Analisis Unsur Cu dan Zn dalam Rambut Manusia dengan Spektrofotometri Serapan Atom (ssa) (Achmad Hidayat)
ISSN 1411 – 3481
ANALISIS UNSUR Cu DAN Zn DALAM RAMBUT MANUSIA DENGAN SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM (SSA)∗ Achmad Hidayat, Muhayatun, Dadang Supriatna Pusat Teknologi Nuklir Bahan dan Radiometri-BATAN, Jl. Tamansari No.71, Bandung 40132
ABSTRAK ANALISIS UNSUR Cu DAN Zn DALAM RAMBUT MANUSIA DENGAN SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM. Jenis dan konsentrasi unsur-unsur dalam rambut dapat merefleksikan status kesehatan seseorang dan di mana ia tinggal atau bekerja. Pada konsentrasi yang tinggi Zn dapat menjadi toksik terhadap tubuh atau menyebabkan defisiensi untuk unsur Cu. Konsentrasi Cu yang rendah akan menyebabkan sel kekurangan oksigen akibatnya menjadi anemia. Pada penelitian ini dilakukan penentuan Cu dan Zn dalam rambut manusia menggunakan spektrofotometri serapan atom (SSA) dengan metode nyala. Hasil analisis terhadap 27 sampel rambut remaja kota Bandung usia 16 – 19 tahun menunjukkan bahwa konsentrasi geomean Cu = 15,7 ± 45 µg/g dan Zn = 201,4 ± 205 µg/g. Data Cu ini lebih rendah jika dibandingkan dengan data Cu remaja Nigeria (117,4 µg/g), sedangkan dua data Cu yang menyebabkan simpangan baku tinggi (45 µg/g) yaitu sampel nomor 13 (110 µg/g) dan sampel nomor 18 (218 µg/g) mungkin berasal dari sumber pencemar di sekitar tempat tinggal remaja tersebut. Hampir sama dengan data Cu, simpangan baku data Zn juga tinggi (205µg/g). Hal ini disebabkan oleh data sampel nomor 6 (657 µg/g), sampel nomor 7 (356 µg/g), sampel nomor 9 (1058 µg/g), sampel nomor 21 (460 µg/g), dan sampel nomor 27(436µg/g). Jika data geomean Zn yang diperoleh (201,4 µg/g) dibandingkan dengan geomean orang Nigeria ( 125,9 µg/g ), maka konsentrasi Zn anak remaja Bandung lebih tinggi. Konsentrasi Zn yang tinggi ini mungkin merupakan karakteristik pada anak remaja Bandung atau Indonesia, akan tetapi hal ini masih memerlukan penelitian lanjutan. Kata kunci: analisis unsur, rambut manusia, SSA ABSTRACT ANALYSIS OF Cu AND Zn ELEMENTS IN HUMAN HAIR USING ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETRY. Quality and concentration of elements in human hair can reflect health status of the person or the environment where that person resides or work. High concentration of Zn can cause toxic to the human body or deficiency for Cu. Low concentration of Cu can cause cell lack of oxygen and lead to anemia. In this study determination of Cu and Zn were carried out using flame atomic absorption spectrofotometry. The analysis results on 27 hair samples of young people at 16 to 19 years-old from Bandung city indicated that geomean concentrations of Cu = 15.7 ± 45 µg/g and Zn = 20.4 ± 205 µg/g. The geomean data of copper of young Bandung (Indonesian) was lower than that of young Nigerian (11.4 µg/g), whereas two data of copper which caused high standard deviation (45 µg/g) were sample number 13 (110 µg/g) and sample number 18 (218 µg/g) maybe it come from pollutant source around the young Indonesian live. Similar to copper data, standard deviation of Zn is also high (205 µg/g). It is due to sample number 6 (657 µg/g), sample number 7 (356 µg/g), sample number 9 (1058 µg/g), sample number 21 (460 µg/g), and sample number 27 (436 µg/g). If the geomean of Zn (201.4 µg/g) was compared with the geomean of young Nigerian (125.9 µg/g), then concentration of Zn from young Indonesian was higher. The high concentration of Zn maybe become characteristic of young Bandung people or Indonesian, but it still need further study. Key words: elemental analysis, human hair, AAS.
