ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga - Repositoryrepository.unair.ac.id/25779/1/MPK 77 - 12 Sar...
Transcript of ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga - Repositoryrepository.unair.ac.id/25779/1/MPK 77 - 12 Sar...
MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP DENGAN IMPRINTING ZEOLIT UNTUK SENSOR PADA ANALISIS KREATIN
SECARA VOLTAMMETRI LUCUTAN
SKRIPSI
JULIE ANDRYA SARI
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA 2012
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
ii
MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP DENGAN
IMPRINTING ZEOLIT UNTUK SENSOR PADA ANALISIS KREATIN
SECARA VOLTAMMETRI LUCUTAN
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Sains Bidang Kimia pada Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Airlangga
Disetujui Oleh :
Pembimbing I,
Dra. Miratul Khasanah, M.Si NIP. 19681228 199303 1 001
Pembimbing II,
Alfa Akustia Widati, S.Si., M.Si NIK. 139 080 770
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
iii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI Judul : Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan
Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammatri Lucutan
Penyusun : Julie Andrya Sari NIM : 080810182 Pembimbing I : Dra. Miratul Khasanah, M.Si Pembimbing II : Alfa Akustia Widati, S.Si., M.Si Tanggal ujian : 30 Agustus 2012
Disetujui Oleh :
Pembimbing I,
Dra. Miratul Khasanah, M.Si NIP. 19670304 199203 2 001
Pembimbing II,
Alfa Akustia Widati, S.Si., M.Si NIK. 139 080 770
Mengetahui,
Ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 19671115 199102 2 001
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
iv
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi
kepustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan sumbernya
sesuai kebiasaan ilmiah.
Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah S.W.T yang telah melimpahkan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang
berjudul “Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting
Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan”.
Skripsi ini dibuat untuk memenuhi persyaratan akademis pendidikan sarjana sains
dalam bidang kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.
Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan
berbagai pihak, untuk itu penulis menyampaikan terimakasih kepada :
1. Dra. Miratul Khasanah, M.Si selaku dosen pembimbing I atas bimbingan dan
nasehatnya selama penyusunan dan penyelesaian skripsi ini.
2. Alfa Akustia Widati, S.Si., M.Si selaku dosen pembimbing II atas bantuan
dan kesabarannya dalam memberikan bimbingan kepada penulis.
3. Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA, selaku Kepala Departemen Kimia
FSAINTEK Universitas Airlangga.
4. Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si selaku dosen wali yang telah memberikan
banyak masukan selama proses perkuliahan.
5. Ayah, ibu, eyang putri, eyang kakung, mbak Mita, dek Conny, dan seluruh
keluarga yang telah banyak memberikan doa, semangat dan dukungan.
6. Seluruh dosen pengajar di Departemen Kimia FSAINTEK Universitas
Airlangga yang memberikan mata kuliah dengan sabar.
7. Bapak Giman, bapak Kamto, mas Rochadi, dan semua karyawan di
Departemen Kimia FSAINTEK Universitas Airlangga yang telah
memberikan bantuan dalam pelaksanaan penelitian skripsi ini.
8. Sahabat-sahabat tercinta saya Asri, Aya, Adel, Marina, O’ox, Dita, Alivina,
Culan, Bela, Mumun yang telah memberikan semangat dan bantuan dalam
menyelesaikan skripsi ini.
9. Genk volta Nikita, Fida, Ais, Ayu, Evril, Marina yang menjadi teman senasib
seperjuangan dalam menyelesaikan penelitian skripsi ini.
10. Semua teman-teman angkatan 2008 dan 2009 yang telah membantu dalam
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
vi
penulisan skripsi ini.
11. Abdurrazaq Al Muharram yang telah memberikan semangat, dukungan dan
bantuan dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam
penyusunan skripsi ini, oleh karena itu kritik dan saran yang besifat membangun
untuk kesempurnaan penulisan skripsi ini sangat diperlukan. Semoga skripsi ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Surabaya, Juli 2012
Penulis,
Julie Andrya Sari
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
vii
Sari, J.A., 2012, Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan. Skripsi ini di bawah bimbingan Dra. Miratul Khasanah, M. Si., dan Alfa Akustia Widati S.Si., M.Si., Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya
ABSTRAK
Pada penelitian ini telah dilakukan pembuatan imprinted zeolit (IZ) yang digunakan sebagai material pada pembuatan sensor dalam penentuan kadar kreatin secara voltammetri lucutan. Zeolit yang digunakan adalah zeolit sintesis yang porinya dikondisikan agar sesuai dengan ukuran partikel kreatin. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik IZ, kondisi pelapisan IZ pada elektroda hanging mercury drop (HMD) dan kondisi awal kreatin dalam larutan, serta menguji validitas metode. Pada penelitian ini diperoleh kondisi optimum potensial akumulasi -700 mV selama 60 detik. Metode ini memiliki linieritas 0,996 yang diperoleh dari kurva standar dengan konsentrasi kreatin 1-5 ppb, limit deteksi yang diperoleh sebesar 0,44 ppb, sensitivitas bernilai 4,6664 nA/ppb cm2, dan nilai akurasi pada konsentrasi larutan standar 1, 3, dan 5 ppb berturut-turut adalah 111%, 97%, dan 99,2%. Kata kunci: imprinted zeolit, kreatin, voltammetri lucutan, HMDE
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
viii
Sari, J.A., 2012, Modification of Hanging Mercury Drop Electrode with Imprinting Zeolite for Sensor on Analysis of Creatine by Stripping Voltammetry. This script is supervised by Dra. Miratul Khasanah, M. Si., and Alfa Akustia Widati S.Si., M.Si., Department of Chemistry, Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya.
ABSTRACT
Synthesis of imprinted zeolite (IZ), which was used as material in the manufacture of sensors in determination of creatine in stripping voltammetry, had been done. The zeolite, which was used, was zeolite pores synthesis which was conditioned to be available in the size of the creatine particles. The purposes of this study were to determine the characteristics of IZ, IZ coating conditions on the hanging mercury drop (HMD) electrode and the initial conditions of creatine in solution, and test the validity of the method. In this research, it was obtained optimum conditions of accumulation potential at -700 mV for 60 seconds. The method had a linearity of 0.996 which was obtained from a standard curve of creatine 1-5 ppb, limit of detection obtained was 0.44 ppb, the value of sensitivity was 4,6664 nA/ppb cm2, and the accuracy value of the standard solution at concentration of 1, 3, and 5 ppb was respectively 111%, 97%, and 99.2%.
Keywords: imprinted zeolit, creatine, stripping voltammetry, HMDE
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ............................................................................................ i LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................ ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ...................................... iv KATA PENGANTAR ...................................................................................... v ABSTRAK ........................................................................................................ vii ABSTRACT ...................................................................................................... viii DAFTAR ISI ..................................................................................................... ix DAFTAR TABEL............................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 4 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 4 1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kreatin ............................................................................................. 6 2.1.1 Kreatin dalam tubuh manusia .............................................. 6
2.1.2 Analisis kreatin .................................................................... 6 2.2 Voltammetri .................................................................................... 7
2.2.1 Voltammetri lucutan ............................................................ 8 2.2.2 Elektroda ............................................................................. 10
2.3 Spektrofotometri Inframerah (IR) ................................................... 12 2.4 Spektrofotometri Difraksi Sinar-x................................................... 12
2.5 Zeolit ............................................................................................... 13 2.5.1 Modifikasi elektroda dengan zeolit ..................................... 14 BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 16 3.2 Bahan Penelitian .............................................................................. 16 3.3 Peralatan Penelitian ......................................................................... 16 3.4 Skema Penelitian ............................................................................. 17 3.5 Prosedur Penelitian .......................................................................... 18 3.5.1 Pembuatan larutan kreatin .................................................... 18
3.5.1.1 Pembuatan larutan induk kreatin 1000 ppm ............ 18 3.5.1.2 Pembuatan larutan kerja kreatin 10 ppm, 1 ppm, 50
ppb, 1 ppb ................................................................ 18 3.5.2 Pembuatan zeolit, non imprinted zeolit (NIZ), dan imprinted zeolit (IZ) ............................................................ 18
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
x
3.5.2.1 Pembuatan zeolit ...................................................... 18 3.5.2.2 Pembuatan non imprinted zeolit (NIZ) .................... 19 3.5.2.3 Pembuatan imprinted zeolit (IZ) .............................. 19
3.5.3 Karakterisasi terhadap zeolit ................................................ 20 3.5.4 Karakterisasi terhadap zeolit, NIZ, dan IZ ........................... 20 3.5.5 Optimasi analisis kreatin secara voltammetri menggunakan
Elektroda HMD ................................................................... 20 3.5.5.1 Optimasi potensial akumulasi ................................. 21 3.5.5.2 Optimasi waktu akumulasi ...................................... 21
3.5.6 Karakterisasi sensor secara voltammetri .............................. 21 3.5.7 Pembuatan kurva standar kreatin...... ................................... 22 3.5.8 Uji validitas metode ............................................................. 22
3.5.8.1 Linieritas .................................................................. 22 3.5.8.2 Presisi (ketelitian) .................................................... 23 3.5.8.3 Sensitivitas............................................................... 24 3.5.8.4 Limit deteksi (LOD) ................................................ 24 3.5.8.5 Akurasi (ketepatan) ................................................. 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sintesis Zeolit, Non Imprinted Zeolit (NIZ), dan Imprinted Zeolit
(IZ) .................................................................................................. 26 4.2 Karakterisasi Zeolit Menggunakan Difraksi Sinar-x ...................... 28 4.3 Karaterisasi Zeolit, NIZ, dan IZ Menggunakan FTIR .................... 29 4.4 Optimasi Analisis Kreatin Menggunakan Elektroda HMD ............ 33
4.4.1 Optimasi potensial akumulasi ............................................... 33 4.4.2 Optimasi waktu akumulasi ................................................... 35 4.5 Uji Kinerja Elektroda...................................................................... 37
4.6 Kurva Standar Kreatin ..................................................................... 39 4.7 Uji Validitas Metode ....................................................................... 41 4.7.1 Linieritas................................................................................. 41 4.7.2 Presisi (ketelitian) ................................................................... 41 4.7.3 Sensitivitas ............................................................................. 42 4.7.4 Limit deteksi (LOD) ............................................................... 43 4.7.5 Akurasi (ketepatan) ................................................................ 43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan...................................................................................... 44 5.2 Saran ................................................................................................ 45 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 46 LAMPIRAN
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
xi
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul Tabel
Halaman
2.1
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Data rentang potensial pengukuran elektroda kerja pada voltammetri Data bilangan gelombang puncak spektra FTIR zeolit, NIZ, dan IZ Data hasil analisis kreatin pada berbagai potensial akumulasi kreatin pada elektroda HMD Data hasil optimasi waktu akumulasi kreatin menggunakan elektroda HMD Data hasil analisis kreatin 50 ppb pada uji kinerja elektroda HMD, HMD-zeolit, HMD-IZ, dan HMD-NIZ secara voltammetri lucutan Data hasil pengukuran arus larutan standar kreatin Data hasil perhitungan standar deviasi dan koefisien variasi
11 30 34 36 38 40 42
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
xii
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul Gambar
Halaman
2.1
2.2
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Struktur kimia kreatin Unit bangun sekunder zeolit Skema pembuatan NIZ dan IZ Spektra difraksi sinar-x zeolit sintesis TS-1 Spektra IR zeolit, NIZ, dan IZ Grafik hubungan antara arus kreatin 50 ppb dengan potensial akumulasi menggunakan elektroda HMD Voltammogram kreatin pada potensial akumulasi -700 mV menggunakan elektroda HMD Grafik hubungan antara arus kreatin 50 ppb dengan waktu akumulasi menggunakan elektroda HMD Voltammogram kreatin pada waktu akumulasi 60 detik menggunakan elektroda HMD Grafik hubungan antara konsentrasi kreatin dengan nilai arus
6 14 28 29 31 34 35 36 37 40
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul
1 Perhitungan Pembuatan Larutan Kerja Kreatin
2 Perhitungan Komposisi Zeolit
3 Analisis Data Validasi Metode
4 Voltammogram Kreatin Hasil Optimasi Waktu Akumulasi Menggunakan Elektroda HMD
5 Voltammogram Kreatin Hasil Optimasi Potensial Akumulasi Menggunakan Elektroda HMD
6 Voltammogram Karakterisasi Kreatin Menggunakan Elektroda
HMD, HMD-NIZ, HMD-IZ, dan HMD-zeolit 7 Spektra IR Zeolit, NIZ, dan IZ
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Permasalahan
Kreatin merupakan senyawa nitrogen fisiologis yang disintesis dari asam
amino. Kreatin juga dikenal sebagai asam asetat metilguanidin (Stout et al.,
2008). Asam amino yang berperan dalam sintesis kreatin adalah arginin, glisin
dan S-metilmetionin (Wyss dan Kaddurah-Daouk, 2000). Kreatin dalam jumlah
yang tepat dapat meningkatkan kinerja olahraga atau dalam kegiatan yang
membutuhkan energi tinggi, mengurangi kelelahan, mempercepat pemulihan
energi dan pertumbuhan otot, meningkatkan kekuatan otot, meningkatkan ukuran
otot tanpa mempengaruhi lemak tubuh (Flisinska dan Bojanowska, 1996). Hasil
beberapa peneliti telah menunjukkan bahwa jumlah kreatin yang berlebihan dapat
menyebabkan pencernaan yang tidak lancar, diare, kram otot, dan gagal ginjal
(Brudnak, 2004).
