17
METODOLOGI PENELITIAN Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah KH2PO4 pro analis, CaO yang diekstraks dari cangkang telur ayam dan bebek, KOH, kitosan produksi Teknologi Hasil Perikanan (THP) IPB, aquabides, dan asam asetat 3%. Alat-alat yang digunakan adalah gelas piala, labu takar, gelas ukur, buret 50 ml, magnetik stirer, termometer, neraca analitik, corong, kertas saring (Wathman 40), pipet, incubator, perangkat karakterisasi difraksi sinar-X Shimadzu Philips Diffraktometer dengan sumber sinar-X adalah Cu (λCu = 1,54002 nm) , perangkat analisa SEM (Scanning Electron Microscope) JEOL SEM, dan perangkat analisa spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infrared) Bruker Tensor 37.
Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan dalam empat tahap, yaitu: 1. Kalsinasi cangkang telur ayam dan bebek pada suhu 1000oC selama 5 jam. Khusus untuk cangkang telur bebek dilakukan pula kalsinasi pada temperatur 900oC selama 3, 4, dan 5 jam, serta 1000oC pada 3 dan 4 jam. 2. Sintesa senyawa kalsium fosfat dengan prekursor kalsium adalah CaO yang diekstrak dari cangkang telur ayam dan bebek sedangkan prekursor fosfat adalah KH2PO4 dengan metode presipitasi, 3. Pembuatan komposit apatit-kitosan dengan metode presipitasi ex situ. 4. Analisa komposit apatit-kitosan Preparasi sampel ini dilakukan di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika IPB dari September 2008 sampai Februari 2009.
Kalsinasi Cangkang Telur Ayam dan Bebek Cangkang telur mula-mula dibersihkan dari kotoran makro serta membran bagian dalam, lalu dilanjutkan dengan proses pengeringan pada udara terbuka. Setiap cangkang dari satu butir telur yang telah dibersihkan ditimbang untuk mengetahui massa cangkang sebelum kalsinasi. Selanjutnya, cangkang telur
18
dimasukan ke dalam vurnace dengan kenaikan suhu 5oC/menit dan ditahan pada suhu 1000oC selama 5 jam. Cangkang telur hasil kalsinasi ditimbang kembali untuk mengetahui massa cangkang setelah kalsinasi. Analisis XRD pada masingmasing cangkang telur ayam dan bebek dilakukan untuk mengetahui senyawa yang terdapat pada cangkang hasil kalsinasi. Gambar 12 memperlihatkan tahaptahap proses kalsinasi secara ringkas.
Pelepasan membran
Pengeringan di udara terbuka
Penimbangan sebelum kalsinasi
Penimbangan
Furnace 1000oC
setelah kalsinasi
Cangkang
telur
pada crucible
Analisa XRD
Gambar 12 Tahap-tahap proses kalsinasi cangkang telur ayam dan bebek
Sintesa Senyawa Kalsium Fosfat Pembuatan senyawa kalsium fosfat diawali dengan pembuatan larutan masing-masing prekursor kalsium dan fosfat dengan pelarut aquabidest. Massa
19
senyawa Ca dan massa KH2PO4 ditentukan secara stoikiometri sehingga didapatkan larutan 50 ml CaO 0,5 M dan 50 ml KH2PO4 0,3 M. Larutan 50 ml CaO 0,5 M dengan larutan KOH pada gelas kimia 300 ml, selanjutnya direaksikan larutan 50 ml KH2PO4 0,3 M diteteskan pada larutan senyawa Ca dan KOH. Proses presipitasi berlangsung pada suhu fisiologi tubuh 37oC. Homogenisasi larutan dilakukan dengan stirring pada kecepatan 500 rpm.
Sintesa Komposit Apatit-Kitosan Pembentukan komposit apatit-kitosan dilakukan dengan presipitasi secara ex situ. Larutan kitosan 2% diperoleh dengan melarutkan serbuk kitosan pada larutan asam asetat 3%. Selanjutnya, larutan kitosan diteteskan pada larutan hasil presipitasi senyawa kalsium fosfat dengan variasi penambahan kitosan 10%, 20%, 35%, 40%, dan 50% (b/b). Sebagai kontrol, dibuat juga sampel tanpa ada penambahan kitosan (kristal apatit). Selanjutnya sampel didiamkan pada suhu ruang selama 12 jam. Setelah didiamkan, sampel disaring dengan kertas saring whatman untuk memisahkan endapan yang terbentuk dari cairan. Endapan yang tertinggal di kertas saring dikeringkan pada incubator dengan suhu 50oC
hingga endapan mengering.
Gambar 13 memperlihatkan langkah-langkah sintesa kristal apatit dan komposit apatit-kitosan. Masing-masing sampel dibuat sebanyak 3 kali ulangan. Tabel 2 memperlihatkan kode untuk masing-masing sampel yang dihasilkan.
Analisa Sampel Analisa yang dilakukan pada sampel meliputi analisa X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui fase yang terdapat dalam sampel, menentukan ukuran kristal serta kristalinitas. Pada analisa difraksi XRD, scanning sampel dilakukan pada sudut (2θ) 10-80o dengan kecepatan 0,02o per detik. Gugus-gugus dalam sampel dianalisa dengan analisa spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infra Red). Sedangkan morfologi sampel dianalisa dengan Scanning Electron Microscopy (SEM). Karena sampel tidak bersifat konduktif, maka sebelum uji SEM sampel dilapisi emas terlebih dahulu. Selanjutnya sampel discan dan morfologi sampel dianalisa sampai perbesaran 20.000 kali. Analisa XRD
20
dilakukan di Balai Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan (Balitbanghut) Bogor, spektroskopi FTIR di Laboratorium Biofarmaka Institut Pertanian Bogor dan SEM di laboratorium PPGL Bandung
Didiamkan selama 12 jam
Larutan CaO 0,5 M dan KH2PO4 0,3 M Presipitasi pada suhu 37oC dan penambahan kitosan
Incubator 50oC Larutan setelah 12 jam Penyaringan dengan kertas saring Analisa XRD, FTIR dan SEM Penimbangan sampel
Presipitan kering
Gambar 13 Tahapan-tahapan proses sintesa kristal apatit dan komposit apatitkitosan
21
Tabel 2.1 Parameter presipitasi pada pembuatan komposit apatit-kitosan dengan sumber Ca cangkang telur ayam Konsentrasi Kode Sampel A1
Kitosan (% b/b) -
A2
10
A3
20
A4
35
A5
40
A6
50
Ca2+ (M)
PO43- (M)
0,5
0,3
Tabel 2.2 Parameter presipitasi pada pembuatan komposit apatit-kitosan dengan sumber Ca cangkang telur bebek Kode Sampel
% Kitosan
Konsentrasi 2+
Ca (M) B1
-
B2
10
B3
20
B4
35
B5
40
B6
50
0,5
PO43-(M)
0,3
