PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK KREATININ MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP DENGAN

MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN SKRIPSI

AISYAH PUTRI AZHAR DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2012

PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK KREATININ MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP DENGAN MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Disetujui oleh:

Pembimbing I, Pembimbing II,

Dra. Miratul Khasanah, M. Si Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M. Sc

NIP. 19670304 199203 2 001 NIP. 19681228 199303 1 001 ii

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul : Pengembangan Sensor Voltammetrik Kreatinin melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan

Molecularly Imprinted Polianilin

Penyusun : Aisyah Putri Azhar NIM : 080810186 Pembimbing I : Dra. Miratul Khasanah, M. Si Pembimbing II : Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M. Sc Tanggal Seminar :

9 Agustus 2012 Disetujui oleh:

Pembimbing II, Pembimbing I,

Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M. Sc Dra. Miratul Khasanah, M. Si

NIP. 19681228 199303 1 001 NIP. 19670304 199203 2 001 Mengetahui:

Ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga

Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 19671115 199102 2 001 iii

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penulis dan harus menyebutkan sumber sesuai kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Pengembangan Sensor

Voltammetrik Kreatinin melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Molecularly Imprinted Polianilin” dengan tepat waktu. Dalam

kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Dra. Miratul Khasanah, M. Si selaku dosen pembimbing I dan Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M. Sc selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktu, tenaga, pikiran, bimbingan serta arahannya dalam menyusun skripsi ini.

2. Ibu Dr. Nanik Siti Aminah, M. Si selaku dosen wali yang selalu senantiasa membimbing dan memberikan masukan selama penulis menempuh kuliah.

3. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku Ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

4. Ibu Dra. Usreg Sri Handajani, M. Si dan Ibu Dr. Pratiwi Pudjiastuti, M. Si yang telah meluangkan waktu dan pikiran untuk kesempurnaan skripsi ini.

5. Bapak dan Ibu dosen lain yang membantu memberikan informasi untuk penelitian ini.

6. Kedua orang tua, ayah dan bunda, yang telah memberikan motivasi kepada penulis.

7. Dan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan penulisan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak. Amin.

Surabaya, Agustus 2012 Penulis

Azhar, Aisyah Putri. 2012. Pengembangan Sensor Voltammetrik Kreatinin Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop Dengan Molecularly Imprinted Polianilin. Skripsi di bawah bimbingan Dra. Miratul Khasanah M. Si dan Dr. rer. nat Ganden Supriyanto M. Sc. Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Surabaya ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sensor voltammetrik kreatinin melalui modifikasi elektroda hanging mercury drop dengan molecularly imprinted

polimer (HMD-MIP). Produk sebelum pembuatan MIP adalah non imprinted polymer (NIP). Pembuatan NIP dilakukan dengan cara mereaksikan anilin,

ammonium peroksodisulfat, dan kreatinin. Endapan NIP kemudian diekstraksi untuk menghilangkan kreatinin dari jaringan polimer sehingga terbentuk cetakan kreatinin, produk hasil ekstraksi tersebut adalah MIP. Ekstraksi kreatinin dilakukan dengan air panas. Parameter validitas metode meliputi linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi. Dari hasil penelitian ini diperoleh koefisien korelasi (r) sebesar 0,9985, harga KV antara 2,04% hingga 13,44% untuk

konsentrasi 1-5 ppb, sensitivitas metode sebesar 3,47 x 10 nA/ ppb.cm dengan limit deteksi 0,2787 ppb dan akurasi untuk konsentrasi 1-5 ppb tersebut sebesar 95,64-105,61%

Kata kunci: Kreatinin, voltammetri lucutan, molecularly imprinted polymer,

elektroda hanging mercury drop vii

Azhar, Aisyah Putri. 2012. Development of Voltammetric Sensor Through a Modification Hanging Mercury Drop Electrode with Molecularly Imprinted Polyaniline. The final research is under guidance of Dra. Miratul Khasanah M. Si and Dr. rer. nat Ganden Supriyanto M. Sc. Department of Chemistry, Faculty Science and Technology Airlangga University, Surabaya. ABSTRACT

This research aim to develop voltammetric sensor of creatinine through a modification hanging mercury drop electrode with molecularly imprinted polymer (HMD-MIP). The initially product before MIP is non imprinted polymer (NIP). NIP was made by reacting aniline, ammonium peroxodisulphate and creatinine. MIP was made by creatinine extraction from polymer network. Creatinine extraction was done by using hot water. Validation parameter determined are linierity, precision, sensitivity, limit of detection, and accuracy. Result of this research was obtained correlation factor (r) 0,9985, the range coefficient of variation between 2,04% to 13,44% for creatinine’s concentration 1-5 ppb, a low

of detection limit is 0,2787 ppb, sensitivity method is 3,47 x 10 nA/ ppb.cm and accuracy for creatinine’s concentration 1-5 ppb is 95,64-105,61%

Keywords: Creatinine, voltammetric sensor, molecularly imprinted polymer, hanging mercury drop electrode .

viii

15 3.4 Skema Kerja……………………………………………...

