VALIDASI METODE AANI UNTUK UNSUR ESENSIAL DALAM CUPLIKAN BIOLOGIS. Ramzy, Indria K. P, dan E. Rohaeti

Ke DAFTAR ISI Prosiding Seminar Nasional AAN 2008 Sabuga, ITB Bandung, 22 Oktober 2008

Tema : Peran Teknik Nuklir AAN di Bidang Industri, Kesehatan dan Lingkungan dalam Menunjang Kesejahteraan Masyarakat

VALIDASI METODE AANI UNTUK UNSUR ESENSIAL DALAM CUPLIKAN BIOLOGIS Ramzy, Indria K. P, dan E. Rohaeti Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, Dramaga, Bogor, Email: [email protected] ABSTRAK VALIDASI METODE AANI UNTUK UNSUR ESENSIAL DALAM CUPLIKAN BIOLOGIS. Mineral merupakan faktor esensial dalam tubuh yang memiliki peranan berbeda-beda dalam sistem metabolisme, antara lain sebagai kofaktor enzim dalam berbagai reaksi biokimia dan sintesis hormon. Kelebihan ataupun kekurangan unsur-unsur mineral dalam tubuh dapat menyebabkan berbagai penyakit. Oleh karena itu, penentuan unsur-unsur mineral menjadi penting untuk dilakukan. AANI (analisis aktivasi neutron instrumental) adalah teknik analisis dengan limit deteksi rendah dan termasuk analisis multi unsur. Validasi diperlukan untuk mengkaji presisi dan akurasi hasil pengujian metode AANI ini. Validasi dalam penelitian ini dilakukan menggunakan SRM NIST (Standard Reference Materials National Institute of Standard Technology) 1573a Tomato Leaves dan 1577b Bovine Liver. Unsur-unsur yang tervalidasi ialah Se, Cr, Co, dan Zn. Metode AANI menghasilkan koalitas data yang baik untuk keempat unsur tersebut; penyimpangan relatif berkisar 20%, U-test lebih kecil dari 1,95, Z-score dari data yang dihasilkan dapat diterima pada tingkat kepercayaan 95%, dan memenuhi (lulus) uji presisi dan akurasi. Validasi ditentukan menggunakan persamaan statistika dari IAEA. Batas deteksi (limit of detection) untuk keempat unsur tersebut telah ditentukan dengan hasil sebagai berikut: Se 0,165 mg/kg, Cr 0,426 mg/kg, Co 0,0765 mg/kg, dan Zn 0,460 mg/kg. Metode ini dapat diaplikasikan untuk penentuan unsur Se, Cr, Co, dan Zn dalam cuplikan biologis antara lain darah. Kata kunci: AANI, unsur esensial, cuplikan biologis

ABSTRACT VALIDATION OF INAA METHOD FOR ESSENTIAL ELEMENTS ON BIOLOGICAL SAMPLES. Mineral is an essential factor in the body that takes important roles that differ to each other in metabolism system, such as enzyme cofactor in biochemical reaction and hormone synthesis. An excess or deficiency of minerals element could cause disease. Therefore determination of minerals element become important to be done. INAA (instrumental neutron activation analysis) is an analysis technique with low limit detection and multi-element analysis. Validation is needed to observe the accuracy and precision of the result by INAA method. This validation was done using SRM NIST (Standard Reference Material National Institute of Standard Technology) 1573a Tomato Leaves and 1577b Bovine Liver. The validated elements were Se, Cr, Co, and Zn. INAA method produced good quality data for these four elements; relative bias less than about 20%, U-test score less than 1,95, Z-score data were acceptable for confidence interval of 95%, and also acceptable on precision and accuracy test. Validation was determined by using statistical equation according to IAEA. The limit of detection for these four elements was also determined. The results were Se 0.165 mg/kg, Cr 0.426 mg/kg, Co 0.0765 mg/kg, and Zn 0.460 mg/kg. This method is possible to be use for the determination of Se, Cr, Co, and Zn on biological sample such as blood. Key words: INAA, essential elements, biological sample yang memiliki peranan berbeda-beda dalam

PENDAHULUAN Mineral merupakan faktor esensial

sistem metabolisme antara lain sebagai

pemberi nutrisi di dalam tubuh manusia

kofaktor

318

enzim

dalam

berbagai

reaksi

Prosiding Seminar Nasional AAN 2008 Sabuga, ITB Bandung, 22 Oktober 2008


biokimia dan sintesis hormon. Salah satu

yang rendah, simultan, dan nilai keakuratan

contohnya adalah logam Zn yang diperlukan

yang

dalam pertumbuhan dan perkembangan,

metode analisis yang dapat digunakan

sistem saraf, proses penyembuhan, dan

dalam penentuan unsur mineral dalam

sebagian

jaringan

darah antara lain spektrografi, kolorimetri,

reproduktif serta berperan bersama-sama

reaksi katalistik, fluoresensi sinar X, PIXE

dengan vitamin A [1].

(particle induced X-ray emission), ICP-MS

dibutuhkan

Penyakit

dalam

umumnya

disebabkan

tinggi.

