Pencemaran Logam Berat Landasan Teori

Dalam garis besarnya prinsip spektroskopi serapan atom sama saja dengan spektrofotometri sinar tampak dan ultraviolet. Perbedaannya terletak pada bentuk spektrum, cara pengerjaan sampel dan peralatannyaGandjar dan Rohman, 2007. Interaksi materi dengan berbagai energi seperti energi panas, energi radiasi, energi kimia dan energi listrik selalu memberikan sifat-sifat yang karakteristik untuk setiap unsur atau persenyawaan dan besarrnya perubahan yang terjadi biasanya sebanding dengan jumlah unsur atau persenyawaan yang terdapat didalamnya. Didalam kimia analisis yang mendasarkan pada proses interaksi itu antara lain cara analisis spektrofotometri atom yang bisa berupa cara emisi dan cara absorpsi serapan Gandjar dan Rohman, 2007.

2. Instrumentasi

a. Sumber Sinar.Sumber sinar yang biasanya digunakan adalah lampu katoda berongga hollow cathode lamp. Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia neon atau argon dengan tekanan rendah 10-15 torr. Neon biasanya lebih disukai karena memberikan intensitas pancaran lampu yang lebih rendah. Salah satu kelemahan penggunaan lampu katoda berongga adalah satu lampu digunakan untuk satu unsur, akan tetapi saat ini telah banyak dijumpai suatu lampu katoda berongga kombinasi, yakni satu lampu dilapisi beberapa unsur sehingga dapat digunakan untuk analisis beberapa unsur sekaligus Watson, 2007. b. Tempat Sampel.Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom-atom yaitu dengan nyala flame dan dengan tanpa nyala flameless. Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi. Nyala biasanya berupa udaraasetilen, menghasilkan suhu ± 2500 o C. Dinitrogen oksidaasetilen dapat digunakan untuk menghasilkan suhu sampai 3000 o C yang diperlukan menguapkan garam-garam dari unusr-unsur seperti aluminium atau kalsium Watson, 2007. Tanpa nyala Flameless digunakan karena teknik atomisasi dengan nyala dinilai kurang peka karena atom gagal mencapai nyala, tetesan sampel yang masuk ke dalam nyala terlalu besar, dan proses atomisasi kurang sempurna. Oleh karena itu, muncullah suatu teknik atomisasi yang baru yakni atomisasi tanpa nyala. Pengatoman dapat dilakukan dalam tungku dari grafit seperti tungku yang dikembangkan oleh MasmannGandjar dan Rohman, 2007. c. Monokromator. Monokromator digunakan untuk menyempitkan lebar pita radiasi yang sedang diperiksa sehingga diatur untuk memantau panjang gelombang yang sedang dipancarkan oleh lampu katode rongga. Hal ini menghilangkan interferensi oleh radiasi yang dipancarkan dari nyala tersebut, dari gas pengisi di dalam lampu katode rongga, dan dari unsur-unsur lain di dalam sampel tersebut Watson, 2007. Monokromator dimaksudkan untuk memisahkan dan memilih panjang gelombang yang digunakan dalam analisis. Disamping sistem optik, dalam monokromator juga terdapat suatu alat yang digunakan untuk memisahkan radiasi resonansi dan kontinyu yang disebut dengan chopper Watson, 2007. d.Detektor.Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman. Biasanya digunakan tabung penggandaan foton. Ada dua cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi yaitu memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu serta memberikan respon terhadap radiasi resonansi saja Watson, 2007. e. Readout.Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem pencatatan hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbsi. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisiGandjar dan Rohman, 2007.

F. Validasi Metode Analisis

Suatu metode perlu divalidasi atau direvalidasi apabila: sebelum metodetersebut digunakan secara rutin; suatu metode yang telah divalidasi dilakukanpada kondisi yang berbeda misalnya pada alat yang karakteristiknya berbeda;metodenya berubah dan perubahan itu di luar jangkauan metode semula; kontrolkualitas menunjukkan metode tersebut berubah seiring berjalannya waktu; danuntuk menunjukkan ekuivalensi antara dua metode misalnya metode baru denganmetode standarbaku Validasi metode analisis dapat digunakan pada analisissenyawa obat dan produk obat Ahuja dan Rasmussen, 2007. Menurut Snyder, Kirkland, dan Galjh. 2010, metode analisis dapatdikelompokkan menjadi 4 kategori yaitu: 1. Kategori 1, merupakan metode analisis yang digunakan untuk mengukurkomponen utamajumlah besar termasuk bahan pengawet atau bahan aktifobat dari suatu sediaan. 2. Kategori 2, merupakan metode analisis untuk penentuan impurities bahan obatdan degradasi produk obat, termasuk penentuan kuantitatif dan uji batas. 3. Kategori 3, merupakan metode analisis yang digunakan untuk menentukankarakteristik sediaan farmasi misalnya disolusi. 4. Kategori 4, merupakan metode analisis untuk identifikasi secara kualitatif. Setiap kategori metode analisis memiliki persyaratan validasi yangberbeda-beda sepertitercantum pada tabel II berikut. Tabel II. Kategori Metode Analisis Snyder, Kirkland, dan Galjh , 2010