2.4 Polianilin (PANi)…………………………………………

2.5 Moleculary Imprinted Polymer (MIP)…………………… 14

BAB III METODE PENELITIAN……………………………………… 15

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian……………………………. 15 3.2 Bahan Penelitian………..………………………………..

15 3.3 Peralatan Penelitian……………………………..………..

10 2.3 Polimer…………………………………………………...

3.5 Prosedur Penelitian……………………………………….. 16

3.5.1 Pembuatan larutan kreatinin……………………… 16

3.5.1.1 Pembuatan larutan induk kreatinin 1000 ppm…………………………………. 16

3.5.1.2 Pembuatan larutan kerja kreatinin 10 ppm, 1 ppm, 30 ppb, 1 ppb……………………… 17

3.5.2 Pembuatan larutan HCl 1M………………………

2.2.2 Elektroda…………………………………………

DAFTAR ISI

5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA……………………………………….

Halaman

LEMBAR JUDUL..................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN…………………………………………….. iii

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI………………………………… iv

KATA PENGANTAR…………………………………………………… v

ABSTRAK………………………………………………………………. vii

ABSTRACT……………………………………………………………... viii

DAFTAR ISI .............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR…………………………………………………….. x

DAFTAR TABEL……………………………………………………….. xi

DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………….. xii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................

1 1.1 Latar Belakang Permasalahan...........................................

1 1.2 Rumusan Masalah.............................................................

4 1.3 Tujuan Penelitian…………………….………………….

4 1.4 Manfaat Penelitian............................................................

2.1 Kreatinin…………………………………………………

2.1.1 Gambaran umum kreatinin………………………

6 2.1.2 Analisis kreatinin……………..………………….

7 2.2 Voltammetri…………………………….……………….

8 2.2.1 Voltammetri lucutan…………………………......

3.5.3 Pembuatan polianilin (PANi) dan NIP…………… 17

4.3.1 Optimasi potensial pelapisan MIP pada elektroda HMD…………………………………………….

4.3.2 Optimasi waktu akumulasi kreatinin pada elektroda HMD-MIP………………………………………… 32

4.4 Uji Kinerja Elektroda Modifikasi………………………

34 4.5 Pembuatan Kurva Standar Kreatinin…………………….

36 4.6 Uji Validitas Metode…………………………………….

4.6.1 Linieritas…………………………………………

4.6.2 Presisi……………………………………………

4.3 Optimasi Parameter Analisis Kreatinin dengan Elektroda HMD-MIP……………………………………………….

37 4.6.3 Sensitivitas……………………………………….

4.6.4 Limit deteksi……………………………………… 39 4.6.5 Akurasi…………………………………………..

39 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………. 40

5.1 Kesimpulan………………………………………………

5.2 Saran……………………………………………………

40 DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………… 41

3.5.3.1 Pembuatan polianilin (PANi)……..……… 17

3.5.8 Pembuatan kurva standar………………………… 20

3.5.3.2 Pembuatan non imprinted polymer (NIP)…………………………………..…... 18

3.5.4 Pembuatan molecularly imprinted polymer (MIP).…18

3.5.5 Optimasi potensial pelapisan MIP pada elektroda

hanging mercury drop (HMD)…………………… 19

3.5.6 Optimasi parameter analisis kreatinin dengan elektroda HMD-MIP……………………………

3.5.7 Uji kinerja elektroda yang telah dimodifikasi…

3.5.9 Uji validitas metode……………………………

26 4.2.2 Perbandingan spektra NIP dan MIP……………..

20 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………

4.1 Sintesis Polianilin (PANi), Non Imprinted Polymer (NIP), dan Molecularly Imprinted Polymer (MIP)………………. 24

4.1.1 Sintesis Polianilin (PANi)……………………….

24 4.1.2 Sintesis non imprinted polymer (NIP)…………..

25 4.1.3 Sintesis molecularly imprinted polymer (MIP)….

26 4.2 Karakterisasi PANi, NIP, dan MIP dengan FTIR………..

26 4.2.1 Perbandingan spektra Anilin dan PANi………..

