Analisa sampel dan quality control di laboratorium

1. KONTROL KUALITAS
PERTEMUAN 2
Yonatan Eden
FARMASI/ILMU-ILMU KESEHATAN

2. KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN
• Mahasiswa mampu menjelaskan teknik pemisahan,
pengukuran dan faktor penyebab kesalahan pada
analisis.

3. Tahapan dalam analisis secara
umum
Sampling, memilih suatu sampel
yang mewakili dari bahan yang
dianalisis.
Mengubah analit menjadi suatu
bentuk sediaan yang sesuai untuk
pengukuran.
Pengukuran.
Perhitungan dan penafsiran
pengukuran.

4. Sampling
• Sampel dalam analisis harus dapat mewakili (representatif) materi
yang akan dianalisis secara utuh dan harus homogen.
• Cara pengambilan sampel yang salah meskipun metode analisis
yang digunakan tepat dan teliti hasilnya tidak akan memberikan
hasil yang benar.
• Pengambilan sampel dapat secara :
• Pengambilan sampel random (Cara pengambilan sampel
dilakukan terhadap bahan yang sama homogen atau dianggap
sama, contoh : larutan sejati, batch tablet, ampul, dsb.)
• Pengambilan sampel representatif (Jika bahan yang dianalisa
tidak homogen. Sampel diambil dari bagian yang berbeda dari
setiap wadah, Contoh : sampel dalam jumlah besar)

5. Sampel oficial
• Jika jumlah sampel besar, perlu direduksi hingga diperoleh sampel
ofisial (representatif).

6. Penyimpanan sampel
• Setelah diperoleh sampel yang representatif jika tidak segera
dilakukan analisis, sampel harus diberi label dan disimpan
dalam tempat yang sesuai untuk menjamin sifat fisika kimia
sampel tidak berubah.
• Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penyimpanan
sampel :
• kenaikan suhu mengakibatkan hilangnya sampel yang volatil,
degradasi analit, peningkatan reaktifitas kimiawi.
• suhu rendah mengakibatkan terdepositnya analit yang kelarutannya
rendah.
• perubahan kelembapan mengakibatkan hidrolisis dan meningkatnya
kandungan air bagi analit higroskopis.
• radiasi UV akan menginduksi reaksi fotokimia, fotodekomposisi, atau
polimerasi.
• Oksidasi oleh udara akan merusak ampel yang sensitif terhadap
oksidasi.

7. Sample pretreatment
• Pra-perlakuan sampel dilakukan untuk mengkondisikan
sampel sehingga siap untuk dilakukan analisis dengan
metode tertentu.
• Contoh-contoh pra-perlakuan sampel :
• memanaskan sampel (100 – 120ºC) jika analit tahan panas
untuk menghilangkan pengaruh variasi kandungan air.
• menimbang sampel sebelum dan sesudah pemanasan.
• memisahkan sampel (distilasi, sentrifugasi, filtrasi, ekstraksi,
dsb).
• menghilangkan komponen pengganggu.
• memekatkan sampel (penguapan, distilasi, ko-presipitasi,
ekstraksi, elektrolisis, dsb).

8. Pemilihan metode analisis
• Berbagai metode analisis baku telah banyak
dipublikasikan.
• Hal-hal yang harus diperhatikan :
• Tujuan analisis, biaya, dan waktu .
• level analit yang diharapkan.
• macam sampel dan pretreatment yang diperlukan.
• jumlah sampel yang dianalisis.
• ketepatan dan ketelitian yang diinginkan.
• ketersediaan bahan rujukan, senyawa baku, bahan-bahan kimia,
dan pelarut yang dibutuhkan.
• Peralatan yang tersedia.
• kemungkinan gangguan yang dapat terjadi.