(induced

Menurut

Sabbioni

coupled

(1996),

plasma

mass

karena adanya perubahan secara tidak

spectrometry), ICP-AES (induced coupled

normal

seperti

plasma atomic emission spectrometry), ID-

perubahan dalam sintesis atau defisiensi

MS (isotope dilution mass spectrometry),

eksresi. Hal ini terjadi karena berlebih atau

GF-AAS (graphite furnace atomic absorption

berkurangnya berbagai unsur kimia dari

spectrometry),

jumlah yang normal. Oleh karena itu,

atomic

penentuan mineral menjadi penting untuk

(neutron activation analysis atau analisis

diketahui karena berkaitan langsung dengan

aktivasi neutron, AAN) [3]. Setiap metode

penyebab penyakit yang merugikan tubuh

memiliki karakteristik dan sensitivitas yang

manusia

berbeda-beda

dalam

[1,2].

penyakit

tubuh

manusia,

Dasar

tersebut

dari

penentuan

absorption

(electro

thermal

spectrometry),

pada

setiap

unsur

NAA

yang

dengan

dianalisis. Oleh karena itu, hingga saat ini

mengetahui kuantitas dari berbagai unsur

belum ditemukan metode standar dalam

mineral normal dan unsur toksiknya. Unsur-

penentuan unsur-unsur kelumit dalam suatu

unsur mineral berada dalam nukleoprotein,

organisme

metalloprotein, kromoprotein, asam nukleat,

Zdankiewicz dan Fasching (1976), diketahui

nukleotida

bahwa

(ATP),

adalah

ETAAS

enzim

(co-enzim

A),

[4].

pada

Berdasarkan darah

penelitian

penderita

kanker

lipoprotein, dan metabolit lainnya. Unsur

terkandung

mineral

menggunakan metode analisis instrumental

dapat

dianalisis

dari

beberapa

cuplikan dalam tubuh, seperti darah (Ca, Cl,

13

macam

unsur

dengan

AAN [5].

Mg, P, Fe, Cu, Na, K); urin (Ca, P, Pb, Hg);

Untuk digunakan lebih lanjut, suatu

cairan cerebrospinal (Na, K, Hg); dan feses

metode perlu dikaji dan dievaluasi kinerja

(Ca). Namun, secara umum dapat diketahui

dan ketepatan hasil analisisnya. Rangkaian

bahwa mineral cenderung lebih banyak

kegiatan tersebut biasa dikenal dengan

ditemukan dalam darah karena berperan

validasi metode. Dalam penelitian ini, akan

utama dalam sistem transport tubuh [2].

dilakukan

Penentuan

unsur

mineral

validasi

metode

untuk

AANI

dapat

logam-logam

dalam

dilakukan dengan berbagai macam metode

Harapannya,

metode

yang disesuaikan dengan matriks cuplikan

digunakan untuk mengetahui kadar unsur-

yang akan digunakan. Unsur mineral kelumit

unsur hasil analisis dalam cuplikan biologis

dapat diidentifikasi dengan menggunakan

seperti

metode dan alat yang memiliki limit deteksi

digunakan dalam validasi ini ialah bahan 319

darah.

cuplikan ini

Cuplikan

biologis.

akan

yang

dapat

akan



acuan SRM 1573a Tomato Leaves dan SRM 1577b Bovine Liver).

TEORI Analisis Aktivasi Neutron Analisis aktivasi neutron merupakan salah satu analisis unsur secara kualitatif

Gambar 1

dan kuantitatif. Metode ini didasarkan pada reaksi penangkapan neutron termal oleh inti atom (nuklida) melalui reaksi (n,γ), seperti

Berdasarkan

digambarkan pada diagram Gambar 1. menjadi

(radionuklida).

nuklida

radioaktif

Radionuklida

akan

sinar

γ

dan

adalah bila pemisahan

NAA, RNAA).

jumlah sinar γ dinyatakan dalam satuan

Peralatan AAN

cacah per detik (count per second; cps).

Peralatan

Persamaan yang umum digunakan dalam

dasar

yang

dibutuhkan

dalam melakukan analisis dengan teknik

ialah

AAN ialah sumber neutron dan sistem

sebagai berikut:

W cpl = W st

(AAN

AANR (AAN radiokimia = radiochemical

untuk analisis kuantitatif. Dalam prakteknya,

AAN

kimia

dilakukan setelah cuplikan diiradiasi, disebut

sinar γ yang diemisikan dapat digunakan

pada

tidak

pemisahan/perlakuan

Kategori ketiga

analisis kualitatif suatu cuplikan. Jumlah

kuantitatif

iradiasi

bila

(AAN kimia = Chemical NAA, CNAA).

energi

tertentu. Hal ini dapat digunakan untuk

penentuan

sesudah

yaitu

sebelum cuplikan diiradiasi, disebut AANK

radionuklida

dengan

sebelum

pertama

Kategori kedua, bila dilakukan pemisahan

sinar γ [7]. Sinar γ yang diemisikan bersifat mengemisikan

Kategori

instrumental = Instrumental NAA, INAA).

atau β+ yang umumnya diikuti oleh emisi setiap

pemisahan

terhadap cuplikan, disebut AANI

transisi isomerik atau melalui peluruhan β-

yaitu

kategori. dilakukan

melepaskan kelebihan energinya melalui

karakteristik,

prosedur

yang diperlukan, AAN dibagi menjadi tiga

Neutron termal akan berinteraksi dengan nuklida

Proses penangkapan neutron termal oleh inti atom yang disertai dengan pelepasan sinar γ [7]

pencacah sinar gamma. Sumber neutron

R cpl

yang

R st

akselerator,

umumnya dan

ditemui

ialah

radioisotop

pemancar

di mana:

neutron radioisotopik.