Metode analisis kreatin yang umum digunakan dalam bidang kesehatan
adalah spektrofotometri UV-VIS. Metode yang didasarkan pada serapan cahaya
ini mudah untuk dilakukan dan mempunyai selektivitas tinggi. Tetapi analisis
kreatin menggunakan metode spektrofotometri memerlukan waktu yang lama
serta membutuhkan sampel yang banyak (Sewell et al., 2002). Metode lain yang
dapat digunakan untuk analisis kreatin dalam plasma manusia adalah kapiler zona
elektroforesis yang merupakan metode pemisahkan komponen atau molekul yang
bermuatan berdasarkan perbedaan tingkat migrasinya dalam sebuah medan listrik.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
2
Metode ini memiliki efisiensi dan selektivitas yang baik namun penggunaan
listriknya boros karena menggunakan tegangan tinggi (Zinellu et al., 2005). Mo et
al (2003) juga telah melakukan penentuan kreatin dalam larutan air maupun
dalam plasma tikus menggunakan metode kromatografi cair. Analisis ini
membutuhkan sampel dalam jumlah yang kecil, daya pisah cukup tinggi, waktu
analisis cepat dan akurat. Namun pada proses pengerjaannya, harus dilakukan
penentuan yang sesuai. Metode voltammetri pulsa differensial juga telah
dikembangkan untuk analisis kreatin (Stefan dan Bokretsion, 2003). Voltammetri
merupakan teknik yang cepat dan akurat yang sangat sesuai untuk menganalisis
kadar kreatin (Braitina et al., 2000).
Pada metode voltammetri, elektroda merupakan komponen terpenting.
Sensitivitas metode voltammetri salah satunya ditentukan oleh jenis elektroda
yang digunakan. Salah satu elektroda yang sering digunakan pada analisis secara
voltammetri adalah elektroda cair seperti elektroda hanging mercury drop (Wang,
2000). Elektroda HMD mempunyai luas permukaan yang reproducible serta arus
background rendah (Mendham dan Jenney, 2000).
Penggunaan elektroda tanpa modifikasi untuk analisis kreatin dalam
sampel serum seringkali diganggu oleh senyawa lain dan menyebabkan
penyimpangan nilai respon kreatin (Lakshmi et al., 2007). Pada penelitian ini
dikembangkan sensor untuk analisis kreatin secara voltammetri lucutan dengan
cara memodifikasi elektroda merkuri dengan zeolit tercetak molekul kreatin
(imprinted zeolit/IZ).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
3
Zeolit mempunyai struktur berpori dan dapat digunakan sebagai penyaring
molekul. Aktivitas zeolit dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu, stabilitas termal,
hidrofobisitas/hidrofilisitas dari permukaan zeolit (Xu et al., 2007). Zeolit
mempunyai sifat sebagai adsorben yang selektif dan mempunyai stabilitas termal
yang tinggi (Ardakani et al., 2005).
Pada penelitian ini dilakukan sintesis zeolit dan zeolit yang tercetak
molekul kreatin (Imprinted zeolit). Imprinted zeolit disintesis dari tetraetil
ortosilikat (TEOS), tetrapropilamonium hidroksida (TPAOH), tetrabutil
ortotitanat (TBOT), air, dan analit kreatin. Kemudian kreatin yang terperangkap
dalam struktur zeolit diekstraksi sehingga terbentuk cetakan yang diharapkan
hanya sesuai dengan bentuk dan ukuran kreatin. Zeolit, IZ dan non imprinted
zeolit (NIZ) dikarakterisasi menggunakan fourier transform infrared (FTIR)
spectrophotometer.
Selanjutnya IZ digunakan untuk memodifikasi elektroda HMD melalui
pelapisan. Pelapisan zeolit pada elektroda HMD dilakukan secara in situ, yaitu
penempelannya pada permukaan elektroda dilakukan bersamaan dengan
akumulasi kreatin pada elektroda. Sensor modifikasi yang terbentuk
dikarakterisasi (diuji kinerjanya) dengan cara mengaplikasikannya untuk analisis
kreatin konsentrasi tertentu dan dibandingkan hasilnya dengan hasil analisis
menggunakan elektroda HMD, HMD-zeolit dan HMD-NIZ.
Parameter analisis yang dipelajari pada penelitian ini adalah potensial dan
waktu akumulasi IZ atau kreatin pada permukaan elektroda HMD. Selanjutnya
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
4
dilakukan uji validitas metoda meliputi linieritas, sensitivitas, presisi, limit
deteksi, dan akurasi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan, dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut.
1. Bagaimanakah hasil karakterisasi zeolit, NIZ dan IZ menggunakan FTIR?
2. Berapakah kondisi optimum potensial akumulasi dan waktu akumulasi pada
analisis kreatin secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD?
3. Bagaimana hasil analisis kreatin menggunakan elektroda HMD, HMD-zeolit,
HMD-IZ dan HMD-NIZ?
4. Berapakah nilai validitas metode analisis kreatin secara voltammetri lucutan
menggunakan elektroda HMD-IZ meliputi linieritas, presisi, sensitivitas, limit
deteksi, dan akurasi?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Melakukan karakterisas zeolit, NIZ dan IZ menggunakan FTIR,
2. Mengetahui kondisi optimum potensial akumulasi dan waktu akumulasi pada
analisis kreatin secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD,
3. Melakukan uji kinerja elektroda modifikasi dengan cara membandingkan hasil
analisis kretin menggunakan elektroda HMD-IZ dengan hasil analisis
menggunakan elektroda HMD, HMD-zeolit, dan HMD-NIZ,
4. Mengetahui linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi metode
voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD-IZ dalam analisis kreatin,
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
5
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini untuk bidang biomedis dan kesehatan adalah
diperoleh sensor voltammetri yang sensitif terhadap kreatin sehingga dapat
menjadi metode alternatif pada pengukuran kreatin, mendampingi teknik
spektrofotometri yang selama ini digunakan di bidang biomedis dan kesehatan.
Sedangkan manfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan adalah dapat
dikembangkan teknik lain untuk deteksi analit terutama analit yang kadarnya
sangat kecil.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kreatin
2.1.1 Kreatin dalam tubuh manusia
Kreatin merupakan senyawa alami guanidino yang memainkan peran
penting dalam metabolisme. Konsentrasi serum kreatin dapat diamati pada kasus
katabolisme otot (Burke et al., 1999). Kreatin dapat ditemukan dalam daging dan
jaringan otot dari mamalia (Stout et al.,2008). Kreatin mempunyai rumus molekul
C4H9N3O2, dengan massa relatif 131 dan titik leleh 303°C (O’Neil, 2001). Nama
IUPAC dari kreatin adalah asam 2-(metilguanidino) etanoat. Struktur kimia
kreatin ditunjukkan pada gambar 2.1.
NH2
CH2N N
H2C
CH3
CO
O
Gambar 2.1 Struktur kimia kreatin (O’Neil, 2001)
Dalam otot rangka, kreatin disintesis secara endogen dari arginin, glisin,
dan S-metilmetionin. Kreatin didistribusikan ke seluruh tubuh, namun 95%
ditemukan dalam otot rangka dan sisanya (5%) ditemukan di otak, hati, ginjal, dan
testis (Nasrallah et al., 2009). Kreatin memainkan peran penting dalam
pemeliharaan tulang dan massa otot (Kasumov et al., 2009).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
7
2.1.2 Analisis kreatin
Pada bidang biomedis, metode analisis kadar kreatin yang digunakan
adalah secara spektrofotometri UV-VIS. Sampel diukur secara spektrofotometri
pada panjang gelombang 219 nm. Kadar kreatin ditentukan berdasarkan
perbedaan absorbansi antara larutan sampel dengan larutan kreatin kontrol pada
panjang gelombang tersebut. Dengan metode ini, limit deteksi yang diperoleh
sebesar 1,603 mg/dL atau 16,03 ppm (Sewell et al., 2002).
Metode voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD merupakan
metode yang dapat digunakan untuk menganalisis senyawa elektroaktif dalam
tubuh. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan analisis kreatin dalam serum
secara voltammetri menggunakan elektroda HMD. Penelitian tersebut
menghasilkan limit deteksi yang diperoleh adalah 0,11 ppb. Harga recovery
kreatin yang diperoleh pada serum kontrol adalah 95,57±10,38%, sedangkan
recovery kreatin pada sampel darah adalah 96,43±4,66% (Lakshmi et al., 2007).
2. 2 Voltammetri
Voltammetri merupakan metode elektrokimia yang mengamati hubungan
arus dan potensial. Arus yang dihasilkan pada analisis secara voltammetri
sebanding dengan konsentrasi spesi kimia di dalam larutan. Semua unsur yang
dapat mengalami reaksi oksidasi atau reduksi di permukaan elektroda dapat
dianalisis secara voltammetri (Saryati dan Wardiyati, 2007).
Voltammetri merupakan teknik elektroanalisis untuk pengukuran arus
yang mengalir melalui sel elektrokimia sebagai fungsi potensial. Faktor yang
mempengaruhi efisiensi analisis menggunakan voltammetri adalah limit deteksi
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
8
dan sensitivitas. Dalam voltammetri dikenal istilah difusi dan migrasi. Difusi
adalah perpindahan massa karena adanya perbedaan konsentrasi. Akibat proses
difusi ini maka timbul arus yang disebut arus difusi. Migrasi disebabkan oleh
komponen ion yang mengalir dalam sel ke permukaan elektroda. Ion positif
bergerak menuju elektroda kerja yang bermuatan negatif dan ion negatif bergerak
dalam arah yang berlawanan. Proses migrasi tersebut dapat menyebabkan
timbulnya arus migrasi dan mempengaruhi arus total yang terukur. Pada analisis
secara voltammetri, hanya arus difusi yang diharapkan. Proses migrasi dapat
dikurangi dengan cara menambahkan elektrolit pendukung, seperti larutan KCl
0,2 M. Konsentrasi elektrolit pendukung biasanya jauh lebih besar dari
konsentrasi analit, sehingga kontribusi analit terhadap arus migrasi dapat
diabaikan (Thomas dan Henze, 2001).
2.2.1 Voltammetri Lucutan
Voltammetri lucutan merupakan teknik analisis elektrokimia yang
didasarkan pada pengukuran arus difusi pada saat analit terlucut dari permukaan
elektroda kerja. Analit mengalami oksidasi atau reduksi pada potensial tertentu di
permukaan elektroda kerja (Mendham dan Jenney, 2000). Teknik voltammetri
lucutan merupakan teknik yang efisien untuk penentuan tingkat konsentrasi sub-
nanomolar. Teknik ini memiliki beberapa kelebihan yaitu mudah, cepat, limit
deteksi rendah, akurasi tinggi, dan rentang konsentrasi pengukuran yang luas (Al-
Ghamdi dan Hefnawy, 2012).