9. Kriteria Metode analisis yang baik … (1)
• Peka (sensitive), metode dapat digunakan untuk
menetapkan kadar senyawa dalam konsentrasi yang kecil.
• Tepat (precise), metode menghasilkan hasil analisis yang
sama atau hampir sama dalam satu seri pengukuran.
• Teliti (accurate), metode menghasilkan nilai rata-rata
yang sangat dekat dengan nilai sebenarnya (true value)
• Selektif, metode tidak banyak terpengaruh oleh adanya
senyawa lain.
• Kasar (ruggrudness), perubahan komposisi pelarut /
variasi lingkungan tidak menyebabkan perubahan hasil.
• Praktis, metode mudah dikerjakan serta tidak banyak
memerlukan waktu dan biaya.

11. Tahapan metode validasi menurut USP
Validasi
Metode
Presisi
Akurasi
Batas deteksi (LOD)
Batas kuantifikasi (LOQ)
Spesifitas
Linearitas/ rentang
Kekasaran (rugredness)
Ketahanan (robutness)
Workflow for evaluation and
validation of standard methods

12. Validasi metode … (1)
• Presisi
• ukuran keterulangan metode analisis (simpangan baku relatif 
CV/RSD)
• tingkatan : repeatability, intermediate precision, and reproducibility
• Akurasi
• membandingkan hasil pengukuran dengan bahan rujukan standar
(reference)
• Batas deteksi (LOD)
• konsentrasi analit terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi
• respon blanko (yb) + 3 SD blanko (3Sb)
• Batas kuantifikasi (LOQ)
• konsentrasi analit terendah dalam sampel yang dapat ditentukan
akurasi dan presisi yang dapat diterima.
• rasio signal to noise (10 : 1), LOQ = 10 (SD/Slope)

13. Validasi metode … (2)
• Spesifitas
• kemampuan untuk mengukur analit yang dituju secara tepat dan
spesifik dengan adanya komponen lain dalam matrik sampel.
• Linearitas dan rentang
• kemampuan metode memperoleh hasil uji yang secara langsung
proporsional dengan konsentrasi analit kisaran yang diberikan.
• ditentukan dengan slope, intersep, koefisien korelasi.
• Kekasaran
• tingkat reprodusibilitas hasil yang diperoleh di bawah kondisi yang
bermacam-macam
• diekspresikan dalam % RSD
• Ketahanan
• kapasitas metode untuk tidak terpengaruh oleh adanya variasi
parameter metode yang kecil.

14. Data uji validasi
Parameter
analisis
Kategori 1 Kategori 2 Kategori 3
kuantitatif Uji batas
Akurasi Ya Ya * *
Presisi Ya Ya Tidak Ya
Spesifitas Ya Ya Ya *
LOD Tidak Tidak Ya *
LOQ Tidak Ya Tidak *
Linearitas Ya Ya Tidak *
Kisaran (range) Ya Ya * *
Ruggedness Ya Ya Ya Ya
Keterangan :
* : mungkin dibutuhkan, tergantung pada uji spesifiknya
Kategori 1 : penentuan kuantitatif komponen utama / bahan aktif
Kategori 2 : penentuan pengotor / produk hasil degradasi
Kategori 3 : penentuan karakteristik kinerja

15. Kesalahan analisis
• Kesalahan didasarkan pada perbedaan antara hasil
pengukuran (nilai perhitungan) dengan nilai sebenarnya.
• Semakin banyak langkah dalam melakukan tahapan
analisis, maka kesalahan yang akan terjadi semakin besar.
• Jenis kesalahan :
• kesalahan gamblang (gross error)  kesalahan sudah jelas
mengakibatkan kesalahan yang besar
• kesalahan acak (random error)  kesalahan yang tidak dapat
diramalkan serta nilainya berfluktuasi
• kesalahan sisitemik (systematic error)  kesalahan yang memiliki
nilai definitif / tertentu
• Kesalahan acak akan berpengaruh pada presisi, sedangkan
kesalahan sistemik berpengaruh pada akurasi.