Wcpl

= massa unsur dalam cuplikan

pembelahan inti yang terjadi di reaktor nuklir,

Wst

= massa unsur dalam standar

diperoleh neutron dengan nilai fluks yang

Rcpl

= cacah sinar γ dalam cuplikan

tinggi. Tipe reaktor dan posisi di dalam

Rst

= cacah sinar γ dalam standar

reaktor

akan

Dari

reaktor,

memberikan

hasil reaksi

perbedaan

distribusi energi neutron dan fluks. Hal ini karena adanya perbedaan material yang digunakan sebagai moderator dalam reaktor 320



tersebut. Pada Gambar 2 ditunjukkan energi

dengan

neutron yang dikelompokkan atas termal,

menghasilkan sinyal pulsa yang tingginya

epitermal, dan cepat.

ekivalen dengan energi γ [9].

detektor

HPGe

koaksial

akan

Sinyal pulsa yang terdeteksi diperkuat secara ganda oleh penguat awal (preamplifier)

dan

amplifier.

Selanjutnya

menggunakan MCA (multi channel analyzer) pulsa dipisah-pisahkan berdasarkan tingginya dan diubah menjadi sinyal digital oleh Gambar 2

Spektrum distribusi dan klasifikasi energi neutron yang dihasilkan oleh suatu reaktor [8]

ADC (analog to digital converter). Data

Komponen neutron termal terdiri atas

diakumulasikan dalam saluran tertentu pada

neutron dengan energi rendah (energi di

MCA sampai dengan waktu pencacahan

bawah 0,5 eV) dalam kesetimbangan termal

selesai dan akan disimpan dalam unit

dengan atom dalam moderator reaktor.

pengolahan data (komputer)

numerik hasil pencacahan cuplikan lalu

Pada temperatur ruangan, spektrum energi neutron

termal

dengan dengan

secara

distribusi rerata

probabilitas

baik

dijelaskan

Detektor

Penguat Sinyal

Cuplikan setelah iradiasi

Perangkat Lunak

Multi Channel Analyzer

Maxwell-Boltzmann

energi kecepatan

0,025

eV

2200

dan m/s.

Komputer

Komponen neutron epitermal terdiri atas neutron dengan energi dari 0,5 eV sampai

Gambar 3 Bagan alir peralatan pencacah sinar gamma

dengan 0,5 MeV. Baik neutron termal maupun epitermal, menyebabkan reaksi (n,γ)

pada

inti

target.

Neutron

Validasi Metode Validasi

cepat

adalah

sebuah

evaluasi

merupakan neutron dengan energi lebih dari

mengenai ketepatan dan ketelitian yang

0,5 MeV, berperan sangat kecil dalam reaksi

dicapai dari suatu prosedur analisis yang

(n, γ), dibandingkan reaksi (n,p), (n,n),

layak digunakan untuk menyelesaikan suatu

maupun (n,2n).

masalah. Perbandingan analisis dari metode validasi

Pencacahan sinar γ dilakukan dengan

dapat

digunakan

untuk

meng-

menggunakan detektor HPGe (high pure

evaluasi ketelitian dan ketepatan prosedur

germanium) yang mengandung kristal Ge

tersebut.

murni (intrinsik) pada suhu N2 cair. Kristal

metode validasi analisis merupakan proses

Ge disanggah pada kriostat vakum dan

yang

dihubungkan secara termal dengan batang

laboratorium untuk membuktikan bahwa

tembaga sebagai pendingin. Detektor yang

karakteristik

digunakan berupa HPGe koaksial yang

tersebut memenuhi persyaratan aplikasi

dapat mengukur sinar γ pada kisaran energi

analisis yang dimaksudkan.

Menurut dilakukan kinerja

Badan

POM

melalui prosedur

2001,

penelitian analisis

Metode validasi dari suatu analisis

60 KeV hingga 3 MeV. Interaksi sinar γ 321



harus dapat menunjukkan secara ilmiah

Penyimpangan Relatif

bahwa risiko dari kesimpulan hasil analisis

Penyimpangan hasil analisis selalu

yang disebabkan oleh galat cukup kecil.

terjadi karena adanya galat sistematik dan

Kinerja suatu metode analisis ditunjukkan

galat personal. Penyimpangan hasil analisis

oleh

terhadap

beberapa

validitasnya

parameter

dapat

validasi

nilai

sebenarnya

merupakan

melalui

parameter penilaian suatu metode terhadap

penelitian. Suatu metode analisis disebut

metode lain. Semakin kecil nilai relatif bias

sebagai metode yang baik untuk tujuan

hasil analisis suatu metode, dapat diartikan

analisis jika nilai-nilai parameter validasinya

penyimpangannya akan semakin kecil. Nilai

memenuhi batas-batas yang ditentukan.