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Gambar Halaman

2.1 Struktur kreatinin

2.2 Rumus bangun polianilin

2.3 Reaksi pembentukan emeraldine salt

2.4 Proses pembentukan MIP

4.1 Spektra FTIR Anilin dan PANi

4.2 Spektra FTIR NIP dan MIP

4.3 Ikatan hidrogen antara kreatinin dan PANi

4.4 Grafik hubungan antara potensial pelapisan 31 MIP pada elektroda HMD dengan arus kreatinin 30 ppb

4.5 Voltammogram kreatinin 30 ppb pada

32 potensial pelapisan MIP 0 V

4.6 Grafik hubungan antara waktu akumulasi

33 kreatinin dengan arus kreatinin 5 ppb

4.7 Voltammogram waktu akumulasi kreatinin 34 5 ppb selama 60 detik

4.8 Kurva standar kreatinin

36 x

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Tabel Halaman

4.1 Perbandingan bilangan gelombang puncak

27 spektra Anilin dan PANi

4.2 Perbandingan bilangan gelombang puncak

28 spektra NIP dan MIP

4.3 Data hasil analisis kreatinin hasil optimasi

31 potensial pelapisan MIP pada elektroda HMD

4.4 Data hasil optimasi waktu akumulasi

33 kreatinin 5 ppb pada elektroda HMD-MIP

4.5 Data hasil analisis kreatinin 5 ppb pada uji

35 kinerja elektroda modifikasi

4.6 Data hasil analisis larutan standar kreatinin 36

4.7 Data nilai koefisien variasi (KV) pada

38 analisis larutan standar kreatinin xi

DAFTAR LAMPIRAN

8 Voltammogram hasil analisis larutan standar kreatinin pada kondisi optimum

14 Perhitungan Akurasi

13 Perhitungan Limit deteksi metode analisis

12 Perhitungan Sensitivitas

11 Perhitungan Presisi (ketelitian)

10 Perhitungan Linieritas kurva standar

9 Perhitungan pembuatan larutan kreatinin

xii

Nomor Judul Lampiran

6 Voltammogram optimasi waktu akumulasi kreatinin 5 ppb pada elektroda HMD-MIP

5 Voltammogram optimasi potensial pelapisan MIP pada elektroda HMD

4 Spektrum FTIR MIP

3 Spektrum FTIR NIP

2 Spektrum FTIR PANi

1 Spektrum FTIR Anilin

7 Voltammogram uji kinerja elektroda modifikasi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan

Ginjal merupakan organ penting yang berfungsi membuang bahan sampah tubuh dari hasil pencernaan maupun hasil proses metabolisme. Ginjal bekerja menyaring plasma dan memindahkan zat dari filtrat pada kecepatan yang bervariasi, tergantung pada kebutuhan tubuh. Ginjal akan membuang zat yang tidak diinginkan dari filrat dengan mengekskresikannya dalam urin sedangkan zat yang masih dibutuhkan akan dikembalikan ke dalam darah. Produk metabolisme yang dikeluarkan ginjal meliputi urea, asam urat, produk hasil pemecahan hemoglobin (seperti bilirubin), dan kreatinin (Guyton and Hall, 1997)

Kadar kreatinin yang rendah dapat menunjukkan status nutrisi yang rendah (Tietze, 2003). Kadar kreatinin yang tinggi dalam serum dapat dijadikan sebagai indikator beberapa kerusakan ginjal seperti nekrosis tubulus (penyebab gagal ginjal akut), glomerulonefritis (kerusakan pada glomerulus), dan sebagai petunjuk rendahnya kemampuan filtrasi glomerulus (Baron, 1992; Levey et al., 1999; Stevens and Levey, 2004).

M etode yang digunakan untuk analisis kreatinin serum dalam bidang

kesehatan adalah metode Jaffe Reaction. Prinsip reaksi analisis kreatinin pada

Jaffe Reaction adalah reaksi antara kreatinin dengan asam pikrat dalam suasana

basa membentuk kompleks berwarna kuning jingga. Konsentrasi kreatinin diukur

1 pada panjang gelombang 492 nm. Metode tersebut menunjukkan linieritas hingga konsentrasi 5 mg/ 100 mL (50.000 ppb) (Meiyanto et al., 2010)

Metode voltammetri banyak diaplikasikan di bidang kesehatan dan biomedis. Dalam bidang biomedis metode voltammetri banyak diaplikasikan untuk pengukuran senyawa-senyawa yang kadarnya dalam tubuh harus selalu dikontrol seperti asam urat, kreatin, dan kreatinin. Keunggulan voltammetri diantaranya adalah memiliki limit deteksi yang rendah, sensitivitas tinggi, waktu analisis relatif cepat dan sedikit membutuhkan preparasi sampel (Wang, 2000).

Elektroda merupakan komponen terpenting pada teknik voltammetri. Sensitivitas metode elektroanalisis salah satunya ditentukan oleh jenis elektroda yang digunakan. Untuk meningkatkan sensitivitas elektroda maka seringkali diperlukan modifikasi terhadap elektroda tersebut.

Teknik modifikasi elektroda yang sangat menarik untuk dipelajari adalah melapisi elektroda dengan polimer tercetak molekul analit (molecularly imprinted

polymer , MIP). Pada teknik MIP ini, polimer yang dibentuk mengelilingi suatu

molekul tertentu (analit) yang bertindak sebagai template. Kemudian template dihilangkan melalui proses ekstraksi, sehingga terbentuk polimer tercetak molekul analit (Brüggemann, 2002). Teknik MIP ini telah banyak diaplikasikan pada pengukuran analit dalam matriks yang kompleks di bidang farmasi dan pengukuran kadar polutan (Nopper et al., 2003). Prasad and Lakshmi (2004) melakukan modifikasi hanging mercury drop electrode (HMDE) dengan teknik MIP untuk mendeteksi asam barbiturat dalam plasma darah.

