalui proses freeze drying

2) Siapkan serbuk Kbr

3) Gerus dan campur 0,5-1 mgram tiap sample dengan serbuk kbr kering

dengan menggunakan lumping agate/ vibrating ball mill hingga benar-

benar tercampur homogeny.

4) Masukkan campuran tersebut kedalam pencetak khusus menggunkan

spatula

5) Hubungkan pencetak dengan handy press

6) Lepaskan tongkang handy press lalu keluarkan cakram Kbr

7) Masukkan cakram kedalam Kbr disc holder, kemudian rekam spectrum

absorbansi tiap sample darah

3.2.2 Spektroskopi UV-Visible

• Alat :

1. Spektrofotometer UV-Vis Lambda 25 Perkin Elmer

37

3.7(a) 3.7(b)

Gambar 3.7 Spektoskopi UV-Vis (a) penampang spektoskopi UV-Vis (b) Tempat

kuvet dalam spektroskopi Uv-Vis

2. Tabung reaksi

3. Pipet tetes & volume

4. Rak tabung reaksi

5. Labu ukur

6. Kuvet quartz

• Bahan:

3.8(a) 3.8(b)

38

3.8(c) 3.8(d)

Gambar 3.8 Bahan uji spektoskopi UV-Vis(a)Sample darah dengan berbagai

konsentrasi (b)Memasukkan sample darah ke dalam kuvet (c)Sample darah dalam

kuvet (d)Meletakkan kuvet berisi sample darah kedalam spektroskopi Uv-vis

1. Aquadest




• Kalibrasi Alat Spektrofotometer UV-Vis

1) Nyalakan alat Spektrofotometer selama ± 15 menit untuk menstabilakan

sumber cahaya dan fotodetektor.

2) Siapkan aquades, masukkan kedalam kuvet yang telah diberihkan

sebelumnya dengan tissue.

3) Pilih menu aplikasi wavelength scan. Lakukan kalibrasi dengan

menggunakan larutan Aquades (minimal 2 kali menekan tombol

autozerro).

39

setting nilai absorbansi = 0

setting nilai transmitansi = 100% (larutan sample tidak mengabsorpsi

cahaya yang diberikan)

• Menentukan panjang gelombang yang memiliki nili absorbansi

maximum (λmax).19

1) Pertama-tama tentukan range panjang gelombang yang akan digunakan

(untuk sample yang tidak berwarna, gunakan range panjang gelombang

sinar UV: 180-400nm)

2) Masukan sample 1 (glukosa 99 ml/dl dalam darah) ke dalam kuvet yang

kering dan bersih.

3) Lakukan scanning panjang gelombang maksimum untuk sample 1 hingga

dihasilkan nilai λmax.

4) Buatlah grafik hubungan antara nilai absorbansi sebagai fungsi panjang

gelombang

5) Tentukan panjang gelombang maksimum untuk sample yang lain (glukosa

108 ml/dl dan 136 ml/dl dalam darah). Tiap sample telah melalui

pengenceran 16 kali setiap 0.05 ml

19

Buku petunjuk spektroskopi Parkin Elmer lambda 25

40

Gambar 3.9 Tahapan penelitian

Proses pengambilan

sampel darah

Uji kadar glukosa

sampel darah

sample darah

dengan kadar

glukosa

99 mg/dl

sample darah

sample darah

dengan kadar

glukosa

108 mg/dl

sample darah

sample darah

dengan kadar

glukosa

136 mg/dl

sample darah

Uji sampel darah dengan alat

Spektroskopi

FTIR

Spektroskopi

UV-Visible

41

Gambar 3.10 Flowcart pengambilan data Spektroskopi UV-Vis

Spektroskopi

UV-Visible

Sample darah

siap uji ? Tidak Ya

Lakukan

pengenceran

terhadap sampel

darah

Masukkan sample siap

uji kedalam

spektroskopi UV-Vis

Proses Scaning

Hasil rekam grafik

spectra pada layar

komputer

Hasil spectra bagus ?