a adalah nilai konsentrasi yang diperoleh

Parameter validasi metode analisis antara

dari sertifikat resmi SRM sedangkan nilai b

lain

ketelitian,

adalah nilai konsentrasi yang diperoleh dari

ketepatan, linieritas, kisaran (range), limit

hasil analisis SRM dengan metode AAN.

deteksi, limit kuantitasi, ketidak pastian,

Perhitungan relatif bias diperoleh melalui

trueness dan robustness, namun dalam

persamaan:

spesivitas,

ditunjukkan

dan

sensitivitas,

penelitian ini parameter uji banding yang akan diuji adalah uji ketelitian, uji ketepatan,

RB =

bias relatif, uji-Z, dan uji-U.

nilai a − nilai b x100% nilai b

Tujuan dilakukannya validasi metode analisis

adalah

membuktikan

Uji-Z.

bahwa

Suatu hasil analisis memiliki selang

prosedur analisis yang dilakukan sesuai

kepercayaan

dengan tujuan yang ingin dicapai; menjamin dapat

dipercaya

untuk

hasil

diharapkan

penetapan dapat

kadar.

Validasi

mengurangi

masalah

mutu

obat;

jika

nyata

dengan

sebenarnya

dibandingkan

dalam

selang

hasil

analisis

nilai

yang

kepercayaan

tertentu. Seperti pada bias relatif, nilai a adalah nilai konsentrasi yang diperoleh dari

produksi dan kemungkinan kerja ulang; menjamin

menentukan

berbeda

analisisnya; dan menjamin keterulangan prosedur

jika

dengan nilai sebenarnya. Uji-Z digunakan

bahwa prosedur penetapan kadar yang digunakan

tertentu

sertifikat resmi SRM sedangkan nilai b

menambah


kepercayaan pelanggan; dan menambah


keuntungan perusahaan.

Nilai σH merupakan nilai tetapan dari perumusan

Parameter Validasi

(0,02.C0,8495).

Nilai

ini

bergantung pada nilai konsentrasi SRM

Parameter validasi yang digunakan

hasil analisis (nilai b). Perhitungan uji-Z

antara lain relatif bias, uji-Z, Uji-U, uji presisi,

diperoleh melalui persamaan:

dan uji akurasi. Uji-uji tersebut digunakan sebagai metode penelitian uji banding yang

Z score =

mengacu pada system proficiency test dari IAEA (International Atomic Energy Agency). 322

nilai a − nilai b σH



menyatakan presisi yang dilakukan pada

Uji-U Suatu hasil analisis memiliki nilai

kondisi yang telah ditentukan di laboratorium

ketidakpastian yang diperoleh dari langkah-

yang sama pada hari yang berbeda oleh

langkah preparasinya. Suatu analisis yang

analis yang berbeda dengan menggunakan

baik harus memiliki nilai ketidak pastian

peralatan

yang

Reprodusibilitas menyatakan presisi yang

kecil

sehingga

hasilnya

memiliki

dan

pereaksi

pada

kondisi

yang

berbeda.

selang daerah nilai yang kecil. Uji-U ialah

dilakukan

yang

telah

evaluasi nilai ketidak pastian hasil dengan

ditentukan di laboratorium yang berbeda

selang kepercayaan tertentu. Nilai Unc

pada hari yang berbeda oleh analis yang

(uncertainty) merupakan suatu nilai ketidak

berbeda dengan menggunakan peralatan

pastian yang diperoleh dari penjumlahan

dan pereaksi yang berbeda. Presisi mencakup dua macam ukuran,

keseluruhan galat error pada setiap tahapan penelitian. Nilai a adalah nilai konsentrasi

yaitu

yang diperoleh dari sertifikat resmi SRM,

Ripitabilitas mengacu pada pengujian yang

sedang nilai b adalah nilai konsentrasi yang

dilakukan pada kondisi tetap, pada waktu

diperoleh dari hasil analisis SRM dengan

yang berdekatan, menggunakan alat yang

metode AAN. Perhitungan uji-U diperoleh

sama, dan dilakukan oleh analis yang sama.

melalui persamaan:

Reprodusibilitas mengacu pada pengujian

2

Unc a + Unc b

dan

reprodusibilitas.

yang dikerjakan oleh analis yang berbeda,

nilai a - nilai b

U score =

ripitabilitas

dan dilakukan di laboratorium serta alat

2

yang berbeda, serta menyatakan presisi antar laboratorium.

Uji Presisi

Menurut Badan POM (2001), presisi adalah

ukuran

analisis

kedekatan

individu

pengukuran

dalam

hasil

suatu nilai ketidak pastian yang diperoleh

serangkaian

dari penjumlahan keseluruhan galat error

contoh

pada setiap tahapan penelitian. Nilai a

contoh


berganda menurut prosedur yang telah

sertifikat resmi SRM sedangkan nilai b

ditetapkan. Nilai presisi dihitung secara


statistik pada tiga tingkatan, yaitu presisi


(repeatability),

Nilai σH merupakan nilai tetapan dari

presisi-antara (intermediate precision), dan

perumusan (0,02.C0,8495). Perhitungan uji

reprodusibilitas (reproducibility). Presisi intra

presisi diperoleh melalui persamaan:

homogen

intra

terhadap

antara

Nilai Unc (uncertainty) merupakan

dengan

penetapan

suatu

pengambilan

kadar

penetapan kadar menyatakan presisi yang dilakukan

pada

kondisi

yang

telah

2

2 2 Unc b   Unca   Unca  2  × 100% ≤    +  + (σ H ) × 100% nilai nilai nilai a b  a   

ditentukan di laboratorium yang sama dalam interval waktu yang pendek oleh analis yang sama dengan menggunakan peralatan dan pereaksi

yang

sama.