Penggunaan MIP yang terbuat dari campuran monomer melamin dan kloranil sebagai bahan untuk memodifikasi elektroda HMD untuk analisis kreatinin secara voltammetri telah dikembangkan oleh Lakshmi et al., (2006). Hasil penelitian tersebut menunjukkan respon arus linier pada rentang konsentrasi

0,0025-84,0 x 10 ppb dan limit deteksi yang diperoleh adalah 1,49 ppb. Sensor tersebut juga mempunyai tingkat selektivitas tinggi untuk kreatinin tanpa diganggu oleh keberadaan NaCl, urea, kreatin, glukosa, fenilalanin, tirosin, histidin dan sitosin.

Pada penelitian ini dilakukan pengembangan sensor kreatinin dengan cara memodifikasi elektroda HMD dengan MIP (HMD-MIP) secara voltammetri lucutan. Perbedaan penelitian ini dengan penelitian Lakshmi et al., (2006) terletak pada monomer yang digunakan. Monomer yang digunakan adalah anilin dengan ammonium peroksodisulfat sebagai insiator. Arwindah (2010) memodifikasi

glassy carbon dengan MIP menggunakan monomer anilin untuk menganalisis

asam urat. Pada penelitian tersebut menghasilkan limit deteksi 0,323 ppb dengan sensitivitas metode sebesar 0,96 µA/ ppb.

Karakterisasi terhadap polimer dan MIP dilakukan menggunakan spektrofotometer fourier transform infra red (FTIR). Modifikasi terhadap elektroda HMD dilakukan dengan cara melapiskan MIP pada elektroda HMD dengan variasi potensial dan waktu pelapisan (coating). Elektoda modifikasi yang terbentuk diuji kinerjanya secara voltammetri dengan cara mengaplikasikannya untuk analisis larutan kreatinin konsentrasi tertentu, kemudian hasil voltammogram dan respon arus yang diperoleh dibandingkan dengan voltammogram dan respon arus yang diperoleh dari analisis larutan kreatinin dengan konsentrasi yang sama menggunakan elektroda HMD, HMD-non

imprinted polymer (NIP) dan HMD-PANi. Uji validitas metode meliputi linieritas,

presisi, sensitivitas, limit deteksi dan akurasi metode juga dilakukan untuk analisis kreatinin 1-5 ppb dengan menggunakan elektroda modifikasi HMD-MIP.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang permasalahan, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut.

1. Berapa potensial pelapisan optimum MIP pada elektroda HMD?

2. Berapa waktu akumulasi optimum kreatinin pada elektroda modifikasi HMD-MIP secara voltammetri lucutan?

3. Berapa linearitas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi metode analisis kreatinin secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda modifikasi HMD-MIP?

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk: 1. mengetahui potensial pelapisan optimum MIP pada elektroda HMD 2. mengetahui waktu akumulasi optimum kreatinin pada elektroda modifikasi

HMD-MIP secara voltammetri lucutan

3. mengetahui validitas metode meliputi linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi metode voltammetri lucutan menggunakan elektoda modifikasi HMD-MIP

1.4 Manfaat Penelitian Manfaat untuk bidang biomedis dan kesehatan :

Diperoleh sensor sensitif terhadap kreatinin sehingga dapat menjadi alternatif pada pengukuran kreatinin, mendampingi teknik spektrofotometri yang selama ini digunakan di bidang biomedis dan kesehatan.

Manfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan:

Dapat dikembangkan teknik lain untuk deteksi analit terutama analit yang kadarnya sangat kecil.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kreatinin

2.1.1 Gambaran umum kreatinin

Kreatinin mempunyai mempunyai rumus molekul C

4 H

7 N

3 O. Nama lain

kreatinin adalah 2-amino-1,5-dihidro-1-metil-4H-imidazol-4-on dan 2-amino-1- metil-4-imidazolidinon. Komposisi penyusun kreatinin yaitu 42,47% C; 6,24% H; 37,15% N; 14,14% O. Massa molekul relatif (Mr) sebesar 113,12 g/ mol. Tingkat kebasaan dinyatakan dengan pKb sebesar 10,45. Kreatinin sukar larut dalam pelarut non polar seperti aseton, eter, dan kloroform (O’Neil, 2001). Struktur kreatinin ditunjukkan pada Gambar 2.1.

CH ₃ N NH N O H

Gambar 2.1. Struktur kreatinin Kreatinin merupakan produk akhir pemecahan kreatin (O’Neil, 2001).