16. Kesalahan analisis … (2)
• Kesalahan acak sering terjadi akibat adanya
variasi yang tidak dapat dikontrol dalam
pelaksanaan prosedur analisis.
• Kesalahan acak dapat digambarkan sebagai
kurva normal (Gaussian curve).
• Kesalahan sistemik mengakibatkan
penyimpangan tertentu dari rata-rata (mean).
• Beberapa faktor yang memepengaruhi
kesalahan sistemik :
• kesalahan personil dan operasi
• kesalahan alat dan pereaksi
• kesalahan metode
• Untuk memeperkecil kesalahan sistemik :
• kalibrasi (peneraan) alat yang dipakai
• dilakukan penetapan blanko

17. Sumber Kesalahan Bahan yang
digunakan
1. Bahan Kimia
Bahan Kimia
Dibagi menjadi beberapa grade (tingkat kualitas) dari
yang tertinggi s/d terendah:
• i. Standar Primer  Lab. Kimia
Memiliki nilai kemurnian (purity) yang diketahui dari
analisis, dalam bentuk Certificate of analysis yang
khusus per botol. Misalnya: purity: >99.9 %; 99.999%.

18. ii. Analyzed reagens  Lab. Kimia
Mengetahui nilai kadar pengotor (impurities)
yang diketahui dari analisis. Contoh:
- Pro analisis (p.a.)
- Analytical reagent, analytical grade.
Kadar pengotor dinyatakan dalam:
- Kadar maksimum (%, ppm)
- % atau ppm.

19. iii) USP Reference Standards  Obat-obatan
• - Memiliki nilai purity
• - Biasanya bahan obat-obatan
iv) Pure, CP (Chemical Pure), Highest Purity
v) Purified, practical grade  untuk sintesa
vi) Teknis (technical grade, commercial grade)
 kemurnian bervariasi

20. Untuk analis:
a. Biasanya bisa dipakai langsung tanpa dicek.
b. Dalam hal-hal tertentu perlu dicek, sbb.:
• - Bandingkan dengan yang sebelumnya dipakai.
• - Dilakukan “special treatment”, misalnya:
• * Pengeringan pada 105oC
• * Pengukuran/analisis (untuk kromatografi/
spektrokospik)
• * pengukuran blanko

21. Mencegah kesalahan:
• - Mencatat tanggal pertama kali dibuka
• - Lihat expiration date
• - Tutup rapat-rapat untuk mencegah pengaruh dari
luar dalam penyimpanan.
• - Bahan yang sudah dikeluarkan jangan dimasukkan
kembali (dibuang atau dipakai saja)
• - Ingat status kestabilannya.
• - Pengaruh suhu, sinar, kelembaban, bakteri, lama
penyimpanan (hidrolisis, dekomposisi)

22. 2. Air Murni
i) Aquadest
Kualitas ditentukan oleh:
• a. Desain alat destilasi
• b. Bahan konstruksi alat destilasi
• c. Kualitas air yang didistilasi
• d. Kecepatan distilasi
• e. Kebersihan alat distilasi
Air yang didistilasi:
- Hardness tinggi? water softening
- Mengandung bahan organik? penyaring karbon aktif.

23. ii) Untuk trace metal analysis?
• - Gunakan double distilled water (aquabidest) dari all
pyrex distillation apparatus”.
• - Atau pakai ultrapure water dari Millipore – Milli Q
system/water purification unit.
iii) Untuk air “bebas zat organik?”
• - Destilasi murni dengan dibubuhi sedikit KMnO4 –
KOH
• (Pemurnian dengan ion exchanger hanya
membersihkan/menghilangkan zat anorganik)
iv) Air bebas mikroba:

24. 3. Larutan Baku (Standar Solution)
Sumber-sumber kesalahan:
i)Menggunakan bahan standar yang tidak sesuai.
• - Gunakan kualitas/grade tertinggi
ii) Dari tahap/ proses menstandarkan larutan:
• - Kesalahan hitung
• - Kesalahan analisis, misalnya:
• * Kesalahan titrasi:
• = penentuan titik akhir titrasi (indikator)
• * Suhu yang berbeda antara standarisasi larutan
dengan waktu