Uji Akurasi

Presisi-antara

Menurut Badan POM (2001), akurasi 323



adalah ukuran kedekatan nilai rerata hasil

Penimbangan

analisis dengan nilai sebenarnya. Akurasi

Sartorius kapasitas maksimum 2 gram. Vial

harus ditetapkan sepanjang suatu rentang

poli

kadar yang mencakup kadar yang hendak

lembaran alumunium dan diberi kode. Vial

dianalisis.

yang telah diselimuti lembaran alumunium

persen

Akurasi

dinyatakan

perolehan

percentage).

kembali

Ketepatan

sebagai (recovery

etilen

disiapkan

menunjukkan

dilakukan

kemudian

dalam

dengan

neraca

diselimuti

tabung

dengan

iradiasi

dan

dimasukkan ke dalam fasilitas rabbit.

kedekatan hasil analisis (kadar) suatu analit

Iradiasi dilakukan di fasilitas iradiasi di

dengan nilai sebenarnya. Ketepatan diukur

RSG-GAS, pada fluks neutron termal 1013

dengan menghitung perolehan kembali (%

n.cm-2.det-1 dengan waktu iradiasi 1 jam.

recovery).

Nilai

Setelah diiradiasi, cuplikan dididinginkan

besarnya

kesalahan

recovery

menunjukkan

sistematik

yang

dan diluruhkan selama 14 hari (Zn; SRM

mungkin terjadi selama proses pengujian.

1577b) dan 21 hari (Se, Co, Cr; SRM1573a)

Ketepatan suatu prosedur analisis

sebelum

dicacah.

Pencacahan

cuplikan

didefinisikan sebagai kedekatan hasil yang

dilakukan dengan menggunakan detektor

diterima (baik sebagai nilai teoritis maupun

gamma resolusi tinggi, dengan efisiensi

dengan nilai rujukan yang diterima) dengan

relatif detektor HPGe 15% pada posisi di

nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran.

atas dengan jarak yang sama antar SRM.

Nilai Unc (uncertainty) merupakan suatu

Analisis

nilai ketidak pastian yang diperoleh dari

menggunakan

penjumlahan keseluruhan galat error pada

2000

setiap tahapan penelitian. Nilai a adalah nilai

dengan menggunakan metode komparatif

konsentrasi yang diperoleh dari sertifikat

dengan bantuan perangkat lunak Microsoft

resmi SRM sedangkan nilai b adalah nilai

office excel 2007.

konsentrasi

yang

diperoleh

dari

dan

kualitatif

dilakukan

perangkan

analisis

merupakan nilai tetapan dari perumusan

Kondisi Metode AAN

). Nilai 1,95 merupakan suatu

Kondisi

nilai defisiasi dari tingkat kepercayaan 95%.

dilakukan

AAN

pada

penelitian

ini

dijabarkan dalam Tabel 1

Perhitungan uji akurasi diperoleh melalui

Pengaruh waktu peluruhan di uji

persamaan:

cobakan untuk jangka waktu 14 hari dan 21

2 2 nilai sertifikat − nilai analis < 1,95 × unc sertifikat + unc analis

hari. Hasil yang paling baik untuk logam Se, Cr,

dan

Co

diperoleh

pada

waktu

pendinginan 21 hari. Setelah 14 hari,

TATA KERJA

Disiapkan

GENIE

hasil HASIL DAN PEMBAHASAN

(0,02.C

lunak

kuantitatif

analisis SRM dengan metode AAN. Nilai σH 0,8495

dengan

SRM

1573a

puncak-puncak

Tomato

Br-82

masih

menutupi

Leaves dan SRM 1577b Bovine Liver. SRM

puncak-puncak target, sehingga tidak dapat

ditimbang dan dimasukkan ke dalam vial

dianalisis dengan baik. Untuk logam Zn,

poli etilen. Bobot penimbangan berkisar

puncak diperoleh dengan kualitas data yang

antara 70 mg sampai dengan 100 mg.

baik dengan waktu peluruhan 14 hari. 324



Puncak Zn yang lebih besar dari 1000 keV menyebabkannya bebas dari gangguan efek Coumpton yang disebabkan oleh spektrum natrium, bromium, dan kalium. Tabel 1 Kondisi metode validasi unsur Se, Cr, Co, dan Zn Parameter SRM yang digunakan Waktu iradiasi Waktu peluruhan Waktu pencacahan