∗
Dipresentasikan pada Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir, 17-18 Juli 2007, BATAN - Bandung 73
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. IX, No. 1, Agustus 2008
ISSN 1411 - 3481
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1. PENDAHULUAN Rambut
manusia
2. TATA KERJA dapat
merekam
2.1. Bahan dan peralatan
unsur-unsur yang masuk ke dalam tubuh
Bahan kimia yang digunakan adalah
manusia melalui jalur makanan, minuman
Standar tritisol pro analisis (p.a) Merck dan
dan pernafasan (udara). Keberadaan dan
bahan acuan Certified Reference Material
konsentrasi
(CRM)
dapat
unsur-unsur
dalam
merefleksikan
rambut
kedaan/status
kesehatan seseorang dan di mana ia tinggal
rambut
GBW
09101
Shanghai
Institute of Nuclear Research-China, HNO3 p.a dan suprapur Merck.
atau bekerja (1). Dengan menganalisis
Peralatan yang digunakan adalah
unsur-unsur dalam rambut dapat diketahui
spektrofotometer serapan atom (SSA) GBC
apakah konsentrasi unsur-unsur tersebut
332 yang digunakan untuk mengukur Cu
defisien, cukup atau bahkan terlalu tinggi.
dan Zn dengan metode nyala. Microwave
Kelebihan melakukan analisis unsur dalam
digestion Model Ethos yang digunakan
rambut jika dibandingkan dengan analisis
untuk destruksi sampel rambut, dan alat-alat
unsur dalam darah atau urin adalah analisis
standard laboratorium kimia.
unsur
dalam
rambut
lebih
mudah
pelaksanaannya serta penanganan sampel lebih sederhana (1). Selain itu, unsur-unsur yang diabsorpsi oleh rambut itu semakin
2.2. Pengumpulan
(sampling)
dan
pencucian sampel rambut Sampel rambut diperoleh dari 27
lama semakin tinggi konsentrasinya karena
orang siswa SMA di
tidak
sehingga
hari Bumi 22 April 2006. Dengan bantuan
menjadi lebih peka. Oleh karena sifat-sifat
tukang potong rambut profesional, rambut
itulah rambut dipilih sebagai sampel.
siswa bagian belakang kepala dipotong kira-
dikeluarkan
dari
tubuh
kota Bandung pada
Unsur runutan terdapat dalam tubuh
kira 0,5 cm di atas kulit kepala, selanjutnya
manusia, seperti unsur Fe dan Zn. Jika
sampel rambut dipotong-potong hingga tiap
tubuh kekurangan unsur Fe maka akan
potongan berukuran 0,5 cm. Sampel rambut
menyebabkan
Zn
dicuci dengan deterjen, air bebas mineral
berperan di dalam banyak reaksi enzimatik
dan terakhir dengan aseton (4). Selanjutnya
(2). Pada konsentrasi yang tinggi Zn dapat
sampel rambut dikeringkan di dalam oven
menjadi
atau
pada temperatur 70±5ºC selama 2-4 jam (4).
menyebabkan defisiensi untuk unsur lain.
Sampel yang telah kering dimasukkan ke
Contoh, konsentrasi Zn yang tinggi di dalam
dalam kantong polietilen (p.e) serta akhirnya
tubuh dapat menyebabkan defisiensi unsur
sampel rambut disimpan di ruang bersih.
anemia,
toksik
sedangkan
terhadap
tubuh
Cu. Sebaliknya konsentrasi Zn yang rendah dikaitkan dengan defisiensi Zn, anorexia, gender, aging, atherosclerosis, vegetarianism, kemiskinan,
dan
kebergantungan
pada
insulin pada penderita kencing manis (3).
2.3. Preparasi sampel rambut Masing-masing
sampel
rambut
manusia dan CRM Rambut GBW 09101 ditimbang sekitar 0,5 – 1,5 g, dimasukkan ke 74
Analisis Unsur Cu dan Zn dalam Rambut Manusia dengan Spektrofotometri Serapan Atom (ssa) (Achmad Hidayat)
dalam
9
microwave
wadah
teflon
digestion
100
Model
ISSN 1411 – 3481
mL
dari
2.5.