1. Linearitas

Linearitas merupakan kemampuan suatu metode untuk memperoleh hasil-hasil uji yang secara langsung proporsional dengan konsentrasi analit pada kisaran yang diberikan. Linearitas suatu metode menggambarkan seberapa baik kurva kalibrasi yang menghubungkan antara respon y dengan konsentrasi x. Linearitas dapat diukur dengan melakukan pengukuran tunggal pada konsentrasi yang berbeda-beda. Data yang diperoleh berupa nilai kemiringan slope, intersep, dan koefisien korelasi Gandjar dan Rohman, 2007.

2. Kisaran Range

Kisaran atau range suatu metode merupakan interval konsentrasi analit terendah dan tertinggi dalam suatu sampel yang mana telah memenuhi linearitas, presisi dan akurasi dalam suatu metode. Kisaran-kisaran konsentrasi yang diuji tergantung pada jenis metode dan kegunaannya. Untuk pengujian komponen utama, maka konsentrasi baku harus diukur di dekat atau sama dengan konsentrasi kandungan analit yang diharapkan Gandjar dan Rohman, 2007.

3. Presisi

Presisi merupakan ukuran keterulangan metode analisis dan biasanya dapat dilihat sebagai simpangan baku relatif dari sejumlah sampel yang berbeda signifikan secara statistik Gandjar dan Rohman, 2007. Menurut ICH, presisi dikategorikan menjadi 3 tingkatan yang berbeda yaitu repeatibility, intermediate precision dan reproducibility.Repeatibility yaitu ketepatan precision pada kondisi percobaan yang sama berulang baik orangnya, peralatannya, tempatnya, maupun waktunya. Analisis Repeatibility dapat dilakukan dengan membuat tiga konsentrasi yang berbeda-beda dengan tiga kali replikasi masing-masing konsentrasi.Intermediate precision yaitu ketepatan precision pada kondisi percobaan yang berbeda baik orangnya, peralatannya, tempatnya, maupun waktunya.Reproducibilitymenggambarkanpresisi yang diperolehantarlaboratoriumChan,Lam, Lee dan Zhang, 2004. Presisi mencakup simpangan baku, simpangan baku relatif RSD atau koefisien variasi CV, dan kisaran kepercayaan. Pengujian presisi pada validasi metode sebagian besar menggunakan repeatibility dan intermediate precision. Reproducibility biasanya dilakukan untuk membandingkan hasil uji antar laboratorium. Presisi dapat dihitung menggunakan rumus : Dimana SD merupakan standar deviasi serangkaian data dan mean merupakan rata-rata dataGandjar dan Rohman, 2007. Tabel III. Persyaratan RSD Gonzalez and Herrador, 2007.

4. Akurasi

Akurasi merupakan ketelitian metode analisis atau kedekatan antara nilai terukur dengan nilai yang diterima baik nilai konvensi, nilai sebenarnya, atau nilai rujukan. Akurasi diukur sebagai banyaknya analit yang diperoleh kembali pada suatu pengukuran dengan melakukan spiking pada suatu sampel. Untuk pengujian bahan obat, akurasi diperoleh dengan membandingkan hasil pengukuran dengan standard reference . Untuk mendokumentasikan akurasi, ICH merekomendasikan pengumpulan data dari 9 kali penetapan kadar dengan 3 konsentrasi yang berbeda misal 3 konsentrasi dengan 3 kali replikasi. Data yang diperoleh dinyatakan sebagai persentase perolehan kembaliChan,Lam, Lee dan Zhang, 2004. Tabel IV. Persyaratan Recovery Gonzalez and Herrador, 2007.