25. iii) Perubahan konsentrasi dengan waktu:
• - Penguapan pelarut
• - Pengaruh udara (CO2, O2)
• - Pengaruh bakteri dan fungus, mold. (misalnya
standar NH4+, nitrat, Na-tiosulfat). Maka perlu
standarisasi ulang.
Mencegah kesalahan:
• a.Tugaskan pembuatan larutan standar ke orang yang
ditentukan.
• b.Orang tersebut menyimpan rekaman/catatan
pembuatan larutan standar.

26. • Berisi cara pembuatan, bahan yang dipakai, tanggal
kalkulasi, prosedur standarisasi.
• c. Menstandarkan ulang (cek) oleh orang kedua.
• d. Beri/pasang LABEL
• e. Gunakan alat volumetri, timbangan yang
terkalibrasi

27. Sumber Kesalahan dari Analis
• 1. Memperkecil kesalahan dari analis:
• - training yang cukup memadai
• - Supervisi oleh yang lebih berpengalaman
• - Alat terpelihara dan terkalibrasi
• - Beban kerja tidak berlebih
• - Mengetahui metose yang bersangkutan:
• * Kelemahan/keterbatasannya
• * Interferensi/gangguan/jenis matriks
• * Mengatasi gangguan

28. • Masalah kontaminasi
• * Kestabilan contoh
• * Recovery analit
• -Mengikuti uji profisiensi/uji banding antar
lab.
• -Melakukan uji intra-lab (korelasi)
• (control sample, analysis, repeatability test)

29. Sumber Kesalahan dari
Instrument
• 1.Pembuatan kurva kalibrasi
• Metode pembuatan kurva kalibrasi harus tepat:
• - metode biasa?
• - metode adisi standar?
• - metode standar internal?
• Kurva kalibrasi harus mencakup daerah kerja
(working concentration range), daerah linier,
dan sebagainya.

30. 2. Kalibrasi instrumen
• Instrumen harus dikalibrasi ke Lab. Kalibrasi yang
kompeten/berwenang. Jadual kalibrasi disesuaikan
dengan beban kerja instrumen. Contoh: balance,
oven, furnace, autoklaf, rerfraktometer,
viksiometer, termometer, timer, pengukur kuat-
tarik.
3. Pemeliharaan dan Pengecekan Instrumen
• Sebagai upaya untuk menjaga kerusakan dan agar
tetap baik kinerjanya

31. Contoh-contoh Sumber Kesalahan
pada Instrumen
a. Pada penggunaan neraca:
• Titik nol, kondisi keseimbangan sampel
dengan suhu dan kelembaban dalam neraca.
b. Pemanasan instrumen sebelum dipakai
(untuk mencapai stabilitas).
c. mengukur dfi luar daerah kerjanya.
d. mengukur sampel dan standar terlalu jauh
jarak waktunya.
• e. Baseline belum/tidak stabil.

32. f. Kegagalan salah satu/lebih komponen/bagian
instrumen yang tidak diketahui.
g. Instrumen tidak bekerja sesuai dengan kinerja
yang seharusnya. Misal:
• - kepekaan berubah.
• - Repeatibility/presisi yang buruk.
h. Beban kerja berlebihan
i. Sesudah selesai bekerja tidak diperlakukan
seperti yang seharusnya

33. Sumber kesalahan dari Sarana dan
lingkungan Laboratorium
1.Pengaruh suhu di Lab.
• - Waktu retensi pada analisis HPLC bisa berubah.
• - Terhadap pengukuran volume larutan organik.
• - Terhadap validitas kurvba baku yang diukur pada
suhu berbeda dengan pengukuran sampel.
• - Terhadap base line pada HPLC.
2. Pengaruh Kelembaban
• - Terhadap larutan (kehilangan air), bahan kimia
(menyerap uap air).