Ethos
dan
menggunakan
ditambahi 10 mL HNO3 65%. Enam wadah
Pengukuran
dengan
metode
SSA
nyala
(flame
photometry).
teflon berisi sampel rambut dan 3 wadah
Prinsip SSA adalah absorpsi energi
teflon lain berisi CRM rambut dimasukkan
sinar dengan panjang gelombang tertentu
ke dalam microwave. Destruksi telah diatur
oleh
untuk digest tahap pertama selama 10 menit
atomisasi. Oleh karena itu di dalam SSA
dan tahap selanjutnya selama 10 menit
harus dilakukan proses atomisasi. Proses
pada temperatur 200ºC dan daya 1000 W.
atomisasi dapat dilakukan dengan beberapa
Setelah waktu digest dipenuhi, wadah teflon
cara yaitu dengan nyala (flame), tungku
dikeluarkan dan direndam dengan air kran
grafit
hingga suhu kamar. Sampel dikeluarkan dari
penguapan (vapour generation). Akan tetapi
wadah serta dipindahkan ke dalam beaker
metode atomisasi yang akan dibahas di sini
teflon dan dikisatkan. Sisa garam dilarutkan
adalah hanya metode nyala.
atom-atom
bebas
(graphite
hasil
furnace)
dan
proses
dengan
dan dipindahkan ke dalam labu takar 25 mL
Atomisasi dengan nyala dilakukan
secara kuantitatif serta diencerkan hingga
dengan cara membakar analit (unsur yang
tanda batas. Wadah teflon segera dicuci
akan dianalisis) menggunakan oksidator
dengan deterjen dan air serta dikeringkan.
untuk
Wadah teflon yang sudah bersih digunakan
sehingga analit akan teratomisasi. Oksidator
kembali untuk mendestruksi sampel lainnya.
yang sering digunakan adalah: campuran
mencapai
suhu
yang
diinginkan
udara – propana yang dapat mencapai suhu 2.4. Preparasi larutan standar untuk SSA
nyala
1800ºC,
campuran
udara-asetilen
Dibuat larutan standar campuran Cu
dapat mencapai suhu pembakaran hingga
dan Zn dengan konsentrasi masing-masing
2300ºC, dan campuran N2O-asetilen yang
0,2; 0,4; 1 dan 2 µg/mL yang dibuat dengan
dapat mencapai suhu pembakaran 3000ºC
mengencerkan larutan standar campuran
digunakan
Cu dan Zn 100 µg/mL. Dipipet 10 mL dari
diuraikan misalnya senyawa Ca-fosfat.
standar campuran Cu dan Zn 100 µg/mL
untuk
Penentuan
senyawa
unsur
yang
analit
dilakukan
mL.
dengan
cara
Konsentrasi larutan standar menjadi 10
standar
yang
µg/mL. Dari larutan
diperoleh kurva yang linier atau koefisien
kemudian
diencerkan
hingga
100
standar 10 µg/mL
membuat
sulit
telah
mendekati
kurva
disiapkan
angka
1
kalibrasi hingga
masing-masing dipipet 2, 4, 10, dan 20 mL
korelasi
(satu).
serta diencerkan hingga 100 mL. Larutan
Selanjutnya pengukuran dilaksanakan untuk
standar dan sampel diukur dengan SSA
standar acuan CRM GBW 09101 yang
metode nyala.
dapat dikonversi langsung dalam kosentrasi (µg/mL). Jika hasil pengukuran CRM GBW 09101 berada dalam rentang sertifikat, maka selanjutnya pengukuran dilakukan terhadap sampel rambut. 75
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. IX, No. 1, Agustus 2008
ISSN 1411 - 3481
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.6. Perbandingan hasil analisis dengan
Tabel 2, Tabel 3, Gambar 1 dan Gambar 2.
peneliti terdahulu.
Dari
hasil
analisis
diperoleh
Agar dapat mengetahui posisi (tingi
konsentrasi geomean Cu = 15,7 ± 45 µg/g.
rendahnya) hasil analisis yang diperoleh
Angka simpangan baku (SD) yang diperoleh
maka
(45 µg/g) ternyata lebih besar dari angka
data
hasil
analisis
dibandingkan
dengan data hasil analisis peneliti Pakistan
geomeannya (15,7µg/g).
(4) dan data hasil analisis peneliti Nigeria (5) yang
mempunyai
rentang
usia
objek
Tabel.1. Hasil analisis CRM GBW 09101
penelitian yang berdekatan.