Se 1573 a 2 jam 21 hari

Unsur Cr Co 1573 1573 a a 2 jam 2 jam 21 21 hari hari

Zn 1577 b 2 jam 14 hari

3 jam

3 jam

2 jam

3 jam

Gambar 4 Diagram rasio hasil pengukuran dengan nilai sertifikat

Uji Kualitas data Penyimpangan Relatif

Penyimpangan relatif menunjukkan besarnya kesalahan hasil analisis dibandingkan

Sebaran Rasio Data

Sebaran

rasio

hasil

dapat

dengan nilai sebenarnya. Penyimpangan

di

relatif tidak menentukan tervalidasi atau

ilustrasikan sebagai berikut. Hasil yang

tidaknya suatu metode AAN menurut IAEA,

diperoleh masih berkisar antara 0,8 sampai

tetapi mempengaruhi kualitas data dari

dengan 1,20. Rerata rasio hasil berkisar

suatu metode. Nilai mutlak penyimpangan

antara 0,98 sampai dengan 1,03. Hasil

relatif yang mendekati nilai nol jauh lebih

tersebut cukup baik, karena rasio kesalahan

baik jika dibandingkan dengan nilai yang

lebih kecil dari 0,2.

lebih jauh dari nol. IAEA menyarankan suatu metode AAN memiliki nilai penyimpangan relatif lebih kecil dari 10%. Tabel 2 Data rasio seluruh data ulangan

Logam Se

Cr

Co

Zn

Ulangan 1 2 3 4 Rerata 1 2 3 4 Rerata 1 2 3 4 Rerata 1 2 3 4 Rerata

Hasil 0,0574 0,0572 0,0501 0,0404 0,0513 1,8508 1,9928 1,9645 2,1065 1,9786 0,6376 0,6742 0,5461 0,4473 0,5763 122,8811 140,0992 105,8347 122,2343 122,7623

Unc 0,0053 0,0135 0,0074 0,0038 0,0075 0,0261 0,1419 0,1241 0,0117 0,0760 0,0045 0,1216 0,0039 0,0029 0,0332 4,5647 4,2952 3,9315 4,4526 4,3110

325

Sertifikat 0,054 0,054 0,054 0,054 0,054 1,99 1,99 1,99 1,99 1,99 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 127 127 127 127 127

uncS 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 16 16 16 16 16

Rasio 1,06 1,06 0,93 0,75 0,95 0,93 1,00 0,99 1,06 0,99 1,12 1,18 0,96 0,78 1,01 0,97 1,10 0,83 0,96 0,97



Tabel 3 Data penyimpangan relatif dari unsurunsur yang dianalisis

Ulangan ke1 2 3 4 Rerata

Se 6,3 7 11,86 4,24 7,35

Unsur Cr Co 5,89 24,13 0,14 1,28 18,28 4,2 9,31 16,67 8,405 11,57

cukup baik, dengan rerata hasil dari 4 kali pengulangan yang menunjukkan nilai lebih kecil dari 1,64. Data dengan hasil uji U lebih

Zn 7,24 5,86 21,52 5,76 10,095

kecil

dari

1,64

dapat

dikatakan

tidak

berbeda secara signifikan dengan nilai sebenarnya. Jika hasil uji U lebih besar dari 1,64 dan lebih kecil dari 1,95 maka data dapat dikatakan baik tetapi tidak sebaik jika hasil uji U lebih kecil dari 1,64 karena nilai

Dari tabel 3, diperoleh data bahwa rerata dari relatif bias dari dua unsur yaitu

ketidak

Se dan Cr tidak lebih dari 10 %, sedangkan

dibandingkan

dua unsur lagi, yaitu Co dan Zn, sedikt lebih

sebelumnya,

besar

logam

dari

10%.

penyimpangan

Sebaran

relatif

dari

diperjelas

nilai

pastiannya

Co

dibandingkan

dengan

terlalu

dengan terbukti

besar.

digram

bahwa

memang dengan

lebih

Jika rasio

rasio

dari

melebar

unsur-unsur

lain,

karena beberapa datanya memiliki nilai uji U

Gambar 5 berikut.

yang lebih besar dari 1,95. Berikut adalah diagram dari sebaran data hasil uji U untuk keempat logam. Dengan data rerata, dapat disimpulkan

bahwa

hasil

analisis

tidak

berbeda dengan nilai yang sebenarnya.

Ulangan

Gambar 5 Diagram sebaran penyimpangan relatif data validasi

Beberapa

nilai

mencapai

nilai

penyimpangn relatif 25%, tetapi hanya satu

Ulangan

dari masing-masing unsur, kecuali Co. Hal Gambar 6 Sebaran nilai uji U data validasi

ini disebabkan oleh kesalahan detektor dalam mencacah radiasi gamma. Uji U

Uji U digunakan untuk mengevaluasi nilai ketidak pastian hasil dengan selang kepercayaan tertentu. Suatu data yang diuji dengan uji U dikatakan tidak berbeda nyata dengan hasil yang sebenarnya jika nilainya lebih kecil dari 1,64. Dalam hasil penelitian

Gambar 7 Sebaran rerata nilai uji U data validasi

ini, keempat logam memiliki sebaran data 326



Uji akurasi dan presisi dilakukan mengacu

Uji Z

Suatu hasil analisis memiliki selang kepercayaan

tertentu

dibandingkan

Menurut Amiel (1981) [9] , parameter

dengan nilai sebenarnya. Uji-Z digunakan

akurasi dan presisi dalam suatu metode

untuk menentukan apakah hasil analisis

nuklir nondestruktif sebaiknya diterima untuk

berbeda

60% data hasil analisis. Nilai uji presisi

nyata

sebenarnya

dalam

jika

pada referensi IAEA.