Ya

FINISH

Tidak

Start

42

Gambar 3.11 Flowcart pengambilan data Spektroskopi FTIR

Spektroskopi

FTIR

Sample darah

siap uji ? Tidak Ya

Lakukan proses

Freeze drying pada

tiap sampel darah Masukkan sample darah

siap uji (darah+serbuk

Kbr tercampur

homogen) kedalam

pencetak cakram

Proses Scaning

Cakram sampel uji

tercipta

Masukkan cakram ke

dalam Kbr Disc holder

Ya

FINISH

Buat cakram Kbr (dengan

cara gerus sampel darah

kering dengan serbuk Kbr)

Sampel

darah+serbuk Kbr

sudah tercampur

homogen ?

Tidak

Hasil spectra FTIR pada

layar komputer

Start

43

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Spektroskopi FITR

Hasil spectrum spektroskopi FTIR

870 1080

400 0.0 3 00 0 2000 1500 1000 450.0

6 .5

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

3031.0

cm-1

%T

Laborato ry T es t Result

glukosa 108 ml/dl

glukosa 136 ml/dl

glukosa 99 ml/dl

3463.15

1651.70

3432.03

1652.01

3465.17

1652.05

Gambar 4.1 Spectra FTIR 3 sample darah dengan kadar glukosa

99, 108,136 mg/dl

Berdasarkan hasil spektrum pada gambar diatas, dapat dianalisa bahwa

spektum FTIR sample darah berada pada rentang bilangan gelombang 4000-450

cm-1. Terdapat beberapa pita serapan absorbansi maksimum (transmitansi

maksimum) pada tiap konsentrasi kandungan glukosa sample darah yaitu terletak

44

pada bilangan gelombang 3463.15 cm-1 untuk sample darah dengan konsentrasi

kadar glukosa 99mg/dl, untuk sample darah dengan konsentrasi kadar glukosa 108

mg/dl pita serapan absorbansi maksimum terletak pada bilangan gelombang

3432.03 cm-1 dan yang terakhir pada bilangan gelombang 3465.17 cm-1 pita

serapan absorbansi maksimum terjadi untuk sample darah dengan kadar glukosa

136 mg/dl. Daerah serapan absorbansi max (transmitansi min) pada bilangan

gelombang 3463.15, 3432.03 dan 3465.17 mengindikasikan kehadiran gugus

fungsi O-H (asam karboksilat).Pada rentang bilangan gelombang 1080 cm-1 dan

870 cm-1 mengalami transmitansi max (absorbansi min) hal ini mengindikasikan

adanya gugus fungsi C-O dan C-H. Pada saat transmitansi mencapai nilai

maksimum pada bilangan gelombang 1080 cm-1 untuk sample darah dengan kadar

glukosa 99mg/dl,870 cm-1 untuk sample darah dengan kadar glukosa 108 mg/dl

dan 136 mg/dl tidak menunjukkan adanya jenis vibrasi apapun karena berkas

sinar yang terlalu banyak ditransmisikan sehingga tidak terjadi vibrasi. Pada saat

ketiga jenis sample darah mengalami absorbansi maksimum (transmitansi

minimum), terdeteksi adanya jenis vibrasi regangan C-H pada bilangan

gelombang diatas 3400 cm-1, hal ini disebabkan oleh banyaknya jumlah sinar yang

diserap sehingga banyak molekul yang saling berinteraksi sehingga menimbulkan

vibrasi jenis tersebut .

45

Tabel 4.1 Hasi Spektroskopi FTIR (a)Nilai Absorbansi dan panjang

gelombang spektrum FTIR (b)Nilai Absorbansi maksimum dan Transmitansi

maksimum pada tiap konsentrasi

(a)

(b)


konsentrasi

Konsentrasi alat ukur

A=log10 I0/I

λ (nm)

99 mg/dl A1 0.76 λ1 3448.84

A2 0.64 λ2 1651,57

A3 0,57 λ3 618,85

108 mg/dl A1 0,68 λ1 3411,24

A2 0,63 λ2 1651,98

A3 0,57 λ3 659,32

136 mg/dl A1 0.68 λ1 3410,05

A2 0,65 λ2 1651,99

A3 0,62 λ3 616,85

Transmitansi Max


29.5 99 mg/dl

28.7 108 mg/dl

25.4 136 mg/dl

A= log10 I0/I (max)