Unsur
µg/g
Cu Zn
22,58±1,66 199 ± 8,4
3. HASIL DAN DISKUSI Studi unsur dalam rambut manusia ini belum banyak diketahui karakteristiknya di PTNBR. Pada tahun pertama penelitian
Sertifikat 21,6 181
24,4 197
Tabel 2. Perbandingan konsentrasi Cu dari Remaja Bandung (Indonesia) terhadap orang Pakistan (4) dan Nigeria (5) normal.
ditujukan agar memperoleh informasi awal
Cu (µg/g)
Indonesia
Pakistan
Nigeria
konsentrasi
Rerata Geomean SD N Umur (thn) Lokasi
27,5 15,7 45 27 16-19 Kota
11,7 Kosong 0,65 59 16-30 Gurun
Kosong 117,4 Kosong 10 10-19 Industri
manusia.
unsur-unsur Dari
dalam
penelusuran
rambut pustaka
diperoleh informasi bahwa keberadaan dan konsentrasi unsur dalam rambut sangat erat kaitannya
dengan
seseorang
atau
status
menunjukkan
kesehatan keadaan
lingkungan di mana seseorang berada apakah ada sumber cemaran atau tidak. Untuk mengetahui hasil pengukuran itu
valid
atau
tidak
maka
dilakukan
pengukuran terhadap Certified Reference Materials (CRM) GBW 09101 yang tersedia di laboratorium teknik analisis radiometri PTNBR.
Hasil
analisis
CRM
Tabel 3. Perbandingan konsentrasi Zn dari Remaja Bandung terhadap orang Pakistan dan Nigeria normal yang sebaya Zn (µg/g)
Indonesia
Pakistan
Nigeria
Rerata Geomean SD N Umur(thn) Lokasi
244,6 201,4 205 27 16-19 Kota
283 Kosong 9,12 59 16-30 Gurun
Kosong 125,9 Kosong 6 10-19 Industri
tersebut
ditunjukkan pada Tabel1.
250
Menurut hasil analisis unsur terhadap
unsur Cu dan Zn berada dalam rentang sertifikat. Artinya analisis unsur tersebut dapat dipercaya dan dilanjutkan. Hasil analisis unsur Cu dan Zn dalam
µg/g Cu
CRM GBW 09101 menunjukan konsentrasi
200 150 100 50 0 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 No. Sam pel
sampel rambut menggunakan SSA metode nyala (Flame Photometry) ditampilkan pada
Gambar 1. Konsentrasi Cu dalam rambut siswa SMA di Bandung 76
Analisis Unsur Cu dan Zn dalam Rambut Manusia dengan Spektrofotometri Serapan Atom (ssa) (Achmad Hidayat)
berasal
1200
µg/g Zn
ISSN 1411 – 3481
dari
remaja
yang
tinggal
di
1000
Perumahan Bumi Panyawangan, sampel
800
nomor 9 = 1058 µg/g berasal dari remaja
600
yang tinggal di Astana Anyar, sampel nomor
400
21 = 460 µg/g berasal dari remaja yang
200
tinggal di daerah
0 1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Nom or sam pel
Citeureup, dan sampel
nomor 27 = 436 µg/g berasal dari remaja yang tinggal di Antapani (Gambar 2). Jadi
Gambar 2. Konsentrasi Zn dalam rambut siswa SMA di Bandung
kelima remaja tersebut telah mendapat
Gambar 1. menyatakan bahwa yang
tinggi. Jika geomean Zn yang diperoleh
menjadi penyebab besarnya SD adalah dua
(201,4 µg/g) dibandingkan dengan geomean
data yang sangat besar yaitu sampel nomor
orang Nigeria yang relatif sebaya (125,9
13 = 110 µg/g berasal dari rambut remaja
µg/g), maka jelas konsentrasi Zn yang
yang tinggal di Cibadak dan sampel nomor
diperoleh dari anak remaja Bandung lebih
18 = 218 µg/g yang berasal dari seorang
besar.
remaja yang tinggal di jalan Mercuri Selatan
mungkin merupakan karakteristik pada anak
Margahayuraya. Mungkin di daerah Cibadak
remaja Bandung yang sumbernya paling
dan
sumber
mungkin adalah pemakaian Zink shampo
kedua
yang sering dan teratur, sedangkan sumber
menunjukkan
lainnya adalah dari penggunaan bahan
konsentrasi yang tinggi. Sumber-sumber
bakar minyak (kendaraan bermotor) serta
pencemar Cu yang mungkin adalah industri
industri.