dengan selang

nilai

yang

kepercayaan

berhubungan

dengan

nilai

perolehan

tertentu. Semakin tinggi selang kepercayaan

kembali dan ketelitian, karena dalam ujinya

yang digunakan, maka kualitas data akan

terdapat parameter σH yang merupakan

semakin baik. Kami menyamakan selang

bagian dari hasil analisis. Nilai ketidak

kepercayaan yang digunakan ialah sebesar

pastian analisis juga menjadi faktor dalam

95%, sehingga nilai uji Z akan baik jika lebih

perhitungan uji presisi, sehingga uji presisi

besar dari -1,95 dan lebih kecil dari 1,95

juga memiliki unsur ketelitian.

(tabel uji Z). Kemungkinan aplikasi

Seluruh SRM yang digunakan ialah cuplikan biologis. Pemilihan SRM 1573a Tomato Leaves dan SRM 1577b Bovine Liver mengacu pada kesamaan matriks dari

sumber

kedua

SRM

tersebut

dengan

matriks cuplikan biologis terutama darah [11]. SRM tomato leaves berasal dari daun tomat yang dikeringkan dan dihaluskan, Gambar 8 Sebaran nilai uji Z data validasi

sedangkan SRM bovine liver berasal dari jaringan

Dari diagram diatas, seluruh data pengulangan

memenuhi

daerah

hati

makhluk

hidup

yang

dikeringkan.

selang

Logam hasil validasi yang dilakukan,

kepercayaan 95%.

yaitu Se, Cr, Co, dan Zn, merupakan logam yang berperan dalam sistem metabolisme

Uji Penerimaan Kriteria

Penerimaan

kriteria

manusia. Se merupakan komponen integral validasi

di-

dari

enzim

glutationperoksidase

yang

tentukan oleh kriteria presisi dan akurasi

menetralisis oksigen aktif seperti H2O2 dan

data. Hasil penerimaan terlampir dalam

O2- [12, 13, 14]. Cr merupakan kofaktor

lampiran 2.

dalam

Secara umum, data memiliki kualitas

metabolisme

berhubungan

dengan

glukosa insulin

[14].

yang Co

data yang baik (menurut hasil relatif bias, Uji

merupakan bagian dari vitamin B12 yang

U, dan Uji Z). Tetapi, suatu validasi dapat

mengatur fungsi metabolisme pembentukan

diterima jika hasilnya dalam uji presisi dan

protein heme (berkaitan dengan darah) [14].

akurasi memenuhi syarat pada persamaan.

Zn merupakan konstituen dari lebih dari 200 327



Tabel 4 Limit deteksi, limit kuantisasi, dan kisaran konsentrasi Se, Cr, Co, dan Zn dalam darah [14]

Unsur

Simpangan Baku

Limit Deteksi -9 (10 gram)

Koefisien Sensitivitas

Limit Kuantisasi Metode -9 (10 gram)

Se Cr Co Zn

0,0081 0,1050 0,1015 13,9929

0,0263 0,3455 0,3339 0,0460

1,654 1,942 1,058 2,017

0,043564 0, 67102 0,353237 0,092810

Kisaran Dalam Darah -1 (ng ml ) 60 – 180 2 – 400 0,3 – 400 800 – 3500

metaloenzim (karbonat anhidrase, alkalin

diharapkan metode ini memperbaiki metode

fosfatase, dan lain-lain) dan berperan dalam

tersebut, karena limit kuantisasi dan faktor

fungsi

sensitivitas

tumbuh

kembang

jaringan

dan

yang

lebih

rendah.

Perlu

reproduksi sistem imun, serta berkaitan

pembuktian lebih lanjut untuk menguji coba

dengan fungsi sensor indra perasa [14]. Zn

metode ini menggunakan matriks darah

juga berfungsi sebagai antoksidan alami dan

yang sebenarnya.

penstabil sistem membran [14]. Limit

deteksi

radinuklida

Tabel 5 Perbandingan limit kuantisasi metode dengan metode Tadjiki et al.

penting

ditentukan dalam analisis aktivasi neutron. Limit deteksi seringkali diartikan sebagai puntak energi terkecil yang dapat terdeteksi

Unsur

dengan gangguan latar tertentu. Menurut

Se Cr Co Zn

Currie, limit deteksi dari beberapa radioaktif ialah 3,29 kali simpangan baku rerata puncak

radiasi

[14].

Massa

KESIMPULAN

Dari penelitian validasi metode AAN

dimana K ialah faktor sensitivitas (cacahan

untuk unsur Se, Cr, Co, dan Zn dalam

per gram). Dalam penelitian ini, K diperoleh

cuplikan biologis dapat disimpulkan bahwa

dari kemiringan kurva linear antara bobot

konsentrasi keempat unsur tersebut dapat

cuplikan (gram) dengan cacahannya (cacah

tervalidasi dengan kualitas data yang baik

per detik) [14]. Pada Tabel 14 disajikan hasil

(penyimpangan relatif, Uji U, dan Uji Z).

penentuan koefisien sensitifitas masing-

Penentuan keempat unsur tersebut juga

masing unsur, limit deteksi nukleutida, dan

lulus uji presisi dan akurasi (IAEA 2000).

limit kuantisasi metode dari metode ini.