34. 3. Pengaruh tegangan listrik
• - pengaruh suhu open, inkubator, furnace
(tegangan turun suhu turun)
•  Hasil analisis kadar air, pengukuran
viskositas akan salah.
4. Pengujian yang tidak kompatibel harus
dipisahkan ruangannya. Misalnya analisis residu
pestisida dengan analisis bahan makanan,
analisis logam dalam air dengan dalam mineral.

35. Contoh Kesalahan di
Laboratorium
• a.Sampling tidak representatif.
• b.Salah identifikasi contoh
• c.Metode tidak diikuti dengan benar.
• d.Laporan salah.
• e.Membaca data salah.
• f.Salah pengenceran/pemipetan.
• g.Salah hitung
• h.Salah membaca grafik
• i.Reagen terkontaminasi

36. j. Kemurnian bahan kimia kurang sesuai.
k. Kesalahan menstandarkan larutan baku.
l. Kesalahan mengukur: - peak area, peak
height
m. Memakai kuvet gelas (bukan silika/quartz)
pada pengukuran daerah UV.

37. n. Kuvet yang dipakai kurang seragam/iden
tidak identik.
o. Alat gelas belum bersih/terkontaminasi
p. Pipet dan sebagainya dikeringkan pada
100oC .
q. Salah interprestasi data.
s. Salah menerapkan metode analisis

38. Pemisahan
Dalam kimia, proses pemisahan digunakan
untuk mendapatkan satu atau lebih produk
yang lebih murni dari suatu campuran
senyawa kimia.

39. Pengayakan
Filtrasi
Kristalisasi
Destilasi
Sentrifugasi

40. Pengayakan merupakan proses
pemisahan yang didasari atas
perbedaan ukuran partikel di
dalam campuran tersebut
Untuk sampel heterogen
khususnya pada campuran
dalam fasa padat.
Menggunakan ayakan yang
memiliki pori atau lubang
tertentu yang dinyatakan dalam
satuan mesh.
Contoh : memisahkan pasir dari
batu kerikil

41. Filtrasi adalah proses
pemisahan dari campuran
heterogen yang mengandung
cairan dan partikel‐partikel
padat dengan menggunakan
media filter yang hanya
meloloskan cairan dan
menahan partikel‐partikel
padat.

42.  Pemisahan dengan kertas saring tanpa
tekanan (adanya gravitasi)
 Pemisahan dengan cara
meningkatkan tekanan

43. Kristalisasi
Pemisahan dengan teknik kristalisasi
didasari atas pelepasan pelarut dari
zat terlarutnya dalam sebuah
campuran homogen atau larutan,
sehingga terbentuk kristal dari zat
terlarutnya.
Contoh :
• Pemisahan dengan pembentukan
kristal melalui proses penguapan
seperti pada proses pembuatan
garam.

44. • Penggunaan Kristalisasi :
• 1. Industri garam dapur
• 2. Industri kaca (menggunakan silika untuk
membuat kaca)
• 3. Industri gula pasir
• 4. Industri makanan (produksi bubuk kopi instant
tanpa ampas, sehingga kristal kafein dan gula dapat
larut dengan cepat diair panas)

45. • Dengan cara mengurangi/menghentikan kelarutan
zat terlarut sehingga terbentuk kristal.
• Proses kristalisasi dapat dilakukan dengan cara :
• a. Penguapan (Evaporasi)
• b. Pendinginan larutan
• c. Penambahan antisolvent (pelarut yang tidak
melarutkan zat terlarut)
• d. Reaksi kimia
• e. Perubahan pH sehingga zat terlarut lebih
cenderung membentuk kristal daripada larutan

46. Destilasi merupakan
teknik pemisahan yang
didasari atas perbedaan
titik didih atau titik cair
dari masing‐masing zat
penyusun dari campuran
homogen

47.  Alat destilasi sederhana
 Destilasi secara bertahap dari
minyak bumi

48. • Proses destilasi diawali dengan pemanasan,
sehingga zat yang memiliki titik didih lebih rendah
atau volatilitas tinggi akan menguap terlebih
dahulu.
• Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu
pendingin, proses pendinginan terjadi karena air
mengalir kedalam dinding (bagian luar kondenser),
sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair.
• Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya
dapat memisahkan semua senyawa-senyawa yang
ada dalam campuran homogen tersebut.