Kreatinin secara umum diproduksi tubuh dalam jumlah yang tetap dan dilepaskan ke dalam darah. Kreatinin difiltrasi oleh glomerulus di dalam ginjal dan jika terdapat gangguan dalam ginjal maka kadar kreatinin dalam darah akan meningkat dan kenaikan ini dapat digunakan sebagai indikator gangguan fungsi ginjal (Meyer and Harvey, 1998). Rentang kreatinin normal dalam serum orang dewasa

6 normal adalah 0,7 hingga 1,5 mg/dL dan jika nilai kreatinin serum di atas 1,5 mg/dL menunjukkan terjadinya efisiensi (Ansel, 2004). Untuk bayi, kadar kreatinin normal sebesar 0,22 hingga 1,01 mg/dL, untuk anak-anak sebesar 0,22 hingga 0,79 mg/dL dan untuk remaja adalah 0,45 hingga 1,01 mg/dL (Gill, 2000).

2.1.2 Analisis kreatinin

Metode yang digunakan untuk analisis kreatinin di bidang biomedis saat ini adalah metode Jaffe Reaction. Analisis kreatinin dengan metode ini menggunakan spektrofotometer ultraviolet-sinar tampak (UV-Vis) untuk menganalisis kadar kreatinin. Pada prosesnya penentuan kadar kreatinin dengan metode tersebut memerlukan larutan pikrat-basa tanpa deproteinisasi. Larutan bufer dan asam pikrat direaksikan pada suhu 20-37 C (bufer dan larutan asam pikrat sebelumnya dibiarkan hingga mencapai suhu kamar). Perlakuan yang sama dilakukan untuk larutan sampel dan pengukuran dilakukan pada panjang gelombang 492 nm. Metode tersebut menunjukkan linieritas hingga konsentrasi

50 μg/ mL (Meiyanto et al., 2010)

Analisis lain untuk penentuan kadar kreatinin adalah dengan high-

performance liquid chromatograph (HPLC). George, et.al (2006) melakukan

penelitian dengan HPLC untuk analisis allantoin, asam urat, dan kreatinin dalam sampel urin sapi. Pada percobaan tersebut digunakan fasa gerak 10 mM kalium dihidrogen fosfat pH 4,7 dengan laju alir 1 mL/ menit dan pengukuran dilakukan pada panjang gelombang 220 nm. Dari hasil penelitian untuk analisis kreatinin menunjukkan akurasi sebesar 94-104% dengan limit deteksi 0,94 µg/ mL. Kreatinin terdeteksi dengan baik pada waktu retensi 4,2 menit.

Metode yang saat ini tengah banyak dikembangkan untuk analisis kratinin adalah voltammmetri. Lakhsmi et al., (2006) melakukan analisis kreatinin menggunakan elektroda HMD termodifikasi polimelamin ko-kloranil sebagai monomer. Hasil penelitian tersebut menunjukkan respon arus linier pada rentang

konsentrasi 0,0025-84,0 µg/ mL dan limit deteksi yang diperoleh adalah 1,49x10 μg/ mL. Sensor termodifikasi tersebut juga mempunyai tingkat selektivitas yang tinggi untuk kreatinin. Analisis tidak diganggu oleh keberadaan NaCl, urea, kreatin, glukosa, fenilalanin, tirosin, histidin dan sitosin.

2.2 Voltammetri

Voltammetri merupakan bagian dari metode elektrometri yang memberikan informasi tentang konsentrasi analit dengan sinyal potensial. Pada voltammetri bagian terpentingnya adalah elektroda kerja. Elektroda kerja tersebut berupa microelectrodes, dimana permukaannya berukuran milimeter dan banyak dalam penelitian menggunakan elektroda dengan ukuran mikrometer.

Voltammetri banyak digunakan dalam bidang anorganik, fisika, dan biokimia untuk mempelajari reaksi oksidasi reduksi, proses adsorpsi permukaan, dan transfer elektron pada permukaan elektroda. Para peneliti banyak melakukan pengembangan metode analisis dengan cara memodifikasi elektroda kerja untuk mendapatkan metode yang lebih sensitif (Skoog et al., 1998). Metode voltammetri mudah digunakan, memerlukan sedikit waktu dan biaya, memiliki limit deteksi yang rendah (ppm), akurasi tinggi, dan rentang konsentrasi analisis yang luas (Wang, 1985).

2.2.1 Voltammetri lucutan

Metode voltammetri lucutan adalah salah satu pengembangan proses metode voltammetri. Metode ini berdasarkan pengukuran arus difusi yang timbul ketika analit yang terdeposit pada elektroda kerja mengalami reaksi oksidasi atau reduksi pada potensial tertentu. Proses yang terjadi pada voltammetri lucutan adalah akumulasi dan lucutan analit dari elektroda. Tahap akumulasi merupakan tahapan terakumulasinya analit pada permukaan elektroda. Sedangkan lucutan adalah tahap dimana lepasnya analit dari permukaan elektroda ke dalam larutan. Pengukuran analit terjadi pada saat lucutan yang menimbulkan arus dan ditampilkan dalam bentuk voltammogram yang menyatakan hubungan antara arus dan potensial (Wang, 1985).