Proses yang terjadi pada voltammetri lucutan meliputi dua tahap yaitu
tahap deposisi (plating) analit ke permukaan elekroda dan tahap lucutan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
9
(stripping) analit dari elektroda (Mendham dan Jenney, 2000). Dalam voltammetri
lucutan dikenal istilah lucutan anodik (anodic stripping), yaitu selama tahap
deposisi elektroda kerja bertindak sebagai katoda dan analit mengalami reduksi,
sedangkan selama tahap lucutan elektroda kerja bertindak sebagai anoda dan
analit mengalami oksidasi. Dalam hal ini potensial akumulasi lebih negatif dari
potensial puncak (Wang, 2000). Deposisi merupakan proses pemekatan analit
dengan cara mengakumulasikannya pada elektroda pada potensial dan waktu
tertentu. Sedangkan lucutan merupakan tahapan dimana analit dilepaskan
(dilucutkan) kembali dari elektroda ke dalam larutan. Setelah proses lucutan
diperoleh voltammogram yang menyatakan kurva hubungan potensial dan arus
(Harvey, 2000).
Analisis sampel dengan metode voltammetri lucutan dipengaruhi oleh
beberapa parameter pengukuran diantaranya yaitu potensial akumulasi dan waktu
akumulasi. Potensial akumulasi adalah potensial yang diberikan pada elektroda
selama proses akumulasi analit berlangsung. Sedangkan waktu akumulasi atau
waktu deposisi adalah lamanya waktu yang diperlukan oleh analit untuk
terakumulasi pada elektroda. Semakin lama waktu akumulasi semakin banyak
analit yang dapat terakumulasi pada elektroda (Wang, 2000). Puncak
voltammogram yang dihasilkan dari metode voltammetri menggunakan teknik
pulsa differensial, mempunyai arus yang besarnya sebanding dengan konsentrasi
analit yang dianalisis. Hal ini sesuai dengan hukum Faraday pada persamaan 2.1.
……………………………….. (2.1) Ce =
i1.td
nFV
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
10
Dengan Ce adalah konsentrasi analit yang terakumulasi pada elektroda, il adalah
arus batas untuk akumulasi, td merupakan waktu akumulasi, n adalah jumlah
elektron yang terlibat dalam proses akumulasi, F merupakan bilangan Faraday,
dan V adalah volume elektroda (Wang, 2000).
2.2.2 Elektroda
Elektroda merupakan komponen utama voltammetri yang berfungsi
sebagai detektor analit yang akan direspon untuk menghasilkan sinyal arus.
Analisis secara voltammetri melibatkan tiga elektroda yaitu elektroda kerja
(working electrode), elektroda pembanding (reference electrode), dan elektroda
pembantu (counter electrode) (Skoog, 1985). Ketiga elektroda dicelupkan ke
dalam larutan yang mengandung analit dan juga elektrolit pendukung.
Elektroda kerja merupakan elektroda yang sensitif terhadap analit yang
dianalisis dan sebagai tempat analit mengalami reaksi reduksi-oksidasi. Elektroda
kerja yang bagus dapat memberikan respon dan sinyal yang baik pada analit,
mempunyai luas permukaan yang reproducible, serta memiliki arus background
yang rendah. Elektroda kerja yang banyak digunakan pada voltammetri adalah
elektroda merkuri, karbon, dan logam mulia seperti platina dan emas (Wang,
2000).
Dalam analisis voltammetri, elektroda kerja yang sering digunakan adalah
elektroda HMD. Elektroda HMD bersifat reproducible, mudah dimodifikasi, dan
memiliki permukaan yang halus (Wang, 2000). Selain itu, elektroda kerja lain
yang banyak digunakan pada voltammetri adalah elektroda glassy carbon (GC).
Elektroda GC memiliki sifat mekanik yang kuat sehingga dapat digunakan secara
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
11
luas dalam pengukuran. Selain itu, permukaan elektroda karbon mudah untuk
dimodifikasi. Namun demikian elektroda GC biasanya memberikan arus
background yang tinggi (Wilson dan Wilson’s, 1992).
Pada Tabel 2.1 ditampilkan besarnya rentang pengukuran pada elektroda
merkuri dan glassy carbon.
Tabel 2.1 Data rentang potensial pengukuran elektroda kerja pada voltammetri
Jenis Elektroda Rentang Potensial Pengukuran(V)
Hanging mercury drop electron (HMDE) + 0,2 – (-2,0) Mercury film electrode (MFE) +0,2 – (-1,3) Glassy carbon electrode (GCE) +1,5 – (-0,8)
Sumber : Kopanica, 1993
Elektroda pembanding merupakan elektroda dengan nilai potensial sel
yang telah diketahui, konstan dan tidak peka terhadap larutan yang sedang
dianalisis. Elektroda pembanding hanya berfungsi untuk mengontrol beda
potensial dari elektroda kerja. Elektroda pembanding yang sering digunakan
adalah elektroda Ag/AgCl. Elektroda Ag/AgCl dapat dibuat dengan cara
mencelupkan kawat perak pada larutan jenuh KCl, sehingga terbentuk lapisan
tipis AgCl pada permukaan kawat Ag (Skoog, 1985).
Elektroda pembantu merupakan elektroda yang berpasangan dengan
elektroda kerja tetapi tidak berperan dalam menentukan besarnya potensial yang
diukur. Selama proses lucutan (stripping) arus mengalir diantara elektroda
pembantu dan elektroda kerja. Elektroda yang biasanya digunakan sebagai
elektroda pembantu yaitu Pt dan karbon yang memiliki sifat inert dan tidak
dipengaruhi oleh arus (Skoog et al., 1998).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
12
2. 3 Spektrofotometri Inframerah (IR)
Spektrofotometri inframerah merupakan teknik analisis suatu senyawa
yang digunakan untuk menentukan gugus fungsi senyawa dan karakteristik
senyawa yang sudah diketahui strukturnya. Daerah bilangan gelombang dituliskan
dalam satuan cm-1. Daerah radiasi spektrofotometri inframerah berkisar antara
bilangan gelombang 4000-400 cm-1. Pada spektrum absorbsi dibuat dengan
bilangan gelombang pada sumbu x dan persentase transmitan (T) pada sumbu y
(Khopkar, 1990).
Spektrofotometri inframerah dapat digunakan untuk analisis sampel
berupa cairan maupun padatan. Analisis pada sampel cairan mempunyai sel
khusus berupa pelat NaCl. Cairan diteteskan pada pelat berupa lapisan tipis.
Untuk sampel berupa padatan digunakan teknik pelet KBr. Teknik ini dilakukan
dengan cara menumbuk (0,1-2,0)% sampel dengan KBr, kemudian ditekan
dengan tekanan tinggi dalam cetakan hingga membentuk pelet KBr yang
transparan. Pelet tersebut diletakkan dalam sel alat spektrofotometer inframerah
kemudian didapatkan spektrum IR sampel (Sitorus, 2009).
2.4 Spektrofotometri Difraksi Sinar-X
Spektrofotometri difraksi sinar-x adalah suatu metode yang digunakan
untuk mengetahui proses hamburan sinar-x oleh bahan kristal. Difraksi sinar-x
tergantung pada panjang gelombang dan struktur kristal. Apabila panjang
gelombang lebih kecil daripada ukuran atom maka akan terjadi difraksi. Prinsip
kerja difraksi sinar-x berdasarkan pada persamaan Bragg, yang dapat dilihat pada
persamaan 2.2.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
13
n.λ = 2.d.sin θ ……………………………….. (2.2)
Dengan n= 1,2, dan seterusnya, λ adalah panjang gelombang sinar-x yang
digunakan, d adalah jarak antara dua bidang kisi, θ adalah sudut antara sinar
datang dengan sinar pantul, dan n adalah bilangan bulat yang disebut sebagai orde
pembiasan. Berdasarkan persamaan Bragg, sinar-x yang ditembakkan ke sebuah
atom-atom akan terserap dan dihamburkan. Sinar-x yang diserap oleh atom-atom
menyebabkan terjadinya eksitasi elektron yang dapat memancarkan elektron dan
sinar-x. Sinar-x yang dihamburkan oleh atom-atom kemungkinan dapat
menyebabkan terjadinya kehilangan elektron dan tidak kehilangan elektron pada
proses hamburan cahaya (Chorkendorff dan Niemantsverdriet, 2003)
2.5 Zeolit
Zeolit merupakan kristal yang mempunyai karakter mikroporous (diameter
kurang dari 2 nm) serta mempunyai stabilitas suhu yang tinggi. Rumus kimia
zeolit adalah Mc/n
[ (AlO2)C
(SiO2)
d ].bH
2O, dengan ketentuan Mc/n adalah kation
logam alkali atau alkali tanah, n adalah valensi logam alkali, c adalah bilangan
tertentu alumina dari 2-10, d adalah bilangan tertentu silika dari 2-7, b adalah
jumlah molekul air kristal. Zeolit sering digunakan sebagai penyaring molekul
karena bersifat selektif (Xu et al, 2007). Zeolit dapat memisahkan molekul-
molekul berdasarkan ukuran dan bentuk struktur kristal zeolit. Zeolit berfungsi
sebagai penjebak molekul agar tertahan pada porinya (Harahap, 2006).
Zeolit memiliki beberapa tipe, diantaranya adalah TS-1 yang mempunyai
struktur MFI. Struktur MFI pada TS-1 didapatkan dari substitusi titanium pada
kerangka silika. Titanium yang berada di dalam kerangka silika mempunyai
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
14
struktur tetrahedral (Prasetyoko et al, 2005). Berdasarkan ukuran pori-porinya,
zeolit dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu sistem pori cincin-8 oksigen, sistem
pori cincin-10 oksigen, dan sistem pori cincin-12 oksigen (Subagjo, 1993). Pada
struktur MFI, zeolit mempunyai sistem pori cincin-10 oksigen.
Struktur zeolit terdiri dari satuan unit pembangun primer dan yang paling
kecil berupa tetrahedral TO4. Setiap atom T terkoordinasi untuk empat atom
oksigen, sedangkan masing-masing atom oksigen menjembatani dua atom T.
Selanjutnya, unit pembangun primer membentuk rangkaian menjadi unit yang
lebih besar yaitu unit pembangun sekunder. Unit pembangun sekunder berupa
rantai dan lapisan. Unit pembangun sekunder ini berisi hingga 16 atom tetrahedral
terkoordinasi (Xu et al, 2007). Unit bangun sekunder ditunjukkan pada Gambar
2.2.
Gambar 2.2 Unit bangun sekunder zeolit (Liebau, 1985) 2.5.1 Modifikasi elektroda dengan zeolit
Saat ini elektroda termodifikasi zeolit dimanfaatkan dalam beberapa
aplikasi, terutama dalam elektroanalisis. Elektroda termodifikasi zeolit sangat
bagus digunakan pada metode voltammetri karena elektroda yang dimodifikasi
dengan zeolit dapat membedakan analit dengan ukuran partikel yang berbeda.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
15
Zeolit dengan struktur berpori mempunyai sifat seperti penyaring molekul dengan
sensitivitas yang tinggi, dan selektivitasnya terhadap analit didasarkan pada
ukurannya (Walcarius, 1998).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
16
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik dan
Laboratorium Instrumentasi Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga, serta dilakukan di Laboratorium Bersama Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya. Penelitian
dilaksanakan mulai bulan Januari sampai Juni 2012.
3.2 Bahan Penelitian
Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah kreatin
(C4H9N3O2), tetraetil ortosilikat (TEOS), tetrapropilamonium hidroksida
(TPAOH), tetrabutil ortotitanat (TBOT), 2-propanol (C3H8O). Air yang digunakan
adalah akuabides. Bahan yang digunakan adalah pro analisis.