0.76 99 mg/dl

0.68 108 mg/dl

0.68 136 mg/dl

46


konsentrasi

Dari hasil spectra diatas bila ditarik grafik hubungan antara absorbansi

maksimum dengan tingkat konsentrasi gula dalam sample darah pada gambar 4.2,

tampak bahwa semakin besar absorbansi penyerapan sinar maka tingkat

konsentrasinya akan semakin rendah. Akan tetapi hal ini tidak sesuai saat

konsentrasi 136 mg/dl, pada kondisi ini spectrum yang tampak justru

menunjukkan peningkatan nilai absorbansinya. Apabila ditarik garis linier

hubungan antara besar konsentrasi dengan absorbansinya akan didapat persamaan

y=-0.001x+0.881, grafik hubungan atara keduanya tersebut memiliki tingkat

penyimpangan 0,63 dari garis linier yang seharusnya. Oleh karena itu nilai

absorbansi belum bisa dijadikan rujukan karena nilai yang dihasilkan belum

stabil. Ketidakstabilan nilai absorbansi yang didapat bisa saja terjadi karena

47

sample yang diujikan masih terlalu sedikit, sehingga hasil spektrum yang didapat

belum cukup signifikan.

Bagian sinar yang diserap (tingkat absorbansi) akan tergantung pada

berapa banyak molekul yang berinteraksi dengan sinar, semakin banyak molekul

yang berinteraksi dengan sinar maka akan semakin besar nilai absorbansinya,

karena pada sample (dalam penelitan ini adalah darah) memiliki zat warna yang

kuat / tajam berupa larutan pekat maka akan diperoleh nilai absorbansi yang

sangat tinggi karena ada banyak molekul yang berinteraksi dengan sinar.

Pada grafik selanjutnya gambar 4.3, hubungan antara transmitansi dengan

perubahan konsentrasi menunjukkan hasil yang cukup baik karena jauh lebih

stabil. Dapat disimpulkan hubungan antara keduanya adalah jika nilai

transmitansinya tinggi maka akan semakin besar pula tingkat konsentrasinya. Bila

ditarik garis linier antara keduanya akan didapat persamaan y=-0.112x+40.72,

hasil tersebut cukup baik karena hanya memiliki 0,002 derajat penyimpangan dari

garis linier yang seharusnya. Oleh karena itu data transmitansi dapat digunakan

sebagai rujukan yang lebih stabil untuk dimanfaatkan dalam pengembangan

sensor pendeteksi kadar gula dalam darah.

48

4.2 Hasil Spektroskopi UV-Vis

Hasil spectra spektroskopi Uv-vis

Time: 12:13 :16 PMDate: 2/4/2011

300.0 350 400 450 500 550 600 650.0

0.00

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

3.20

nm

A

136 ml/ dL

108 ml/ dL

99 ml/ d L

606.70

589.82

570.90

536.50

436.26

387.26

363.80

323.80

301.09

300.07606.72

589.91

571.01

561.78

557.85

537.40

436.44

387.00

364.22

323.85

301.19

300.10606.73

589.94

571.09

561.76

557.80

537.46

435.52

387.06

364.46

323.89

302.08

301.23

Absorpsi spektrum absorpsi spektrum sinar tampak Ultra ungu dekat

Gambar 4.4 spektra absorpsi 3 sample darah dengan kadar glukosa berbeda (90

,108 ,136 mg/dl) dalam air ; b=1cm;garis yang paling bawah merupakan blanko

yang hanya terdiri atas air saja

49

Tabel 4.2 Hasi Spektroskopi UV-Vis (a) Nilai Absorbansi dan panjang gelombang

spektrum UV-Vis (b) Nilai Absorbansi maksimum dan Transmitansi Max pada

tiap konsentrasi

(a) (b)


konsentrasi


A=log10 λ (nm)