5. Limit of Detection LOD

LOD merupakan jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi dan masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan blangko. LOD dapat dihitung secara statistic melalui garis regresi linier dari kurva kalibrasi. LOD dapat dihitung menggunakan rumus : b Sa LOD   3 , 3 Ermer and Miller, 2005. LOD seringkali diekspresikan sebagai suatu konsentrasi pada signal to noise ratio , rasio yang digunakan biasanya 2 atau 3 dibanding 1. ICH mengenalkan suatu konvensi metode signal to noise ini, dan dua metode pilihan lain untuk menentukan LOD, yaitu metode non instrumental visual dan dengan metode perhitungan. Metode non instrumental visual digunakan pada teknik kromatografi lapis tipis dan pada metode titrimetri. LOD juga dapat dihitung berdasarkan pada standar deviasi SD respon dan kemiringan slope kurva baku pada level yang mendekati LOD sesuai dengan rumus. Standar deviasi respon dapat ditentukan berdasarkan pada standar deviasi blanko, pada standar deviasi residual dari garis regresi, atau standar deviasi intersep y pada garis regresi Gandjar dan Rohman, 2007.

6. Limit of Quantitation LOQ

LOQ merupakan konsentrasi analit terendah dalam sampel yang dapat ditentukan dengan presisi dan akurasi yang dapat diterima pada kondisi operasional metode yang digunakan. Sebagaimana LOD, LOQ juga diekspresikan sebagai suatu konsentrasi pada signal to noise ratio, rasio yang digunakan terkadang 10 dibanding 1. Perhitungan LOQ dengan rasio signal to noise 10 : 1 merupakan aturan umum, meskipun demikian perlu diingat bahwa LOQ merupakan suatu kompromi antara konsentrasi dengan presisi dan akurasi yang dipersyaratkan. Jadi, jika konsentrasi LOQ menurun maka presisi juga menurun. Jika presisi tinggi dipersyaratkan, maka konsentrasi LOQ yang lebih tinggi harus dilaporkanGandjardanRohman, 2007. ICH mengenalkan suatu konvensi metode signal to noise ini, dan dua metode pilihan lain untuk menentukan LOQ, yaitu metode non instrumental visual dan dengan metode perhitungan. LOQ dapat dihitung berdasarkan pada standar deviasi SD respon dan kemiringan slope kurva baku sesuai dengan rumus. Standar deviasi respon dapat ditentukan berdasarkan pada standar deviasi blanko, pada standar deviasi residual dari garis regresi, atau standar deviasi intersep y pada garis regresi Gandjar dan Rohman, 2007. LOQ dapat dihitung secara statistic melalui garis regresi linier dari kurva kalibrasi. LOQ dapat dihitung menggunakan rumus : b Sa LOQ   3 , 3 Ermer and Miller, 2005.

G. Landasan Teori

Kapsul cacing obat merupakan obat bahan alam yang dipercaya berkhasiat mengobati penyakit tifus, diare, berkhasiat sebagai antibakteri dan antipiretik Dina, 2012 serta mengobati stroke dan thrombosis Verma dan Pulicherla, 2011. Kapsul cacing obat mengandung cacing tanah kering Lumbricus rubellus. Sediaan ini dikhawatirkan tercemar logam berat seperti timbale apabila dalam pembudidayaan cacing tersebut tidak diperhatikan secara khusus. Apabila pangan yang diberikan diambil dengan sembarangan misalnya dari pinggir jalan maka akan ada kemungkinan terdapat cemaran logam berat salah satunya timbal. Penggunaan cacing tanah kering sebagai obat biasanya dikemas dalam bentuk kapsul. Kapsul cacing obata dalah bentuk sediaan obat terbungkus cangkang kapsul, yang berisi obat kering cacing kering. Sediaan kapsul cacing obat yang dianalisis adalah produk yang tidak memiliki izin BPOMtanpa merek dan yang memiliki izin BPOMbermerek. Keberadaan timbale ini dapat dideteksi dengan menggunakan instrument spektrofotometri serapan atom. Dimana instrument ini bias dengan spesifik mendeteksi keberadaan timbale meski ada logam-logam lain yang dapat mengganggu dari pembacaan alat ini Beaty and Kerber, 1993. Destruksi yang dipilih adalah destruksi basah karena keamanan dari pengerjaannya terjamin dengan pelarut yang digunakan untuk destruksi adalah H 2 SO 4 dan HNO 3 Christian, 2004 . Untuk mendapatkan hasil yang optimal maka perlu dilakukan optimasi sistem SSA. Optimasi yang dilakukan antara lain optimasi tinggi burner dan optimasi untuk perbandingan bahan bakar dan udara. Selain itu juga perlu dilakukan validasi metode agar hasil yang nantinya didapatkan valid.