3.3 Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan adalah 797 Voltammetry Computrace (MVA
system-1) yang terdiri atas wadah sampel, pengaduk magnetik, processor unit, PC,
elektroda kerja hanging mercury drop (HMD), elektroda pembanding Ag/AgCl
dan elektroda counter Pt. Peralatan lainnya adalah mikropipet, oven, neraca
analitik, serta peralatan pendukung lain.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
17
3.4 Skema Penelitian
Uji validitas metode
Pembuatan kurva standar
Optimasi parameter analisis kreatin menggunakan elektroda HMD-IZ
Uji kinerja elektroda HMD-IZ
Pembuatan larutan kreatin
Linieritas Presisi Sensitivitas Limit deteksi Akurasi
Potensial akumulasi waktu akumulasi
Dibandingkan dengan elektroda HMD, HMD-zeolit dan HMD-NIZ
Pembuatan zeolit, NIZ dan IZ
Karakterisasi zeolit, NIZ dan IZ XRD FTIR
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
18
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Pembuatan larutan kreatin
3.5.1.1 Pembuatan larutan induk kreatin 1000 ppm
Sebanyak 0,1000 gram kreatin dilarutkan dalam air hingga tepat larut
dalam gelas beker 100 mL. Kemudian larutan dipindahkan secara kuantitatif ke
dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan air sampai tanda batas dan
dikocok hingga homogen.
3.5.1.2 Pembuatan larutan kerja kreatin 10 ppm, 1 ppm, 50 ppb, 1 ppb Larutan kerja kreatin dengan konsentrasi 10 ppm dan 1 ppm masing-
masing dibuat dengan cara memipet 1,0 mL larutan induk kreatin 1000 ppm dan
10,0 mL larutan kerja 10 ppm. Masing-masing larutan dipindahkan ke dalam labu
ukur 100 mL, diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok hingga
homogen.
Larutan kerja kreatin 50 ppb dan 1 ppb masing-masing dibuat dengan cara
memindahkan secara kuantitatif 5,0 mL larutan kerja kreatin 1 ppm dan 2,0 mL
larutan kreatin 50 ppb. Masing-masing larutan dipindahkan ke dalam labu ukur
100 mL. Larutan diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok hingga
homogen. Larutan ini selalu dibuat baru.
3.5.2 Pembuatan zeolit, non imprinted zeolit (NIZ), dan imprinted zeolit (IZ)
3.5.2.1 Pembuatan zeolit
Zeolit dibuat dengan cara mengambil sebanyak 0,57 g TBOT dimasukkan
ke dalam gelas beker yang berisi 10 mL 2-propanol dan ditambahkan 22 mL
TEOS, kemudian dilakukan pengadukan selama 30 menit pada suhu kamar.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
19
Sebanyak 11,8 mL TPAOH ditambahkan ke dalam campuran tersebut dan
dilakukan pengadukan selama 15 jam, kemudian ditambahkan dengan 30 mL air,
sehingga diperoleh campuran yang mempunyai perbandingan mol TEOS, TiO2,
TPAOH, dan H2O adalah 1 : 0,017 : 0,24 : 21,1. Campuran yang terbentuk
didiamkan selama 4 hari pada suhu 80°C (Eimer et al., 2008).
3.5.2.2 Pembuatan non imprinted zeolit (NIZ)
NIZ dibuat dengan cara mengambil sebanyak 0,57 gram TBOT
dimasukkan ke dalam gelas beker yang berisi 10 mL 2-propanol dan ditambahkan
22 mL TEOS, kemudian dilakukan pengadukan selama 30 menit pada suhu
kamar. Sebanyak 11,8 mL TPAOH ditambahkan ke dalam campuran tersebut dan
dilakukan pengadukan selama 15 jam, kemudian ditambahkan dengan 30 mL air,
sehingga diperoleh campuran yang mempunyai perbandingan mol TEOS, TiO2,
TPAOH, dan H2O = 1 : 0,017 : 0,24 : 21,1. Campuran yang terbentuk didiamkan
selama 4 hari pada suhu 80°C. Sebanyak 0,033 g kreatin dilarutkan dalam air
panas hingga larut sempurna kemudian ditambahkan ke dalam campuran hingga
diperoleh rasio molar kreatin/Si= 2,98 x 10-4 (Eimer et al., 2008). Selanjutnya,
campuran didiamkan selama 3 jam. Campuran ini disebut non imprinted zeolit
(NIZ).
3.5.2.3 Pembuatan imprinted zeolit (IZ)
IZ dibuat dengan cara mengambil sebanyak 0,57 gram TBOT dimasukkan
ke dalam gelas beker yang berisi 10 mL 2-propanol dan ditambahkan 22 mL
TEOS, kemudian dilakukan pengadukan selama 30 menit pada suhu kamar.
Sebanyak 11,8 mL TPAOH ditambahkan ke dalam campuran tersebut dan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
20
dilakukan pengadukan selama 15 jam, kemudian ditambahkan dengan 30 mL air,
sehingga diperoleh campuran yang mempunyai perbandingan mol TEOS, TiO2,
TPAOH, dan H2O adalah 1 : 0,017 : 0,24 : 21,1. Campuran yang terbentuk
didiamkan selama 4 hari pada suhu 80°C. Sebanyak 0,033 g kreatin dilarutkan
dalam air panas hingga larut sempurna kemudian ditambahkan ke dalam
campuran hingga diperoleh rasio molar kreatin/Si= 2,98 x 10-4 (Eimer et al.,
2008). Setelah didiamkan selama 3 jam, campuran dicuci dengan air panas sampai
pH campuran bersifat netral. Pada tahap ini diduga terjadi pelepasan kreatin dari
struktur zeolit. Zeolit, NIZ dan IZ yang terbentuk selanjutnya digunakan untuk
memodifikasi elektroda HMD.
3.5.3 Karakterisasi terhadap zeolit
Dilakukan karakterisasi terhadap zeolit hasil sintesi menggunakan difraksi
sinar-x. Kemudian dilihat struktur kristal zeolit, sudah terbentuk atau belum.
3.5.4 Karakterisasi terhadap zeolit, NIZ dan IZ
Dilakukan karakterisasi terhadap zeolit, NIZ dan IZ hasil sintesis
menggunakan FTIR. Kemudian dilihat pergeseran puncak spektranya untuk
mempelajari ikatan yang terbentuk antara zeolit dan template (kreatin).
3.5.5 Optimasi analisis kreatin secara voltammetri menggunakan elektroda HMD
Pada penelitian ini dilakukan optimasi potensial akumulasi dan waktu
akumulasi kreatin pada elektroda HMD. Optimasi setiap perameter dilakukan
secara terpisah, setelah didapatkan kondisi optimum untuk satu parameter maka
kondisi tersebut dipertahankan untuk optimasi parameter berikutnya sehingga
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
21
diperoleh suatu kondisi yang optimum untuk kedua parameter. Selanjutnya hasil
optimasi kedua parameter tersebut digunakan pada prosedur kerja selanjutnya.
3.5.5.1 Optimasi potensial akumulasi
Sebanyak 20 mL larutan kreatin 50 ppb dimasukkan ke dalam sel
voltammetri dan ditambah dengan 5 mg IZ dan dilakukan analisis secara
voltametri lucutan menggunakan elektroda HMD pada waktu akumulasi 60 detik,
pH larutan 7,1 (Lakshmi et al., 2007), laju pengadukan 2000 rpm, dengan
potensial akumulasi yang divariasi mulai dari -1000 mV sampai 100 mV dengan
interval 100 mV.
3.5.5.2 Optimasi waktu akumulasi
Sebanyak 20 mL larutan kreatin 50 ppb dimasukkan ke dalam sel
voltammetri dan ditambah dengan 5 mg IZ. Selanjutnya dilakukan analisis secara
voltametri lucutan menggunakan elektroda HMD dengan potensial optimum, pH
larutan 7,1 (Lakshmi et al., 2007), dan waktu akumulasi divariasi mulai dari 30
detik sampai 120 detik.
3.5.6 Karakterisasi sensor secara voltammetri
Sebanyak 20 mL larutan kreatin 50 ppb dimasukkan ke dalam sel
voltammetri dan ditambah dengan 5 mg IZ. Selanjutnya dianalisis secara
voltammetri menggunakan elektroda HMD dengan potensial dan waktu optimum.
Dengan cara yang sama dilakukan untuk penambahan zeolit dan NIZ. Kemudian
hasil análisis kreatin menggunakan elektroda tersebut dibandingkan untuk melihat
kinerjanya.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
22
3.5.7 Pembuatan kurva standar kreatin
Dibuat larutan standar kreatin dengan konsentrasi berturut-turut 1, 2, 3, 4,
dan 5 ppb dengan cara memindahkan secara kuantitatif 50; 100; 150; 200; dan
250 µL larutan kreatin 1 ppm ke dalam 5 buah labu ukur 50 mL dan diencerkan
dengan air sampai tanda batas. Diambil 20 mL masing-masing larutan standar
tersebut dan dipindahkan ke wadah sampel dan ditambahkan 5 mg IZ, kemudian
dilakukan dianalisis secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD.
Untuk masing-masing konsentrasi dilakukan pengulangan pengukuran sebanyak 3
kali. Dari hasil pengukuran dibuat kurva standar antara konsentrasi kreatin dan
arus yang teramati untuk masing – masing konsentrasi larutan standar kreatin, dan
dibuat regresi liniernya. Data kurva standar tersebut digunakan untuk uji validitas
metode.
3.5.8 Uji validitas metode
Data hasil pengukuran larutan standar digunakan untuk uji validitas
metode. Validasi metode merupakan penilaian terhadap parameter tertentu
berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa metode tersebut
telah memenuhi persyaratan penggunaan (Harmita, 2004). Parameter yang
digunakan untuk menyatakan validitas metode voltammetri pada penelitian ini
antara lain linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi dan akurasi.
3.5.8.1 Linieritas
Linieritas merupakan kemampuan metode analisis yang memberikan
respon terhadap konsentrasi analit dan dinyatakan dengan harga koefisien
korelasi (r) persamaan regresi kurva standar. Dari kurva standar hubungan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
23
konsentrasi dengan arus dari penelitian ini diperoleh persamaan regresi y = a+bx
dan harga koefisien korelasi (r). Korelasi linier antara respon arus dan konsentrasi
analit ditentukan dengan uji t (persamaan 3.1). Koefisien korelasi diterima jika
harga thitung > t tabel (Miller dan Miller, 1988).
................................................(3.1)
Dengan ketentuan thitung adalah besarnya nilai t yang diperoleh dari perhitungan
menggunakan persamaan 3.1, r adalah harga koefisien korelasi dan n adalah
jumlah larutan standar yang diukur. Sedangkan t tabel adalah nilai t yang diperoleh
dari tabel statistik dengan tingkat kepercayaan 95% (p = 0,05%).
3.5.8.2 Presisi (ketelitian)
Ketelitian adalah suatu besaran yang menyatakan seberapa jauh kesesuaian
nilai-nilai dari suatu pengukuran. Ketelitian diperoleh dari pengukuran yang
berulang kali pada analit yang sama, pada kondisi yang sama dan dalam interval
waktu yang pendek (Harmita, 2004). Ketelitian dinyatakan sebagai simpangan
baku (standar deviasi/SD) dan koefisien variasi (KV) dari nilai arus masing –
masing konsentrasi larutan standar yang dapat dihitung dengan Persamaan 3.2 dan
3.3.
SD = 1
)( 2
n
xxi
.………………….............. (3.2)
…………………................ (3.3)
21
)2(
r
nrthitung
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
24
Dengan SD adalah standar deviasi, KV adalah koefisien variasi, xi adalah arus
pada masing – masing pengukuran, x adalah arus rata-rata dan n adalah jumlah
pengulangan pengukuran.