99 mg/dl

A1 0.3737 λ1 606.70

A2 0.3483 λ2 570.90

A3 2.5074 λ3 436.26 A4 0.7564 λ4 363.80 A5 0.2146 λ5 589.82

108 mg/dl

A1 0.3934 λ1 606.72 A2 0.3718 λ2 571.01 A3 2.5511 λ3 436.44 A4 0.8806 λ4 364.22 A5 0.2276 λ5 589.91

136 mg/dl

A1 0.4707 λ1 606.73 A2 0.4461 λ2 571.09 A3 2.5976 λ3 435.52 A4 1.0844 λ4 364.46 A5 1.4080 λ5 302.08

A= log10 I0/I (max)


2.5074 99 mg/dl

2.5511 108 mg/dl

2.5976 136 mg/dl

Transmitansi Max


0.15 99 mg/dl

0.18 108 mg/dl

0.2 136 mg/dl

50


konsentrasi

Pada gambar 4.4 tampak bahwa nilai absorbansi maksimum (transmitansi

minimum) terjadi pada berkas sinar jenis sinar tampak (visible) pada range

panjang gelombang 435 nm-436 nm. Sinar ultraviolet dan sinar tampak dapat

dianggap sebagai energy yang merambat dalam bentuk gelombang. Panjang

gelombang merupakan jarak linier dari suatu titik pada satu gelombang ke titik

yang besebelahan pada gelombang yang berdekatan. Sinar ultraviolet mempunyai

range panjang gelombang antara 200-400 nm, sedangkan sinar tampak

mempunyai range panjang gelombang 400-750 nm. Warna sinar tampak dapat

dihubungkan dengan panjang gelombangnya. Sinar putih mengandung radiasi

pada semua panjang gelombang di daerah sinar tampak. Sinar pada panjang

gelombang tunggal (radiasi monokromatik) dapat dipilih dari sinar putih (sebagai

contoh dengan alat prisma).

51

Secara eksperimental, untuk mengukur banyaknya radiasi yang diserap

oleh suatu molekul dapat diartikan sebagi fungsi frekuensi radiasi. Suatu grafik

yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang diserap dengan panjang

gelombang sinar merupakan spectrum absorpsi menunjukkan hasil yang linier

untuk beberapa sample darah dengan berbagai tingkat konsentrasi. Dengan

demikian spectra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat

untuk analisis kualitatif. Banyaknya sinar yang diabsorpsi pada panjang

gelombang tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi,

sehingga spectra absorpsi juga dapat digunakan unuk analisis kuantitatif.

Sinar ultraviolet dan sinar tampak memberikan energy yang cukup untuk

terjadinya transisi elektronik. Dengan demikian, spectra ultraviolet dan spectra

tampak dikatakan sebagai spectra elektronik. Keadaan energy yang paling rendah

adalah pada saat keadaan dasar (ground state). Transisi-transisi elektronik akan

meningkatkan energi molekuler dari keadaan dasar ke satu atau lebih tingkat

energi tereksitasi.

Jika suatu molekul sederhana dikenakan radiasi elektromagnetik maka

molekul tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik yang energinya sesuai.

Interaksi antara molekul dengan radiasi elektromagnetik ini akan meningkakan

energy potensial electron pada tingkat keadaan tereksitasi. Apabila pada molekul

yang sederhana hanya terjadi transisi elektronik pada satu macam gugus yang

terdapat pada molekul, maka hanya akan terjadi satu absorpsi yang merupakan

garis pada spectrum. Pada hasil penelitian didapatkan hasil seperti gambar 4.4

bahwa tiap garis spectrum yang dihasilkan oleh tiap-tiap sample darah memiliki

52

lebih dari satu absorpsi. Spektrum UV-Vis yang merupakan korelasi antara

absorbansi (sebagai ordinat) dan panjang gelombang (sebagai absis) bukan

merupakan garis spectrum akan tetapi merupakan suatu pita spectrum.

Terbentuknya suatu pita spectrum UV-Vis disebabkan oleh terjadinya eksitasi

elektronik lebih dari satu macam pada gugus molekul yang sangat kompleks,

sehingga memiliki lebih dari satu panjang gelombang maksimal.