Parameter-parameter pengukuran yang berperan pada proses analisis secara voltammetri lucutan adalah potensial akumulasi dan waktu akumulasi.

Potensial akumulasi adalah potensial yang diberikan saat proses elektrolisis pada elektroda (Wang 1985). Waktu akumulasi adalah waktu yang dibutuhkan analit untuk terakumulasi pada permukaan elektroda. Waktu akumulasi sangat berpengaruh pada jumlah analit yang terakumulasi pada elektroda. Semakin banyak waktu yang digunakan, maka semakin banyak pula analit yang terakumulasi pada elektroda sehingga mempengaruhi pembacaan arus pada detektor. Untuk analit yang mempunyai konsentrasi rendah, memerlukan waktu akumulasi yang lebih lama. Namun penambahan arus tidak seiring dengan penambahan waktu akumulasi ketika elektroda telah jenuh oleh analit maka transfer massa akan terhenti walaupun masih tersisa analit dalam larutan (Zen et al ., 1998).

2.2.2 Elektroda

Elektroda merupakan detektor terhadap suatu analit yang akan direspon pada analisis secara voltammetri. Sel voltammetri terdiri dari tiga macam elektroda, yaitu elektroda kerja (working electrode), elektroda pembanding (reference electrode), dan elektroda pembantu (counter electrode) (Skoog, 1985).

Elektroda kerja merupakan elektroda yang berperan sangat penting pada analisis. Elektoda kerja yang ideal harus sesuai dengan analitnya, mempunyai luas permukaan yang reproducible serta mempunyai arus background yang rendah. Pada voltammetri lucutan, elektroda kerja yang sering digunakan adalah elektroda HMD maupun elektroda padat seperti emas, glassy-carbon dan grafit (Wang, 1985).

Elektroda HMD adalah elektroda kerja yang sangat populer untuk voltammetri lucutan. Desain elektroda HMD mengalami perkembangan beberapa tahun ini. Kelebihan dari elektroda HMD adalah terkait dengan pengurangan ion hidrogen yang bisa mengganggu analisis (Skoog et al., 1996). Elektroda padat mempunyai kekurangan jika elektrodanya rusak, tidak dapat digunakan untuk analisis lagi. Elektroda HMD memberikan solusi untuk kekurangan tersebut karena apabila tetesan merkuri rusak, tetesan tersebut akan jatuh dan digantikan oleh tetesan merkuri yang baru.

Elektoda pembanding memiliki nilai potensial sel yang telah diketahui, konstan, dan tidak terpengaruh oleh larutan yang sedang dianalisis. Contoh elektroda pembanding adalah elektroda Ag/AgCl. Elektroda tersebut dapat dibuat dengan mencelupkan kawat perak ke dalam larutan jenuh KCl atau dengan mengelektrolisis kawat perak dengan larutan AgCl sehingga didapatkan lapisan tipis AgCl pada permukaan kawat perak (Skoog, 1985).

Elektoda pembantu merupakan elektroda yang berpasangan dengan elektroda kerja tetapi tidak berperan pada penentuan potensial. Contoh dari elektroda pembantu yang sering digunakan adalah emas, platinum, karbon, atau bahan yang bersifat inert secara elektrokimia (Taylor, 1994).

2.3 Polimer

Polimer adalah salah satu bahan rekayasa bukan logam yang berperan penting dalam berbagai bidang. Saat ini bahan polimer telah banyak digunakan sebagai bahan substitusi untuk logam terutama karena sifat-sifatnya yang ringan, tahan korosi dan kimia, dan murah, khususnya untuk aplikasi-aplikasi pada temperatur rendah. Hal lain yang banyak menjadi pertimbangan penggunan polimer adalah daya hantar listrik dan panas yang rendah, kemampuan untuk meredam kebisingan, warna dan tingkat transparansi yang bervariasi, kesesuaian desain dan manufaktur.

Panjang rata-rata dari rantai polimer dapat dilihat dari berat molekul polimer. Berat molekul dari polimer pada dasarnya adalah penjumlahan dari berat molekul-molekul monomernya. Jadi semakin tinggi berat molekul dari suatu polimer, semakin besar panjang rata-rata dari rantai polimernya. Mengingat polimerasasi adalah peristiwa yang terjadi secara acak, maka berat molekul biasanya ditentukan secara statistik dalam bentuk rata-rata berat molekul atau distribusi berat molekulnya.