3.5.8.3 Sensitivitas
Sensitivitas merupakan perbedaan arus yang dihasilkan dari perubahan
konsentrasi pada analit. Sensitivitas metode pada penelitian ini ditentukan dari
nilai slope kurva standar dibagi dengan luas permukaan setengah bola tetes
elektroda. Semakin besar nilai slope dapat diartikan bahwa perubahan konsentrasi
analit sedikit saja menyebabkan perubahan arus yang besar (Miller and Miller,
1988).
3.5.8.4 Limit deteksi (LOD)
Limit deteksi merupakan konsentrasi terkecil analit yang masih dapat
dideteksi oleh metode tersebut (Harmita, 2004). Limit deteksi ditentukan dengan
menggunakan data pada kurva standar dan dihitung dengan persamaan 3.4 dan
3.5.
YLOD = Ybl + 3Sbl…………………………………….(3.4)
YLOD = a + 3Sx/y……………………………………..(3.5)
Dengan Y LOD merupakan sinyal terkecil yang masih terdeteksi, Sbl adalah Sx/y =
standar deviasi sinyal blanko = 2
)( 2
n
yyi
, Ybl adalah a= sinyal blanko yang
diperoleh dari intersep dari persamaan kurva standar, n adalah jumlah larutan
standar yang diukur dan yi adalah rata – rata arus masing – masing pengukuran.
Sedangkan y adalah sinyal (arus) yang diperoleh dari mensubtitusi masing-
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
25
masing konsentrasi larutan standar sebagai nilai x ke persamaan regresi kurva
standar. YLOD yang diperoleh kemudian disubstitusikan ke persamaan regresi
kurva standar sehingga diperoleh nilai limit deteksi (x) (Miller dan Miller,1988).
3.5.8.5 Akurasi (ketepatan)
Akurasi adalah suatu harga yang menunjukkan derajat kedekatan hasil
analisis dengan konsentrasi analit yang sebenarnya akurasi dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali (recovery) (Harmita, 2004). Pada penelitian ini, harga
akurasi ditentukan dengan menganalisis kreatin menggunakan konsentrasi larutan
standar 1, 3, dan 5 ppb (Ks) secara voltammetri lucutan. Nilai arus yang diperoleh
disubstitusikan ke persamaan regresi kurva standar sehingga diperoleh konsentrasi
kreatin (Csp). Harga akurasi dapat dihitung dengan persamaan 3.6 (Miller dan
Miller,1988).
R = x 100%.............................................................(3.6)
dengan ketentuan R adalah akurasi, Csp adalah konsentrasi kreatin hasil analisis
secara voltammetri lucutan, dan Ks adalah konsentrasi kreatin yang sebenarnya.
s
sp
KC
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
26
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sintesis Zeolit, Non Imprinted Zeolit (NIZ), dan Imprinted Zeolit (IZ)
Penelitian ini bertujuan meningkatkan sensitivitas elektroda hanging
mercury drop (HMD) dengan cara memodifikasi elektroda HMD dengan IZ. Pada
penelitian ini, IZ dilapiskan pada permukaan elektroda HMD secara in situ, yaitu
penempelannya pada permukaan elektroda dilakukan bersamaan dengan
akumulasi kreatin. Zeolit disintesis dengan menggunakan metode Eimer et al.,
(2008).
Zeolit yang digunakan dalam penelitian ini adalah zeolit sintesis. Zeolit
disintesis dengan cara mencampurkan tetraetil ortosilikat (TEOS), tetrabutil
ortotitanat (TBOT), tetrapropilamonium hidroksida (TPAOH), 2-propanol, dan
air. TEOS berfungsi sebagai sumber silika, dan TBOT berperan sebagai sumber
titanium. TBOT mempunyai sifat mudah terhidrolisis jika terkena udara. Oleh
sebab itu, TBOT harus dilarutkan terlebih dahulu di dalam 2-propanol sebelum
dicampurkan dengan bahan lainnya (Prasetyoko et al., 2005). Apabila
terhidrolisis, TBOT akan menjadi TiO2 yang stabil sehingga Ti tidak dapat
membentuk ikatan dengan Si. Sedangkan TPAOH berperan sebagai basa organik
yang memberikan suasana basa dan menyumbangkan OH- untuk proses hidrolisis
sumber Ti dan Si. TPAOH juga berfungsi sebagai pengarah struktur MFI (Mobile
Five1) yang berbentuk cincin ganda lima (Sutrisno et al., 2005)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
27
Dalam melakukan sintesis zeolit ini wadah harus tertutup agar bahan dan
produk tidak mudah terhidrolisis oleh udara. Selain itu pada saat proses sintesis
selalu dilakukan pengadukan dengan kecepatan konstan. Pengadukan bertujuan
untuk proses homogenasi dan mempercepat reaksi. Pada saat TEOS, TBOT, dan
2-propanol dicampurkan, terbentuk campuran berwarna putih. Selanjutnya,
campuran diaduk selama 30 menit dan setelah ditambahkan TPAOH membentuk
gel berwarna putih. Pengadukan dilanjutkan selama 15 jam. Pada saat ini terjadi
proses aging yaitu pembentukan inti kristal zeolit (Smitha et al., 2006). Setelah
proses aging, sejumlah air ditambahkan ke dalam campuran hingga diperoleh
perbandingan mol TEOS, TiO2, TPAOH, dan H2O sebesar 1: 0,017: 0,24: 21,2.
Kemudian campuran tersebut dimasukkan ke dalam reaktor dan dilakukan
pemanasan hidrotermal dengan suhu 80°C selama 4 hari. Pada tahap ini terjadi
pertumbuhan inti kristal zeolit. Hasil sintesis berupa cairan berwarna putih.
NIZ adalah zeolit yang porinya terisi oleh partikel kreatin. NIZ disintesis
dengan cara mencampurkan larutan kreatin ke dalam campuran larutan bahan
pembentuk zeolit, sehingga diperoleh rasio molar kreatin/Si= 2,98 x 10-4.
Selanjutnya, campuran didiamkan selama 3 jam. Hal ini bertujuan agar partikel
kreatin masuk ke dalam pori-pori zeolit, dan dapat menyesuaikan ukuran dengan
pori-pori zeolit, sehingga ukuran pori zeolit tersebut sesuai dengan ukuran partikel
kreatin. Pada tahap tersebut terjadi interaksi antara kreatin dengan pori zeolit,
yaitu membentuk ikatan hidrogen antara atom H dari kreatin dengan atom O dari
zeolit. Sedangkan IZ merupakan zeolit yang porinya telah tercetak partikel
kreatin. Pembuatan IZ dilakukan dengan cara mengekstraksi kreatin dari NIZ.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
28
NH2
CH2N N
H2C
CH3
CO
O
Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan air panas karena kreatin dapat larut
dalam air panas. Selanjutnya dilakukan sentrifuge untuk memisahkan endapan dan
filtrat. Ekstraksi dilakukan hingga pH netral. Pada saat pH netral maka
kemungkinan kreatin sudah lepas dari pori zeolit. Selanjutnya IZ dikeringkan dan
didapatkan serbuk berwarna putih.
Gambar 4.1 Skema pembuatan NIZ dan IZ
4.2 Karakterisasi Zeolit Menggunakan Difraksi Sinar-x
Pada penelitian ini dilakukan karakterisasi zeolit menggunakan difraksi
sinar-x. Tujuan dilakukan karakterisasi menggunakan difraksi sinar-x adalah
untuk mengetahui proses hamburan sinar-x oleh bahan kristal. Apabila energi
yang digunakan untuk menembakkan sinar besar, maka akan dihasilkan interaksi
elektron inti dengan elektron pada kulit atom.
NH2
CH2N N
H2C
CH3
CO
O
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
29
Pada penelitian ini, pola difraksi sinar-x zeolit sintesis TS-1 menggunakan
daerah 2θ, 5 sampai 90°. Spektra difraksi sinar-x zeolit sintesis TS-1 pada
penelitian ini ditampilkan pada gambar 4.2.
Gambar 4.2 Spektra difraksi sinar-x zeolit sintesis TS-1
Pada gambar 4.2 dapat dilihat bahwa spektra tersebut menghasilkan
intensitas yang paling tinggi pada daerah 7,95°, 8,94°, 23,2°, 23,7°, 24,1° yang
merupakan puncak khas dari struktur MFI pada zeolit. Dengan demikian sintesis
zeolit telah berhasil dilakukan.
4.3 Karakterisasi Zeolit, NIZ, dan IZ Menggunakan FTIR Pada penelitian ini dilakukan karakterisasi zeolit, NIZ, dan IZ
menggunakan fourier transform infrared (FTIR) spectrophotometer. Tujuan
dilakukan karakterisasi menggunakan FTIR adalah untuk mengetahui perbedaan
gugus fungsi antara zeolit, NIZ, dan IZ. Data bilangan gelombang puncak spektra
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
30
FTIR dari zeolit, NIZ, dan IZ dapat dilihat pada Tabel 4.1, sedangkan spektra
FTIR ditampilkan pada Gambar 4.3.
Tabel 4.1 Data bilangan gelombang puncak spektra FTIR zeolit, NIZ, dan IZ Bilangan Gelombang (cm-1) Gugus Fungsi
Zeolit NIZ IZ
- 3400 3400 - Vibrasi stretching NH dari kreatin
2800-2900 2800-2900 - Vibrasi stretching asimetri dan simetri CH dari kation TPA+
1650 1650 1650 - Vibrasi bending –OH dari
SiOH, TiOH, H2O dan TPAOH
1481 1481 1481 Vibrasi bending simetri dan asimetri CH2 dari kation TPA+
1381 1381 - - Vibrasi bending CH3 dari kation TPA+
1080 1080 1080 Vibrasi stretching asimetri Si-O-Si
972 972 972 Vibrasi stretching Si-O-Ti
760 760 760 Vibrasi stretching simetri Si-O-Si
550 550 550 Vibrasi Si-O-Si
440 440 440 Vibrasi bending asimetri Si-O-Si
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
31
Gambar 4.3 Spektra IR zeolit, NIZ, dan IZ
3400
2800-2900
1650
1481
1381
1080
972 760
550
440
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
32
Dari spektra IR pada hasil sintesis zeolit, NIZ, dan IZ menunjukkan
adanya gugus fungsi pada daerah bilangan gelombang tertentu. Pada daerah
bilangan gelombang sekitar 1650 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi bending dari
–OH dari SiOH, TiOH, H2O, TPAOH. Selanjutnya pada daerah bilangan
gelombang 440, 550, 760, 972, 1080 cm-1 menunjukkan puncak vibrasi
karakteristik untuk struktur zeolit. Bilangan gelombang 450 cm-1 menunjukkan
adanya vibrasi bending asimetri Si-O-Si. Pada daerah bilangan gelombang 550
cm-1 menunjukkan tebentuknya cincin ganda lima yang merupakan bukti
terbentuknya struktur zeolit MFI. Sedangkan pada bilangan gelombang 760 dan
1080 cm-1 menunjukkan vibrasi stretching simetri dan stretching asimetri dari Si-
O-Si. Kemudian pada daerah 972 cm-1 menunjukkan karakteristik pita sidik jari
vibrasi stretching Si-O-Ti yang merupakan bukti telah bergabungnya titanium ke
dalam struktur TS-1 (Zhao et al, 2000). Sutrisno et al (2005) telah melakukan
karakterisasi zeolit menggunakan FTIR. Gugus fungsi dihasilkan pada daerah
bilangan gelombang 450, 551, 795, 960, dan 1100 cm-1 yang merupakan puncak
khas dari struktur zeolit.