Limit deteksi (batas penentuan) keempat

Hasil dari validasi mungkin digunakan

unsur ditentukan dan dimungkinkan untuk

untuk menentukan kadar logam Se, Cr, Co,

diaplikasikan pada cuplikan biologis seperti

dan Zn dalam darah manusia. Hal ini

darah.

ditunjukkan dengan limit kuantisasi metode yang berada lebih rendah daripada kadar tersebut

Limit Kuantisasi Metode Tadjiki et al. -9 (10 gram) 1 2,6 0,15 8

terdeteksi

didapatkan melalui persamaan Md=Ld x K,

logam-logam

Limit Kuantisasi Metode -9 (10 gram) 0,0435 0, 6710 0,3532 0,0928

dalam

UCAPAN TERIMAKASIH

darah

Penulis

manusia. Jika dibandingkan dengan metode

mengucapkan

terimasih

yang

sebesar-besarnya kepada Kepala Pusat

yang dilakukan oleh Tadjiki et al. (1994),

Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN) dan 328



Kepala Pusat Reaktor Serba Guna (PRSG)

Activation: A Search for a Biochemical

BATAN yang telah menfasilitasi penelitian

Indicator of Neoplasia. Clinical Chem.

ini, kepada Ibu Prof. Rukihati dan Bapak

22(1976)1361-1365 [terhubung berkala].

Saeful Yusuf, MT atas dukungan dan

http://www.clinchem.org/cgi/content/abstr

bimbingannya

act.htm [9 Jan 2007].

selama

penelitian

ber-

langsung. Tidak lupa limpahan terima kasih

6. RUKIHATI. Analisis Aktivasi Nuklir untuk

penulis ucapkan kepada Bapak Istanto Amd,

Studi Pencemaran Lingkungan Hidup.

Ibu Rina, MSi, Bapak Sumardjo Amd, dan

Serpong: BATAN, 2007. 7. GLASCOCK MD. An Overview of

Bapak Sulistiyoso, MSi atas bantuan yang telah

diberikan

selama

penelitian

Neutron Activation Analysis. Columbia:

ini

dilaksanakan. Terimakasih yang sebesar-

The University of Missouri Research

besarnya juga penulis ucapkan kepada Ibu

Reactor Center, 2004 8. ALFASSI, Z.B., Chemical Analysis by

Prof. Dr. Ir Latifah K Darusman, MSi yang telah

mendorong

penulis

Nuclear Methods. John Wiley and Sons,

dalam

Inc, 1994.

menyelesaikan penelitian dan makalah ini.

9. SARI NME. Analisis tingkat kecemaran DAFTAR PUSTAKA

logam berat dalam air sungai Ciliwung

1. GRIESEL S ET AL. Mineral elements

dengan metode analisis aktivasi neutron

and essential trace elements in blood of

[skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan

seals of the north sea measured by total

Ilmu Pengetahuan Alam, Institut

reflection X-ray fluorescence analysis.

Pertanian Bogor, 2000

Spectrochimica Acta B61(2006)1158-

10. AMIEL, S. Nondestructive Activation

1165.

Analysis:With Nuclear Reactor and

2. ROSETTE G M. Bioinorganic Chemistry

Radioactive Neutron Source. Elsevier.

Amsterdam, 1981.

: A Short Course. Wiley Interscience.

11. LEE ET AL. Elemental Analysis of

USA, 2002. 3. SABBIONI E, KUÈERA J, PIETRA R,

Korean Women’s Blood Using

VESTERBERG O. A critical review on

Instrumental Neutron Activation Analysis.

normal concentrations of vanadium in

Journal of Rad. and Nuclear Chem

human blood, serum, and urine. The

271(2006)155-158. 12. PEREZ ET AL.. Quantitative

Science of the Total Environment

188(1996)49-58.

determination of 18 mineral element in

4. GREENBERG ET ALNAA Methods for

blood serum: value in cronic-

Determination of Nanogram Amounts of

degenerative disease, previosly

Arsenic in Biological Samples. Journal of

diagnoticated. IPT Journal (1984)

Rad. and Nuclear Chem 269(2006)291-

www.iptq.com [22 februari 2006] 13. RAHMAN ET AL. 2004. Essential Trace

296.

Metal in Human Whole Blood in Relation

5. ZDANKIEWICZ D.D, FASCHING J.L.

to Environment. Pakistani J. Med. Res.

Analysis of Whole Blood by Neutron 329



43(2)(2004). 14. TADJIKI ET AL. INAA Analysis of Blood Serum. Elemental Science Journal, 199( 4) ( )309-316.

Ke DAFTAR ISI

330

VALIDASI METODE AANI UNTUK UNSUR ESENSIAL DALAM CUPLIKAN BIOLOGIS. Ramzy, Indria K. P, dan E. Rohaeti

Recommend Documents