Proses pembentukan rantai molekul polimer dari unit-unit molekul terkecilnya (mer atau meros) melibatkan reaksi yang kompleks. Proses polimerisasi tersebut yang secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua jenis reaksi, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. (Saptono, 2008)

Polimerisasi adisi adalah ikatan antar monomer berdasarkan reaksi adisi. Polimerisasi adisi terjadi pada monomer-monomer yang mempunyai ikatan rangkap. Adanya katalisator akan membuat ikatan rangkap dari monomer terbuka sehingga dapat berikatan dengan monomer lainnya (Oxtoby, 2003)

Polimerisasi kondensasi merupakan polimerisasi dengan melepaskan molekul kecil seperti H

2 O dan NH 3 agar dapat berikatan dengan monomer-

monomernya sehingga membentuk ikatan polimer. Polimer kondensasi terjadi pada monomer yang mempunyai gugus fungsi pada kedua rantainya (Oxtoby, 2003)

2.4 Polianilin (PANi)

Polianilin merupakan salah satu polimer bersifat konduktif yang penting karena memiliki stabilitas tinggi terhadap udara, panas, dan kelembaban. PANi dapat disintesis dari bahan baku yang murah, memiliki elektrokromik yang kuat, mudah diproses dan konduktifitasnya mudah direkayasa (Chandrakarti, 2001).

Elektrokromik adalah sifat bahan yang menunjukkan perubahan spektrum absorpsi atau transmisi cahaya apabila dikenai tegangan listrik (Monk et al.,

1995). Rekayasa konduktifitas suatu PANi dapat diketahui dari tiga tingkat oksidasi dan doping elektron yang dapat ditempuh. Keadaan tereduksi penuh disebut leucomeraldine, tahapan teroksidasi sebagian disebut emeraldine, sedangkan tahapan teroksidasi penuh disebut pernigraniline. Pada tahapan

emeraldine , paling banyak diteliti karena konduktivitasnya bisa diatur sedangkan

bentuk leucomeraldine dan pernigraniline tidak dapat dibuat konduktif. Struktur polianilin ditunjukkan pada Gambar 2.2. _{N N N N N}

H H H H H x

Gambar 2.2 Rumus bangun polianilin

Anilin adalah nukleofil yang lebih kuat daripada air sehingga reaksi polimerisasi akan lebih dominan daripada reaksi hidrolisis (degradasi). Hal ini dapat mendorong pertumbuhan autokatalitik dari polimer. Reaksi pembentukan

emeraldine salt dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut (Wibowo, 2007): Cl-

HN NH NH

5n (NH ^{4 )}

^{2 S}

^{2 O}

⁸

NH ₂ emeraldine salt

2n HCl + 5n H

^{2 SO}

^{4 + 2n (NH}

^{4 )2S}

^{2 O}

⁸

emeraldine salt

2.5 Molecularly Imprinted Polymer (MIP)

Molecularly imprinted polymer (MIP) merupakan teknik pengenalan

material yang dapat dibuat dengan mereaksikan polimer dengan analit melalui pembentukan cetakan yang spesifik. Dikembangkannya MIP sebagai sensor selektif karena mempunyai pengikatan yang spesifik sesuai dengan struktur molekul target. Kelebihan MIP yaitu mempunyai kestabilan yang bagus, pembuatannya memerlukan biaya relatif murah, selektif, dan mampu bekerja dalam berbagai media (Lakshmi et al., 2006). Ada 4 tahap utama dalam pembuatan MIP yaitu, pembentukan kompleks antara monomer dengan molekul target (template), terjadinya co-polimerisasi antara molekul kompleks tersebut dengan cross-linker dalam pelarut inert, terbentuknya polimer dan yang terakhir adalah ekstraksi terhadap template untuk menghasilkan cetakan (Urraca et al., 2008). Proses pembentukan MIP dapat dilihat dalam Gambar 2.4

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik dan Laboratorium Instrumentasi, Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga dan Laboratorium MIPA bersama Universitas Negeri Surabaya mulai bulan Februari-Juni 2012.

3.2 Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kreatinin, anilin, asam klorida, ammonium peroksodisulfat, dimetil sulfoksida. Air yang digunakan adalah akuabides. Semua bahan kimia berderajat kemurnian pro analisis.

3.3 Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah 797 Voltammetry

Computrace (MVA system-1) yang terdiri atas wadah sampel, pengaduk, processor unit , komputer pribadi (PC), elektroda kerja hanging mercury drop

(HMD), elektroda pembanding Ag/AgCl dan elektroda counter Pt. Peralatan lain yang digunakan adalah mikropipet, hot plate dan pengaduk magnetik. Selain itu, juga digunakan peralatan gelas serta peralatan pendukung lain.