Pada bilangan gelombang 1481, 1381, dan 2800-2900 cm-1 merupakan
puncak khas dari TPAOH. Adanya vibrasi bending simetri dan asimetri CH2 dari
kation TPA+ ditunjukkan pada pita karakteristik 1481 cm-1. Pada daerah 2800-
2900 cm-1 menunjukkan vibrasi stretching asimetri dan simetri CH dari kation
TPA+. Sedangkan bilangan gelombang 1381 cm-1 merupakan puncak untuk vibrasi
bending CH3 dari kation TPA+. Untuk zeolit dan NIZ puncak pada daerah tersebut
masih terlihat jelas, tetapi untuk IZ intensitas puncaknya berkurang. Hal tersebut
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
33
dikarenakan kemungkinan bebrapa kation TPA+ ikut terekstraksi dari NIZ. Pada
spektra imprinted zeolit, puncak pada daerah 2800-2900 dan 1381 cm-1 yang
merupakan puncak dari TPA+ tersebut mulai mengecil. Pada spektra IR NIZ dan
IZ daerah bilangan gelombang 3400 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi stretching
NH dari kreatin. Puncak kreatin tidak dapat terlihat pada spektra IR NIZ. Hal ini
kemungkinan disebabkan karena perbandingan jumlah mol kreatin/Si terlalu kecil,
sehingga tidak ada perbedaan antara spektra NIZ dan zeolit. Untuk itu dilakukan
uji kinerja elektroda (sub bab 4.5) untuk mengetahui perbedaan antara zeolit, NIZ,
dan IZ.
4.4 Optimasi Analisis Kreatin Menggunakan Elektroda HMD
Kreatin merupakan senyawa elektroaktif yang dapat dianalisis
menggunakan metode voltammetri. Untuk menggunakan voltammetri ini perlu
dilakukan optimasi beberapa parameter diantaranya potensial dan waktu
akumulasi. Pada penelitian ini digunakan pH 7,1 (Lakshmi et al., 2007).
4.4.1 Optimasi potensial akumulasi
Pada penelitian ini, untuk menentukan potensial yang akan digunakan
untuk analisis kreatin secara voltammetri lucutan maka dilakukan optimasi.
Potensial akumulasi dari -1000 mV sampai 100 mV. Pada Tabel 4.2 dapat dilihat
data hasil optimasi potensial akumulasi kreatin menggunakan elektroda HMD.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
34
Tabel 4.2 Data hasil analisis kreatin pada berbagai potensial akumulasi kreatin pada elektroda HMD
No Potensial akumulasi
(mV) Arus (nA) Potensial
puncak (V) Kemiringan dasar puncak
Lebar dasar puncak (mV)
1 -1000 13,42 -0,408 9° 440 2 -900 14,65 -0,379 7° 460 3 -800 14,87 -0,379 3° 480 4 -700 17,63 -0,379 0° 470 5 -600 16,45 -0,367 1° 490 6 -500 16,04 -0,379 5° 480 7 -400 15,76 -0,373 2° 480 8 -300 15,14 -0,385 6° 490 9 -200 14,77 -0,361 6° 460 10 -100 14,71 -0,390 5° 490 11 0 14,43 -0,385 7° 450 12 100 10,05 -0,385 2° 490
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara arus kreatin 50 ppb dengan potensial akumulasi menggunakan elektroda HMD
Pada penelitian ini dipilih potensial akumulasi -700 mV. Pada potensial
tersebut diperoleh arus sebesar 17,63 nA dan potensial puncak sebesar -0,379 V.
Analisis kreatin pada penelitian ini merupakan lucutan anodik karena potensial
akumulasi lebih negatif dari potensial puncak (Wang, 2000). Potensial tersebut
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
-1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2
Aru
s (n
A)
Potensial akumulasi (mV)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
35
dipilih karena memiliki arus optimum, bentuk kurva yang paling bagus, dengan
kemiringan dan lebar dasar puncak yang kecil. Pada Gambar 4.5 merupakan
voltammogram kreatin yang dianalisis menggunakan potensial akumulasi -700
mV.
Gambar 4.5 Voltammogram kreatin pada potensial akumulasi -700 mV menggunakan elektroda HMD
4.4.2 Optimasi waktu akumulasi
Pada penelitian ini optimasi waktu akumulasi terhadap kreatin dilakukan
pada potensial kerja -700 mV dengan menggunakan variasi waktu 30, 45, 60, 90,
120 detik. Pada Tabel 4.3 dapat dilihat data hasil optimasi waktu akumulasi
kreatin menggunakan elektroda HMD.
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -700 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A)
kreatin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
36
Tabel 4.3 Data hasil optimasi waktu akumulasi kreatin menggunakan elektroda HMD
No Waktu
akumulasi (detik)
Arus (nA) Potensial puncak
(V)
Lebar dasar
puncak (mV)
Kemiringan dasar puncak
1 30 21,08 -0,456 380 10° 2 45 23,04 -0,390 430 4° 3 60 29,85 -0,420 450 4° 4 90 31,43 -0,361 490 1° 5 120 30,98 -0,349 500 0°
Gambar 4.6 Grafik hubungan arus kreatin 50 ppb dengan waktu akumulasi menggunakan elektroda HMD
Waktu akumulasi yang dipilih untuk analisis kreatin menggunakan
elektroda HMD adalah 60 detik. Waktu akumulasi merupakan lamanya waktu
yang diperlukan oleh analit untuk terakumulasi pada permukaan elektroda kerja,
dan dapat mempengaruhi jumlah analit yang terakumulasi pada permukaan
elektroda. Semakin lama waktu akumulasi, semakin lama besar arus yang
dihasilkan (Wang, 2000). Pada Gambar 4.6 dapat diamati bahwa arus semakin
besar seiring semakin lama waktu akumulasinya. Pada waktu akumulasi 30-90
0
5
10
15
20
25
30
35
0 20 40 60 80 100 120 140
Aru
s (n
A)
Waktu (detik)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
37
detik arus yang dihasilkan semakin tinggi, tetapi pada waktu akumulasi 120 detik
arus yang dihasilkan relatif sama. Hal ini kemungkinan disebabkan karena
semakin lama waktu akumulasi, menyebabkan elektroda HMD jenuh oleh analit
kreatin (Zen dan Hsu, 1998).
Gambar 4.7 Voltammogram kreatin pada waktu akumulasi 60 detik menggunakan elektroda HMD
4.5 Uji Kinerja Elektroda
Pada penelitian ini, uji kinerja elektroda termodifikasi dilakukan dengan
cara membandingkan arus yang dihasilkan dari hasil analisis kreatin
menggunakan elektroda HMD, HMD-zeolit, HMD-IZ, dan HMD-NIZ secara
voltammetri lucutan. Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan potensial -
700 mV, waktu analisis 60 detik, dan pH 7,1 (Lakshmi et al., 2007).
Hasil analisis kreatin menggunakan elektroda HMD, HMD-zeolit, HMD-
IZ, dan HMD-NIZ secara voltammetri lucutan ditampilkan pada Tabel 4.4.
Kreatin_optimasi waktu
Kreatin-IZ_Optimasi Waktu_60s
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
10.0n
20.0n
30.0n
40.0n
I (A
)
kreatin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
38
Tabel 4.4 Data hasil analisis kreatin 50 ppb pada uji kinerja elektroda HMD, HMD-zeolit, HMD-IZ, dan HMD-NIZ secara voltammetri lucutan
No Jenis elektoda Arus (nA) Arus rata-rata (nA)
Potensial puncak (mV)
%KV
1 HMDE 31,74
30,77 -0,39 2,77 30,47 30,12
2 HMDE-IZ 28,59
29,25 -0,24 1,95 29,59 29,57
3 HMDE-Zeolit 15,66
14,78 -0,21 8,32 15,32 13,38
4 HMDE-NIZ 41,50
35,55 -0,37 14,5 32,77 32,38
Tabel 4.4 di atas dapat diamati hasil karakterisasi kreatin menggunakan
elektroda HMD, HMD-zeolit, HMD-IZ, dan HMD-NIZ. Pada pengukuran ini
dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali. Nilai arus yang tertinggi diperoleh dari
analisis kreatin menggunakan elektroda HMD-NIZ, kemudian urutan selanjutnya
adalah hasil analisis menggunakan HMD-IZ, HMD, dan HMD-zeolit.
NIZ adalah zeolit yang porinya terisi oleh partikel kreatin. Pada analisis ini
partikel kreatin dan NIZ terakumulasi pada permukaan elektroda HMD. Pada
proses lucutan kemungkinan kreatin yang ada di dalam pori zeolit lepas dan
bergabung dengan partikel kreatin dari larutan sehingga dapat memperbesar arus
yang dihasilkan. Lepasnya kreatin dari pori zeolit kemungkinan disebabkan ikatan
antara kreatin dengan pori zeolit yang lemah. Selanjutnya, hasil analisis dengan
elektroda HMD mempunyai nilai arus yang besar setelah HMD-NIZ. Pada
analisis ini luas permukaan elektroda yang digunakan untuk kontak dengan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
39
partikel kreatin lebih besar, sehingga cukup banyak partikel kreatin yang terukur
setelah terlucut. Hal ini menyebabkan arus yang dihasilkan oleh elektroda HMD
lebih besar daripada HMD-IZ dan HMD-zeolit.
Pada analisis kreatin menggunakan elektroda HMD-IZ, arus yang
dihasilkan lebih besar daripada HMD-zeolit. Hal ini disebabkan karena IZ
merupakan zeolit yang porinya telah tercetak partikel kreatin. Partikel kreatin
dapat memasuki pori-pori zeolit karena ukuran pori-pori zeolit sudah sesuai
dengan ukuran partikel kreatin. Kesesuaian ukuran pori menyebabkan analit
kreatin mudah berdifusi menuju elektroda HMD dan menimbulkan arus. Adanya
IZ ini dapat meningkatkan sensitivitas dari elektroda HMD terhadap partikel
kreatin, sehingga arus yang dihasilkan cukup besar. Selanjutnya pada analisis
kreatin menggunakan elektroda HMD-zeolit memiliki arus paling kecil, karena
ukuran pori-pori zeolit belum disesuaikan dengan ukuran partikel kreatin. Pada
saat ini, zeolit mempunyai homogenitas ukuran pori yang rendah sehingga tidak
semua pori-pori zeolit dapat dimasuki oleh kreatin yang menyebabkan hanya
sedikit kreatin terukur.
Jika dilihat dari nilai koefisien variasi pada tabel 4.4, elektroda HMD-IZ
mempunyai nilai KV yang paling kecil. Sehingga dapat disimpulkan elektroda
tersebut mempunyai ketelitian yang paling baik.
4.6 Kurva Standar Kreatin
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan kurva standar kreatin dengan
menggunakan konsentrasi larutan standar kreatin 1, 2, 3, 4, 5 ppb. Pada
pengukuran larutan standar kreatin masing-masing konsentrasi dilakukan replikasi
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
40
tiga kali dan diambil nilai rata-rata arus yang dihasilkan. Pengukuran ini
dilakukan menggunakan elektroda HMD-IZ pada potesial -700 mV dan waktu 60
detik. Data hasil pengukuran larutan standar kreatin ditampilkan pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Data hasil pengukuran arus larutan standar kreatin
No Konsentrasi (ppb) Arus (nA) Arus rata-rata (nA)
1 1 17,76
17,48 17,40 17,27
2 2 18,65
23,56 18,27 33,76
3 3 30,85
32,14 29,18 36,40
4 4 45,49
42,24 41,19 40,04
4 5 49,39
48,84 49,46 47,67
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara konsentrasi kreatin dan nilai arus
y = 8,14x + 8,432 R² = 0,9936
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6
Aru
s (n
A)
Konsentrasi (ppb)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
41
Dari data hasil pengukuran larutan standar kreatin, dapat dilihat nilai arus
dari masing-masing konsentrasi yang mengalami kenaikan dari 1 ppb hingga 5
ppb. Grafik kurva standar menunjukkan garis yang linier dan menghasilkan
persamaan regresi y = 8,14x + 8,432 dengan R2 = 0,993. Data hasil pengukuran
kurva baku dapat digunakan untuk menghitung validitas metode.