Jika absorbansi suatu konsentrasi larutan diukur pada panjang gelombang,

suhu, kondisi pelarut yang sama; dan absorbansi masing-masing larutan diplotkan

terhadap konsentrasinya maka suatu garis lurus akan teramati sesuai dengan

persamaan hukum Lambert-Beer.

Grafik pada gambar 4.5 di atas menunjukan hubungan linier antara

absorbansi dengan tingkat konsentrasi, garis yang dihasilkan merupakan suatu

garis lurus, maka dapat dikatakan bahwa hukum lambert-Bert dipenuhi pada

kisaran konsentasi yang diamati yaitu nilai absorbansi akan semakin bertambah

seiring bertambahnya tingkat konsentrasi sample darah yang di uji. Dari hasil

gabungan spectra tiga sample diatas semuanya memiliki Absorbansi maksimum

pada panjang gelombang yang memiliki range berkisar antara 435-500,

berdasarkan klasifiksi serapan radiasi elektromagnetik range tersebut

menunjukkan daerah serapan warna biru.

53

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa

kesimpulan antara lain :

1. Spektrum FTIR dari sample darah dalam berbagai keadaan konsentrasi

glukosa didalamnya dapat terbaca dengan baik pada range bilangan

gelombang 4000-450 cm-1.

2. Pita serapan absorbansi maksimum spectrum FTIR berada pada bilangan

gelombang 3413.65 cm-1 untuk sample darah dengan konsentrasi glukosa

99 mg/dl, 3432.03 cm-1 untuk sample dengan konsentrasi 108 mg/dl dan

yang teakhir berada pada panjang gelombang 3465.17 cm-1 untuk sample

dengan konsentrasi 136 mg/dl.

3. Spektrum FTIR yang berada dalam daerah serapan (absorbansi max) pada

bilangan gelombang 3413.65 cm-1, 3432.03 cm-1 dan 3465.17 cm-1

mengindikasikan adanya kehadiran gugus fungsi O-H (asam karboksilat).

Sedangkan pada rentang bilangan gelombang 1080-870 cm-1 yang

mengalami transmitansi maksimal mengindikasikan adanya gugus fungsi

C-O dan C-H.

4. Pada saat spectrum sample darah mengalami absorbansi maksimum,

terdeteksi adanya jenis vibrasi regangan C-H yang disebabkan banyaknya

sinar yang diserap, maka akan banyak pula molekul yang saling

54

berinteraksi sehingga timbul jenis vibrasi tersebut. Vibrasi ini tidak

Nampak pada saat spectrum sample darah mengalami absorbansi

minimum (transmitansi max).

5. Hasil spektroskopi FTIR menunjukkan hubungan linier antara besar nilai

absorbansi dengan perubahan tingkat konsentrasi, semakin besar

absorbansinya maka tingkat konsentrasinya semakin rendah. Hasil ini

belum cukup stabil untuk digunakankarena terlalu sedikitnya sample yang

diuji. Hubungan linier yang lebih baik ditunjukkan oleh nilai transmitansi

sinar yang melewati sample dengan perubahan konsentrasinya. Data ini

akan lebih baik untuk dijadikan acuan karena cenderung lebih stabil, jika

transmitansinya besar maka nilai konsentrasinyapun akan semakin besar.

6. Hasil spektroskopi UV-Vis menunjukkan bahwa jenis sinar yang

mengalami absorbansi maksimum saat dilewatkan pada sample darah

adalah jenis sinar tmpak (visible) pada range panjang gelombang λ 435-

436 nm.

7. Berdasarkan klasifikasi serapan radiasi elktromagnetik hasil spectra UV-

Vis saat mengalami absorbansi maksimum pada range panjang gelombang

435-500 nm terdeteksi sebagai daerah serapan warna biru (bagian dari

sinar tampak), hal ini dapat dimanfaatkan sebagai referensi pembuatan

sensor pendeteksi gula darah yang dibutuhkan lebih lanjut.