3.4 Skema Kerja

3.5 Prosedur Penelitian

Larutan induk kreatinin 1000 ppm dibuat dengan cara menimbang 0,1000 g kreatinin secara teliti lalu dilarutkan dengan 30 mL air panas dalam gelas beker 100 mL. Setelah dingin, larutan dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur

HMD, HMD-NIP, HMD- PANi, HMD-MIP Preparasi larutan kreatinin, monomer dan porogen

FTIR Sintesis dan karakterisasi Polianilin (PANi) dan non imprinted polymer (NIP) Pelapisan MIP pada elektroda HMD

Uji kinerja elektroda Optimasi parameter analisis kreatinin dengan elektoda HMD-MIP

Pembuatan kurva standar FTIR Molecularly Imprinted Polymer (MIP)

Ekstraksi kreatinin Validitas metode:  Linieritas  Presisi  Sensitivitas  Limit deteksi  Akurasi Waktu pelapisan: 120 detik (Lakhsmi et al., 2006) Waktu akumulasi kreatinin: 15-120 detik Potensial pelapisan: (-)1000-600 mV Waktu akumulasi:

15 detik

3.5.1 Pembuatan larutan kreatinin

3.5.1.1 Pembuatan larutan induk kreatinin 1000 ppm

100 mL dan diencerkan dengan air hingga tanda batas kemudian dikocok hingga homogen.

3.5.1.2 Pembuatan larutan kerja kreatinin 10 ppm, 1 ppm, 30 ppb, dan 1 ppb

Larutan kerja 10 ppm dibuat dengan cara memipet 1,0 mL larutan induk kreatinin 1000 ppm dan dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL. Larutan diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok hingga homogen.

Larutan kerja 1 ppm dibuat dengan cara memipet 10,0 mL larutan kerja kreatinin 10 ppm kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL. Larutan diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok hingga homogen.

Larutan kerja 30 ppb dibuat dengan cara memipet 3,0 mL larutan kerja kreatinin 1 ppm kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL. Larutan diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok hingga homogen.

Larutan kerja 5 ppb dibuat dengan cara memipet 0,5 mL larutan kerja kreatinin 1 ppm kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL. Larutan diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok hingga homogen.

3.5.2 Pembuatan larutan HCl 1M

Sebanyak 4 mL HCl 37% dimasukkan dalam gelas beker yang telah berisi 20 mL air kemudian diencerkan dengan air hingga volume 50 mL.

3.5.3 Pembuatan polimer dan non imprinted polymer (NIP)

3.5.3.1 Pembuatan polianilin (PANi)

Polimer anilin (PANi) dibuat dengan mencampurkan 0,4 mL anilin dalam 7,5 mL HCl 1M, kemudian diaduk dengan pengaduk magnetik selama 30 menit pada suhu 50

C. Setelah itu ditambahkan larutan peroksodisulfat (dibuat dengan cara melarutkan 0,5 g peroksodisulfat dalam 2,5 mL air) tetes demi tetes dan pengadukan diperlambat. Polimer anilin (PANi) yang terbentuk lalu dicuci dengan HCl 1 M kemudian dikeringkan. Polimer yang terbentuk dikarakterisasi dengan FTIR.

3.5.3.2 Pembuatan non imprinted polymer (NIP)

Pada penelitian ini digunakan monomer anilin, inisiator ammonium peroksodisulfat, dan sebagai template adalah kreatinin. Non imprinted polymer (NIP) dibuat dengan cara mencampurkan monomer, inisiator, dan template (analit) dengan perbandingan mol 2:1:0,1 (Sreenivasan, 2007). Sebanyak 0,4 mL anilin dalam 7,5 mL HCl 1M ditambahkan dengan kreatinin sebanyak 0,0247 g, kemudian diaduk dengan pengaduk magnetik selama 30 menit pada suhu 50 C. Setelah itu ditambahkan larutan ammonium peroksodisulfat (terbuat dari 0,5 g peroksodisulfat dalam 2,5 mL air) tetes demi tetes, dengan diperlambatnya pengadukan. NIP yang terbentuk dikeringkan pada suhu 20 C selama 12 jam kemudian endapan NIP dicuci dengan HCl 1 M. NIP yang telah dibuat lalu dikarakterisasi dengan FTIR.

3.5.4 Pembuatan molecularly imprinted polymer (MIP)

Molecularly imprinted polymer (MIP) dibuat dengan cara menimbang

hasil NIP secara teliti, kemudian dilakukan ekstraksi terhadap kreatinin dengan cara mencampurnya dengan 25 mL air panas. Dilakukan ekstraksi dengan

sentrifuge sebanyak 3 kali, masing-masing ekstraksi dilakukan selama 20 menit

dan pada suhu 50 C (Prasad and Lakshmi, 2004). MIP yang terbentuk dikarakterisasi dengan FTIR.

3.5.5 Optimasi potensial pelapisan MIP pada hanging mercury drop electrode (HMDE)

Sebanyak 0,005 g MIP dilarutkan dalam 50 mL dimetil sulfoksida (DMSO) (Arwindah, 2010) kemudian larutan ini dimasukkan dalam sel elektrokimia. Kemudian MIP dilapiskan pada elektroda HMD secara

electroplating pada potensial pelapisan yang divariasi dan waktu akumulasi

PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK KREATININ MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP DENGAN