4.7 Uji Validitas Metode
4.7.1 Linieritas
Linieritas merupakan hubungan linier antara konsentrasi kreatin dan nilai
arus yang dihasilkan yang dinyatakan dengan harga koefisien korelasi (r) dari
persamaan regresi kurva standar. Persamaan regresi yang dihasilkan dari kurva
standar adalah y = 8,14x + 8,432 dengan R2 = 0,993. Nilai koefisien korelasinya
(r) adalah 0,996. Karena nilai koefisien korelasinya mendekati 1 maka
linieritasnya dikatakan baik. Korelasi linier antara konsentrasi kreatin dan arus
dapat ditentukan dengan uji t. Koefisien korelasi dapat diterima jika harga thitung >
ttabel. Pada penelitian ini koefisien korelasi dari persamaan regresi dapat diterima
karena harga thitung = 20,61 > ttabel = 3,18. Pada penelitian Lakshmi (2007),
menggunakan elektroda HMD-MIP mempunyai nilai koefisien korelasi 0,99.
4.7.2 Presisi (ketelitian)
Nilai presisi yang diperoleh dari penelitian ini dinyatakan sebagai nilai
standar deviasi dan koefisien variasi hasil pengukuran berulang terhadap larutan
kreatin konsentrasi bervariasi. Nilai presisi tersebut ditampilkan pada Tabel 4.6.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
42
Tabel 4.6 Data hasil perhitungan standar deviasi dan koefisien variasi
No Konsentrasi kreatin
(ppb) Standar Deviasi (SD) Koefisien Variasi (KV)
1 1 0,25 1,43 %
2 2 8,835 37, 5 %
3 3 3,779 11,7 %
4 4 2,87 6,79 %
5 5 1,01 2, 06 %
Dari data Tabel 4.6 dapat dilihat nilai standar deviasi dan koefisien variasi
dari masing-masing konsentrasi larutan standar. Suatu metode dikatakan
mempunyai ketelitian yang baik jika nilai koefisien variasi (KV) kurang dari 3%.
Pada analisis ini larutan standar pada konsentrasi 1 dan 5 ppb mempunyai nilai
KV kurang dari 3% yaitu 1,43% dan 2,06%. Hal ini menandakan pengulangan
pengukuran pada konsentrasi 1 dan 5 ppb baik, sehingga juga mempunyai
ketelitian yang baik. Pada analisis larutan standar kreatin konsentrasi 2, 3, 4 ppb
mempunyai nilai KV lebih dari 3% yaitu 37,5%, 11,7%, 6,79%. Hal tersebut
berarti pada konsentrasi 2, 3, dan 4 ppb mempunyai ketelitian yang kurang baik.
4.7.3 Sensitivitas
Pada penelitian ini sensitivitas ditentukan dari nilai slope kurva standar
dibagi dengan luas permukaan setengah bola tetes elektroda. Nilai slope yang
besar dapat diartikan bahwa sedikit perubahan konsentrasi pada analit dapat
menyebabkan perubahan arus yang besar. Dalam penelitian ini, persamaan regresi
dari kurva standar mempunyai nilai slope sebesar 8,14. Nilai sensitivitas pada
penelitian ini adalah 8,14 / 1,7444 nA/ppb cm2 atau 4,6664 nA/ppb cm2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
43
4.7.4 Limit deteksi (LOD)
Limit deteksi pada penelitian ini dapat dihitung melalui data hasil analisis
larutan standar. Pada penelitian ini menghasilkan nilai limit deteksi sebesar 0,44
ppb. Hal ini berarti pada konsentrasi terkecil analit dalam sampel yang masih
dapat diukur dan terdeteksi oleh elektroda HMD-IZ adalah 0,44 ppb. Pada
penelitian Lakshmi (2007), menggunakan elektroda HMD-MIP memperoleh limit
deteksi 0,11 ppb.
4.7.5 Akurasi (ketepatan)
Ketepatan merupakan ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil
analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Ketepatan dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali (recovery) (Harmita, 2004). Untuk menghitung nilai
akurasi ini dikonsentrasi 1, 3, 5 ppb. Akurasi suatu metode dikatakan baik jika
mempunyai nilai recovery mendekati 100%. Pada penelitian ini nilai recovery
pada konsentrasi 1 ppb adalah 111%, pada konsentrasi 3 ppb adalah 97%,
sedangkan recovery pada konsentrasi 5 ppb adalah 99,2%. Lakshmi et al., (2007)
telah melakukan penelitian menggunakan HMD-MIP dengan konsentrasi larutan
standar 1,17 dan 2,63 ppb menghasilkan nilai recovery 98,3% dan 100,7%.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
44
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilaksanakan, dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut.
1. Berdasarkan karakteristik spektra IR dari zeolit, NIZ, dan IZ dihasilkan
puncak spektra IR pada bilangan gelombang 1650, 440, 550, 760, 972,
1080, 1481, 1381, dan 2800-2900 cm-1. Pada IZ bilangan gelombang 3400
cm-1 merupakan puncak dari kreatin, yaitu vibrasi NH. Puncak kreatin lain
tidak dapat terlihat pada spektra IR NIZ kemungkinan disebabkan karena
perbandingan jumlah mol kreatin/Si terlalu kecil.
2. Kondisi optimum potensial akumulasi dan waktu akumulasi pada analisis
kreatin menggunakan elektroda HMD-IZ adalah pada potensial -700 mV
dan pada waktu 60 detik.
3. Hasil analisis kreatin menggunakan elektroda HMD, HMD-zeolit, HMD-
IZ, dan HMD-NIZ menghasilkan arus yang paling besar pada elektoda
HMD-NIZ, dengan urutan selanjutnya adalah HMD, HMD-IZ, dan HMD-
zeolit.
4. Nilai validitas metode voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD-
IZ pada pada pengukuran larutan standar kreatin meliputi harga lineritas
(r) 0,996, nilai sensitivitas 4,6664 nA/ppb cm2, presisi yang didapat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
45
berkisar antara 1,43 % hingga 37,5 %, limit deteksi 0,44 ppb, dan nilai
akurasi pada konsentrasi 1, 3, dan 5 pbb adalah 111%, 97%, dan 99,2%.
5.2 Saran
1. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui ukuran zeolit yang
disintesis.
2. Dibuat perbandingan mol kreatin/Si yang lebih besar lagi.
3. Dapat dilakukan analisis uji pengaruh senyawa lain dalam analisis kreatin
untuk melihat selektivitas elektroda HMD-IZ.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
46
DAFTAR PUSTAKA Al-Ghamdi, A.F., Hefnawy, M.M., 2012, Electrochemical Determination Of
Rosiglitazone by Square-wave Adsorptive Stripping Voltammetry Method, Arabian Journal of Chemistry, 5, 383-389
Ardakani, M.M., Akrami, Z., Kazemian, H., Zare, H.R., 2005, Electrocatalytic
Characteristics of Uric Acid Ovidation at Graphite-zeolite-modified Electrode Doped with Iron (III), Jurnal of Electroanalytical Chemistry, 589, 60-69
Braitina Kh. Z., Malakhova N.A., Stojko, Y., 2000, Stripping Voltammetry in
Environmental and Food Analysis, Fresenius Journal of Analytical
Chemistry, 368, 307-325 Brudnak, M. A., 2004, Creatine: Are the Benefits Worth the Risk? Toxicology
Letters, 150, 123–130
Burke, D.G., MacLean, P.G.,Walker, R.A., Dewar, P.J., Smith-Palmer, T., 1999,
Analysis of Creatine and Creatinine in Urine by Capillary Electrophoresis, Journal of Chromatography B, 732, 479–485
Chorkendorff, I., Niemantsverdriet, J.W., 2003, Concepts of Modern Catalysis
and Kinetics, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co., New York Eimer, G.A., Diaz, I., Sastre, E., Casuscelli, G.S., Crivello, M.E., Herrero, E.R.,
and Perez-Pariente, J., 2008, Mesoporous Titanosilicates Synthesized from TS-1 Precursors with Enhanced Catalytic Activity Activity in The –Pinene Selective Oxidation, Applied Catalysis A: General, 343, 77-86
Flisinska, A., Bojanowska, A., 1996, Effects of Oral Creatine Administration
on Skeletal Muscle Protein and Creatine Levels, Biology of Sport, 13, 39–46
Harahap, S., 2006, Laporan Akhir Kajian Bahan Galian Zeolit Utuk
Dimanfaatkan Sebagai Bahan Baku Pupuk, Badan Penelitian &
Pengembangan Propinsi Sumatra Utara, Medan Harmita, 2004, Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara
Perhitungannya, Majalah Ilmu Kefarmasian, 1, 117-135 Harvey, D., 2000, Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill Companies,
New York, 508-520
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
47
Kasumov, T., Gruca, L.L., Dasarathy, S., Kalhan, S., 2009, Simultaneous Assay of Isotopic Enrichment and Concentration of Guanidinoacetate and Creatine by Gas Chromatography–Mass Spectrometry, Analytical
Biochemistry, 395, 91-99 Khopkar, penerjemah Saptorahardjo, 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI
Press, Jakarta Kopanica, M., 1993, Advanced Instrumental Method of Chemical Analysis, Editor
Jaroslav Churacek, Head of Departement of Analytical Chemistry, University of Chemical Technology, Pardubice, Czech Republic, 94-95
Lakshmi, D., Sharma, P.S., Prasad, B.B., 2007, Imprinted Polymer-Modified
Hanging Mercury Drop Electrode for Differential Pulse Cathodic Stripping Voltammetric Analysis of Creatine, Biosensors and
Bioelectronics, 22, 3302-3308 Liebau, F., 1985, Stuctrural Chemistry of Silictes, Spinger-Verlag, Berlin Mendham, J., and Jenney, R.C., 2000, Textbook of Quantitative Chemical
Analysis, 6th edition, Singapore Addision Wesley, Longman Singapore.
Miller, J.C., and Miller, J.N., 1988, Statistic for Analytical Chemistry, 2nd edition,
Ellis Horword Limited, England Mo, Y., Dobberpuhl, D., Dash, A.K., 2003, A Simple HPLC Method with
Pulsed EC Detection for the Analysis of Creatine, Journal of
Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 32, 125-132 Nasrallah, F., Feki, M., Kaabachi, N., 2009, Creatine and Creatine Deficiency
Syndromes: Biochemical and Clinic Aspect, Review Article, 163-171 O’Neil, 2001, The Merck Index, An Encyclopedia of Chemicals, Drugs and
Biologicals, 13th edition, Merck Research Laboratories Division of, Merck and Co., Inc., Whitehouse Station, New York, 5831, 9947
Prasetyoko, D., Ramli, Z., Endud, S., Nu, H., 2005, Pengaruh Konsentrasi
Titanium dalam Silikat pada Vibrasi Gugus Hidroksil Permukaan dengan Menggunakan Teknik Spektroskopi Inframerah, Journal of
Analytical Chemistry, 4, 1-10 Saryati, Wardiyati, S., 2007, Aplikasi Voltametri Untuk Penentuan Logam
Berat Dalam Bahan Lingkungan, Jurnal Sains Materi Indonesia, 265-270
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
48
Sewell, A.C., Murphy, H.C., Iies, R.A., 2002, Use of Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy in Detection and Study of Organic Acidurias, Clinical Chemistry, 48, 357–359
Sitorus, M., 2009, Spektroskopi Eludasi Struktur Molekul Organik, Graha Ilmu,
Yogyakarta Skoog, D.A., 1985, Principles of Instrumental Analysis, CBS College Publishing,
USA Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J., 1998, Fundamental of Analytical
Chemistry, 7th edition, Thomson Learning Inc Smitha, S., Shajesh, P., Aravind, P.R., Kumar, S.R., Pillai, P.K., Warrier, K.GK.,
2006, Effect of Aging Time and Concentration of Aging Solution on the Porosity Characteristics of Subcritically Dried Silica Aerogels, Microporous and Mesoporous Material, 91, 286-292
Stefan, R.I., Bokretsion, R.G., 2003, Determination of Creatine and Creatinine
Using a Diamond Paste Based Electrode, Instrumentation Science &
Technology, 31, 183–188. Stout. J.R., Antonio, J., Kalman, D., 2008, Essentials of Creatine In Sport and
Health, Humana Press, Totowa Subagjo, 1993, Zeolit: Struktur, dan Sifat-sifatnya, Warta Kimia analitik, ITB,
Vol. 7, No. 3 Sutrisno, H., Suharto, Kristianingrum, S., 2005, Optimasi dan Mekanisme
Reaksi Pembentukan Kristal Mikropori Redoks Titanium Silikat Tipe MFI, Journal of Analytical Chemistry, 4, 35-44
Thomas, F.G., Henze, G., 2001, Introducing to Voltammetric Analysis Theory and
Practice, CSIRO Publishing, Australia Walcarius, A.,1998, Zeolite Modified Electrodes in Electroanalytical
Chemistry, Analytica Chimica Acta, 384, 1-16 Wang, J., 2000, Analytical Electrochemistry, Wiley-VCH, Canada. Wilson and Wilson’s, 1992, Comprehensive Analytical Chemistry : Analytical
Voltammetry, Vol. XXVII, Edited By G.Svehla, Elseviers, New York Wyss, M., Kaddurah-Daouk, R., 2000., Creatine and Creatinine Metabolism,
The American Physiological Society, 80, 1107–1213
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
49
Xu, R., Pang, W., Yu, J., Huo, Q., Chen, J., 2007, Chemistry of Zeolites and
Realited Porous Materisl: Synthesis and Structure, John Willey & Sons (Asia), Singapore
Zinellu, A., Caria, M.A., Tavera, C., Sotgia, S., Chessa, R., Deiana, L., Carru, C.,
2005, Plasma Creatinine and Creatine Quantification by Capillary Electrophoresis Diode Array Detector, Analytical Biochemistry, 342, 186–193
Zen, Jyh-Myng., Hsu, Chi-Teng., 1998, A Selective Voltammetric Method for
Uric Acid Detection at Nafion®-coated Carbon Paste Electrodes, Talanta, 46, 1363-1369
Zhao, Q., Bao, X.H., Han, X.W., Liu, X.M., Tan, D.L., Lin, L.W., Guo, X.W., Li,
G., Wang, X.S., 2000, Studies on the Crystallization Process of Titanium Silicalite-1 (TS-1) Synthesized Using Tetrapropylammonium Bromide as A Template, Materials Chemistry and physics, 66, 41-50
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Lampiran 1. Perhitungan Pembuatan Larutan Kerja Kreatin
1. Larutan induk kreatin 1000 ppm
1000 ppm = 1000
=
1000 =
Untuk membuat larutan induk kreatin 1000 ppm dalam 100 mL diperlukan
kreatin 100 mg atau 0,1000 gram.