5.2 Saran

Penelitian ini masih merupakan tahap awal sebagai bahan referensi

karakteristik optis dari glukosa darah. Untuk pemanfaatannya lebih lanjut,

55

alangkah lebih baik lagi jika jumlah sample darah yang diuji diperbanyak (tidak

sebatas sample darah dengan konsentrasi 99 mg/dl, 108 mg/l dan 136 mg/dl

didalamya), selain itu penggunaan alat untuk pengujian sample dapat diperbanyak

selain menggunakan spektroskopi FTIR dan spektroskopi UV-Vis guna

mendapatkan hasil data yang signifikan yang bermanfaat untuk pengembangan

pembuatan sensor pendeteksi glukosa dalam darah secara lebih lanjut.

56

DAFTAR PUSTAKA

• American Diabetes association,”Data prevalensi diabetes WHO” liputan 6.com

• Armansyah H. T, Freeze drying ,IPB

• Desrosier,titik tripel air, 1988.

• Gaman dan Sherrington, freeze drying 1981

• Ibnu Gholib,Kimia farmasi analisis, pustaka pelajar, 2007

• John W, Kimball biology page,2000

• Jurnal Diabtes Mellitus media Litbang kesehatan volume XIV no.3 Th 2004

• Lau, W.S. karakterisasi inframerah untuk mikroelektronik. World Scientific. (1999).

• Robert M Silverstein,Spectrometric identification of organic compounds,sixth edition

• Sandra Hermanto,Teknik analisa kromatografi spektroskopi, spektroskopi serapan

molekul UV-Vis,2009

• Silverstein, R.M. spectrometric identification of organic compound. John wiley & Sons,

Inc, (1991)

• Valery Tuchin,Handbook of optical sensing of glucose in biological fluids and

tissue,1990

• WHO department of noncommunicable disease surveillance,1999

LAMPIRAN

Peak List

Spectrum: 1

Comment: glukosa 99 mL/dL fp 160x

Threshold: 0.1000

Abscissa units: nm

Ordinate units: A

No. Abscissa Ordinate Type

-------------------------------------

1 606.70 0.3737 Peak

2 570.90 0.3481 Peak

3 436.26 2.5074 Peak

4 363.80 0.7564 Peak

1 589.82 0.2146 Base

Peak List

Spectrum: 2


Threshold: 0.1000

Abscissa units: nm

Ordinate units: A


-------------------------------------

1 606.72 0.3934 Peak

2 571.01 0.3718 Peak

3 557.85 0.2965 Peak

4 436.44 2.5511 Peak

5 364.22 0.8806 Peak

1 589.91 0.2276 Base

Peak List

Spectrum: 3


Threshold: 0.1000

Abscissa units: nm

Ordinate units: A


-------------------------------------

1 606.73 0.4707 Peak

2 571.09 0.4461 Peak

3 557.80 0.3591 Peak

4 435.52 2.5976 Peak

5 364.46 1.0844 Peak

6 302.08 1.4080 Peak

Sekilas perjalanan mencapai titik ini,,

Juni 2011

Kupersembahkan pengabdian tertinggi pada Rabb semesta alam

(Al-Hakam,,duhai Allah yang Maha Menentukan)

Kehidupan tak kan pernah lepas dari nafas perjuangan

Laksana seseorang yang menyelami dalamnya lautan samudra

Ketika berada diatas permukaan,,terlihat tenang dalam zona nyaman

Semakin menyelam kedasar lautan,,semakin kuat arus gelombang ujian menerjang

Ketika kau mampu survive dari semua ujian yang datang,,

Bersiaplah dengan hadiah indah tantangan tahap kehidupan yang baru..

Cukup catatan kecil dari malaikat kanan kiriku

Mengabadikan moment perjuangan ini

Tawa,tangis,semangat bahkan sampai tertatih sekalipun

Biarlah menjadi warna indah dalam kanvas kehidupanku..

Menjadi wakilnya Engkau duhai Allah Ar-Rosyid yang Maha cerdas dimuka bumi..

Keep Fight cause Allah..

terntuk orang-orang yang sangat kusayangi..

(ayah,bunda,sahabat terbaik,sahabat terindah) ^_^

Terimakasih telah hadir dalam hari-hariku

kajian sifat optis pada glukosa darah spektrum ftir (b)nilai absorbansi maksimum ... diabetes...

Documents