H. Hipotesis

1. Metode penetapan kadar logam berat timbal pada sediaan kapsul cacing obat menggunakan SSA memiliki validitas yang baik. 2. Terdapat cemaran logam berat timbal pada kapsul cacing obat yang berasal dari salah satu toko obat di Yogyakarta. Gambar 1. Bagan Hipotesis Timbal Pb Cacing Lumbricus rubellus Chua, 2013 Kapsul Cacing Obat Cemaran Logam Berat Timbal Tidak Terdapat Cemaran Logam Berat Timbal Hipotesis Pangan Cacing Lumbricus rubellus Endrastiana,2013 23

BAB III METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan jenis penelitian eksperimental dengan rancangan acak.

B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional

1. Klasifikasi variabel

a. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah kadar seri larutan baku PbNO 3 2, tinggi burner, perbandingan bahan bakar dan udara. b. Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah aborbansi dari seri larutan baku PbNO 3 2 , absorbansi dari sampel kapsul cacing obat dan parameter optimasi serta parameter validasi yang dihasilkan. c. Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini yaitu kualitas bahan baku, pelarut dan sampel kapsul cacing obat yang digunakan.

2. Definisi operasional

a. Kapsul cacing obat adalah bentuk sediaan obat terbungkus cangkang kapsul, yang berisi obat kering cacing kering. Sediaan kapsul cacing obat yang dianalisis adalah produk yang tidak memiliki izin BPOM dan tidak bermerek serta produk yang memiliki izin BPOM dan bermerek. b. Cemaran logam berat adalah cemaran logam berat timbal pada kapsul cacing obat yang diukur dengan spektrofotometri serapan atom dan dinyatakan dalam ppm part per million. Dalam penelitian ini ppm yaitu µgg. c. Spektrofotometri serapan atom adalah spektrofotometri yang berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Pada penelitian ini dianalisis logam berat timbal pada resonance lines 283,3 nm.

C. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain sampel sediaan kapsul cacing obat yang berasal dari salah satu toko obat di Yogyakarta, asam bikromat 1 teknis Laboratorium Kimia Organik Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma, PbNO 3 2 p.a Merck ® , H 2 SO 4 p.a. Merck ® , HNO 3 p.a. Merck ® , aquabidest Laboratorium Kimia Analisis Instrumental Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma. D . Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain alat-alat gelas merek Pyrex ® , hotplate merek LabTech ® , seperangkat instrumen SSA merek Perkin Elmer ® dengan tipe nyala udara : asetilen, neraca analitik dengan kepekaan 0,001 Ohaus Carat Series PAJ 1003 dan kertas Whatman No.42.

E. Tata Cara Penelitian 1.

Pengumpulan sediaan kapsul cacing obat Sediaan kapsul cacing obat diperoleh dari salah satu toko obat di Yogyakarta. Sampel yang digunakan merupakan sampel dengan kode produksi sama kemudian dilakukan uji keseragaman bobot.

2. Uji keseragaman bobot kapsul

Ditimbang 20 kapsul, kemudian ditimbang lagi kapsul satu persatu. Semua isi kapsul dikeluarkan, kemudian ditimbang seluruh bagian cangkang kapsul. Dihitung bobot isi kapsul dan bobot rata-rata tiap isi kapsul. Perbedaan dalam persen bobot isi tiap kapsul terhadap bobot rata-rata tiap isi kapsul tidak boleh lebih dari yang ditetapkan kolom A dan untuk setiap 2 kapsul tidak lebih dari yang ditetapkan kolom B Dirjen POM, 1979.

3. Penimbangan bobot kering sampel

Wadah dipanaskan dalam oven pada suhu 105 o C selama 1 jam, ditimbang kemudian dipanaskan kembali dalam oven pada suhu 105 o C selama 1 jam. Cara ini dilakukan berulang kali sampai diperoleh bobot tetap. Bobot tetap berarti selisih dua kali penimbangan sampel berturut-turut tidak lebih dari 0,5 mg tiap g sisa yang ditimbang. Penimbangan bobot kering juga dilakukan terhadap sampel yang digunakan. Ditimbang 1-2 g sampel kemudian lakukan seperti prosedur diatas menggunakan wadah yang telah dikuantifikasi Dirjen POM, 1974.