2. Larutan kreatin 10 ppm
M1.V1 = M2. V2
1000. V1 = 10. 100
V1 = 1,0 mL
3. Larutan kreatin 1 ppm
M1.V1 = M2. V2
10. V1 = 1. 100
V1 = 10,0 mL
4. Larutan kreatin 50 ppb
M1.V1 = M2. V2
1000. V1 = 50. 100
V1 = 5,0 mL
5. Larutan kreatin 1 ppb
M1.V1 = M2. V2
50. V1 = 1. 100
V1 = 2,0 mL
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Lampiran 2. Perhitungan Komposisi Zeolit
1 TEOS : 0,017 TBOT : 0,24 TPAOH : 21,2 H2O
1. TEOS 99%
n TEOS =
gram TEOS = 1 x 208,32 = 208,32 gram
99% TEOS =
x 208,32 = 210,42 gram
V TEOS =
=
= 225,29 mL
2. TBOT 98%
n TBOT =
gram TBOT = 0,017 x 340,32 = 5, 7854
98% TBOT =
x 5,7854 = 5,9035 gram
V TBOT =
=
= 6,7 mL
3. TPAOH 40%
n TPAOH =
gram TPAOH = 0,24 x 203,365 = 48,8076
40% TPAOH =
x 48,8076 = 122,019 gram
V TPAOH =
=
= 120,572 mL = 120,6 mL
4. H2O
n H2O =
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
gram H2O = 21,2 x 18 = 381,6 gram
H2O dalam campuran:
1% TEOS =
x 210,42 = 2,1042 gram
2% TBOT =
x 5,9035 = 0,1181 gram
60% TPAOH =
x 122,019 = 73,2114 gram
H2O yang harus ditambahkan :
H2Oyang dibutuhkan - H2Ocampuran
= 381,6 – (2,1042 + 0,1181 + 73,2114)
= 381,6 – 75,4337 = 306,1663 gram ≈ 306,2 mL
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Lampiran 3. Analisis Data Validasi Metode
1. Uji t-Linearitas
Persamaan kurva baku standar kreatin yang didapatkan adalah
y = 8,14x + 8,432
r2 = 0,993
r = 0,996
Nilai tabel = t (3,0,05) = 3,18
Nilai t hitung =
t hitung =
t hitung =
=
= 20,60
Karena thitung = 20,60 lebih besar dari ttabel = 3,18 maka diperoleh kesimpulan
bahwa terdapat hubungan linier antara konsentrasi dan arus larutan kreatin yang
dianalisis.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
2. Ketelitian (presisi)
Konsentrasi Kreatin (ppb)
x (nA) (x- ) (x- )2
1 17,76
17,48 0,28 0,0784
0,1289 17,40 -0,08 0,0064 17,27 -0.21 0,0441
2 18,65
23,56 -4,91 24,1081
156,1322 18,27 -5,29 27,9841 33,76 10,2 104,04
3 30,85
32,14 -1,29 1,6641
28,5733 29,18 -2,96 8,7616 36,40 4,26 18,1476
4 45,49
42,24 3,25 10,5625
16,505 41,19 -1,05 1,1025 40,04 -2,2 4,84
5 49,39
48,84 0,55 0,3025
2,0558 49,46 0,62 0,3844 47,67 -1,17 1,3689
SD =
% KV =
x 100 %
SD1 =
=
= 0,25
% KV1 =
x 100 % = 1,43%
SD2 =
=
= 8,835
% KV2 =
x 100 % = 37,5%
SD3 =
=
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
= 3,779
% KV3 =
x 100 % = 11,7%
SD4 =
=
= 2,87
% KV4 =
x 100 % = 6,79%
SD5 =
=
= 1,01
% KV5 =
x 100 % = 2,06%
3. Sensitivitas
d HMDE = 50 µM (untuk skala 9)
r HMDE = 25 x 10-4 cm
Luas permukaan ½ bola = 2 п r2 = 2 x 3,14 x 25 x 10-4
= 3,925 x 10-5 cm2 x 4/9
= 1,7444 x 10-5 cm2
Sensitivitas = 8,14 / 1,7444 = 4,6664 nA/ppb cm2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
4. Limit deteksi
Konsentrasi
Larutan
Standar (ppb)
yi (nA) (yi- ) (yi- )2
1 17,48 16,572 0,908 0,824
2 23,56 24,712 -1,152 1,327
3 32,14 32,852 -0,712 0,506
4 42,24 40,992 1,248 1,557
5 48,84 49,132 -0,292 0,085
konsentrasi 1 ppb
= 8,14 x + 8,432
= 8,14 (1) + 8,432
= 16,572 nA
Konsentrasi 2 ppb
= 8,14 x + 8,432
= 8,14 (2) + 8,432
= 24,712 nA
Konsentrasi 3 ppb
= 8,14 x + 8,432
= 8,14 (3) + 8,432
= 32,852 nA
Konsentrasi 4 ppb
= 8,14 x + 8,432
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
= 8,14 (4) + 8,432
= 40,992 nA
Konsentrasi 5 ppb
= 8,14 x + 8,432
= 8,14 (5) + 8,432
= 49,132 nA
Sy/x =
=
=
= 1, 197
Y LOD = a + 3 Sy/x
= 8,432 + 3 (1,197)
= 8,432 + 3,591
= 12,023
Y LOD = 8,14 x + 8,432
12,023 = 8,14 x + 8,432
x = 3,591 / 8,14
x = 0,44 ppb
Maka limit deteksi elektroda HMD-IZ dalam mengukur sampel kreatin adalah
0,44 ppb.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
5. Akurasi
Hasil anlisis larutan standar keratin 1, 3, dan 5 ppb dengan 3 kali replikasi
Konsentrasi Kreatin (ppb) x (nA)
1 17,76
17,48 17,40 17,27
3 30,85
32,14 29,18 36,40
5 49,39
48,84 49,46 47,67
Untuk larutan standar kreatin 1 ppb
Y1 = 8,14 x + 8,432
17,48 = 8,14 x + 8,432
8,14 x = 9,048
X = 9,048 / 8,14 = 1,11
Sehingga diperoleh nilai Csp = 1,11 ppb
Nilai Akurasi
R1 = x 100%
R1 =
x 100%
R1 = 111 %
Diperoleh nilai akurasi sebesar 111 %
Untuk larutan standar kreatin 3 ppb
Y3 = 8,14 x + 8,432
s
sp
KC
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
32,14 = 8,14 x + 8,432
8,14 x = 23,708
X = 23,708 / 8,14
X = 2,91
Sehingga diperoleh nilai Csp = 2,91 ppb
Nilai Akurasi
R3 = x 100%
R3 =
x 100%
R3 = 97 %
Diperoleh nilai akurasi sebesar 97 %
Untuk larutan standar kreatin 5 ppb
Y5 = 8,14 x + 8,432
48,84 = 8,14 x + 8,432
8,14 x = 40,408
X = 40,408 / 8,14
X = 4,96
Sehingga diperoleh nilai Csp = 4,96 ppb
Nilai Akurasi
R5 = x 100%
R5 =
x 100%
R5 = 99,2 %
Diperoleh nilai akurasi sebesar 99,2 %
s
sp
KC
s
sp
KC
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Lampiran 4. Voltammogram Kreatin Hasil Optimasi Waktu Akumulasi Menggunakan Elektroda HMD.
Kreatin_optimasi waktu
Kreatin-IZ_Optimasi Waktu_30s
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40U (V)
15.0n
20.0n
25.0n
30.0n
35.0n
40.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin_optimasi waktu
Kreatin-IZ_Optimasi Waktu_45s
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
25.0n
30.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin_optimasi waktu
Kreatin-IZ_Optimasi Waktu_60s
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
10.0n
20.0n
30.0n
40.0n
I (A
)
kreatin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Kreatin_optimasi waktu
Kreatin-IZ_Optimasi Waktu_90s
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
10.0n
20.0n
30.0n
40.0n
I (A)
kreatin
Kreatin_optimasi waktu
Kreatin-IZ_Optimasi Waktu_120s
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
10.0n
20.0n
30.0n
40.0n
I (A
)
kreatin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Lampiran 5. Voltammogram Kreatin Hasil Optimasi Potensial Akumulasi Menggunakan Elektroda HMD.
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -1000 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -900 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi potensial
Optimasi potensial -800 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -700 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Oprtimasi Potensial
Optimasi potensial -600 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -500 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -400 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -300 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -100 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin_imprinted zeolit 230412
Optimasi potensial 100 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
4.00n
6.00n
8.00n
10.0n
12.0n
14.0n
16.0n
I (A
)
Kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial 0 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
Kreatin-IZ_Optimasi Potensial
Optimasi potensial -200 mV
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
I (A
)
kreatin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari
Lampiran 6. Voltammogram Karakterisasi Kreatin Menggunakan Elektroda HMD, HMD-NIZ, HMD-IZ, dan HMD-zeolit
KREATIN_KARAKTERISASI
HMDE-Zeolit
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
0
5.00n
10.0n
15.0n
20.0n
25.0n
I (A
)
kreatin
KREATIN_KARAKTERISASI
HMDE-IZ
-0.70 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20U (V)
10.0n
20.0n
30.0n
40.0n
I (A
)
kreatin
KREATIN_KARAKTERISASI
HMDE-NIZ
-0.40 -0.30 -0.20 -0.10U (V)
0
20.0n
40.0n
60.0n
80.0n
I (A
)
Unk
kreatin
KREATIN_KARAKTERISASI
HMDE_KREATIN
-0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10U (V)
10.0n
20.0n
30.0n
40.0n
50.0n
I (A
)
kreatin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop dengan Imprinting Zeolit untuk Sensor pada Analisis Kreatin secara Voltammetri Lucutan
Julie Andrya Sari