Mercuri
pencemar remaja
Cu yang
Selatan
terdapat
sehingga dianalisis
rambut
paparan oleh sumber pencemar Zn yang
Konsentrasi
Zn
yang
tinggi
ini
elektronik, alat-alat masak seperti dandang
Hasil analisis dan data orang Pakistan
dan ceret. Jika konsentrasi rerata Cu (27,5
(Tabel 2 dan Tabel 3) membuktikan bahwa
µg/g) dibandingkan dengan hasil studi yang
jika
sama di Nigeria seperti tecantum pada
menyebabkan
Tabel 2 (geomean = 117,4 µg/g) maka
Padahal jika konsentrasi Cu rendah akan
konsentrasi Cu yang kita peroleh masih jauh
menyebabkan
lebih rendah.
akibatnya anemia (2,6).
konsentrasi
Zn
tinggi
konsentrasi
sel
maka Cu
kekurangan
akan
rendah.
oksigen
Kebalikan dari Cu, konsentrasi Zn yang diperoleh dalam rambut cukup tinggi
4. KESIMPULAN
dengan rerata = 244,6 µg/g , geomean =
Hasil
analisis
unsur
menunjukkan
201,4 µg/g dan SD = 205 µg/g. Simpangan
bahwa terdapat kecenderungan semakin
baku Zn yang diperoleh ini juga cukup tinggi.
tinggi
Hal ini disebabkan ada 5 kontributor yaitu:
konsentrasi Cu dalam rambut manusia.
sampel nomor 6 konsentrasi Zn = 657 µg/g
Konsentrasi Cu dan
berasal dari remaja yang tinggal di jalan
rambut
Mutumanikam, sampel nomor 7 = 356 µg/g
memberikan hasil masing masing sebesar
konsentrasi
27
Zn,
remaja
semakin
rendah
Zn pada sampel di
kota
Bandung
77
Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia Indonesian Journal of Nuclear Science and Technology Vol. IX, No. 1, Agustus 2008
ISSN 1411 - 3481
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cu = 15,7 ± 45,7 µg/g dan Zn = 201,4 ±
3. Steve Austin ND and Nick Soloway LMT
205,4 µg/g. Konsentrasi Zn anak remaja
DCL Ac. Hair Analysis. A Textbook of
Bandung lebih tinggi dari konsentrasi Zn
Natural Medicine,1992.
anak
remaja
Nigeria
(125,9
µg/g),
4. Hassan IA, Tasneem GK, Gul HK,
sedangkan konsentrasi Cu yang diperoleh
Shamroz BS and Tahir R. Determination
(15,7 µg/g) lebih rendah dari konsentrasi Cu
of essential trace and toxic elements in
remaja Nigeria (117,4 µg/g). Analisis unsur
hair sample of night blindness patients
akan dilanjutkan agar diperoleh unsur-unsur
versus normal subject, American
lainnya.
Biotechnology Laboratory
dipelajari
Pada
penelitian
hubungan
lanjutan
antara
akan
unsur-unsur
dalam rambut dengan kesehatan manusia.
2005;January:16-17. 5. Nnorom IC, Igwe JC and Ajimone JC. Multielement analysis of human scalp
5. DAFTAR PUSTAKA
hair samples from three distant towns in
1. Ribiero AS. Determination of As, Cd, Ni,
southeastern Nigeria, Afr J Biotechnol.
and Pb in human hair by electrothermal
October 2005;4(10):1124 1127.
atomic absorption spectrometry after
Available on line at
sample treatment with
http:www.academicjournals.org/AJB.
tetramethylammonium hydroxide. Microchem J 2000;64: 105-110. 2. Farr G. The hair tissue mineral analysis.
6. Ulvi H, Yigiter R, Yoldas T, Dolu Y, Var A, and Munger B. Magnesium, zinc, copper content in Hair and their serum
[cited 2001 Nov 25]. Avalaible on
concentration in patients with epilepsy. J.
http://www.BecomeHealthyNow.com
Madi 2002; 7(2):31-35.
78