49. • Alkohol dihasilkan melalui proses fermentasi dari
sisa nira (tebu) yang tidak dapat diproses menjadi
gula pasir. Hasil fermentasi adalah alkohol yang
masih bercampur secara homogen dengan air.
• Atas dasar perbedaan titik didih air (100°C) dan
titik didih alkohol (70°C), sehingga yang akan
menguap terlebih dahulu adalah alkohol.
• Uap tersebut akan melalui pendingin dan akan
kembali cair

50. Teknik Sentrifugasi yaitu metode untuk
mempercepat proses pengendapan
dengan memberikan gaya sentrifugasi
pada partikel‐partikelnya.
yaitu padatan yang dinyatakan tidak
larut dalam air walaupun endapan
tersebut sebenarnya mempunyai
kelarutan sekecil apapun.
Untuk mempercepat proses
pengendapan dengan menggunakan
gaya sentrifugasi (Objek diputar secara
horizontal pada jarak tertentu sehingga
partikelpartikelnya menuju dinding
tabung dan terakumulasi membentuk
endapan).

52. • Pemisahan zat berdasarkan
perbedaan kelarutannya
terhadap pelarut-pelarut
tertentu (dua cairan tidak
saling larut seperti air
dengan pelarut organik)
• Ekstraksi adalah pemisahan
satu atau beberapa bahan
dari suatu padatan atau
cairan dengan bantuan
pelarut
Ekstraksi
Contohnya : ekstraksi Iod yang ditambahkan
pelarut air dan kloroform.

53. • Pemisahan zat-zat terlarut antara dua cairan yang
tidak saling mencampur antara lain menggunakan
alat corong pisah.

54. • Pencampuran iod dengan air dan kloroform
menghasilkan 2 fasa/lapisan.
• Lapisan bawah berwarna ungu = iod terlarut dalam
Klorofom
• Lapisan atas berwarna kuning muda = iod terlarut
dalam air.
• Kloroform berada dilapisan bawah karena berat jenis
kloroform lebih besar daripada air.
• Iod akan lebih banyak terlarut dalam kloroform,
karena sifat iod dan kloroform yang sama-sama
semipolar. Berbeda dengan air yang polar.

55. • Lapisan kloroform yang berisi iod dipisahkan atau
ditampung ke dalam erlemeyer.
• Tambahkan lagi kloroform pada fasa air agar iod
yang
• tersisa dalam air akan terlarut dalam kloroform
(dilakukan sebanyak 5 kali) hingga lapisan air
semakin bening yang menunjukkan tidak ada lagi
kandungan iod dalam air.

57. Parameter hasil analisis … (1)
• Mean
• Median
• Modus
• SD
• CV
• CI
• Recoveri
Recoveri =
Mean hasil pengukuran
X 100%
Nilai sesungguhnya

58. Parameter hasil analisis … (2)
• Standar deviasi (SD) banyak digunakan sebagai ukuran
kuantitatif ketepatan atau presisi.
• Semakin kecil nilai SD dari serangkaian pengukuran, maka
metode yang digunakan semakin tepat.

59. Parameter hasil analisis … (3)
• Standar deviasi relatif (RSD) atau dikenal juga dengan kefisien
variasi (CV) merupakan ukuran ketepatan relatif dan umumnya
dinyatakan dalam persen.
• Semakin kecil nilai RSD dari serangkaian pengukuran maka
metode yang digunakan semakin tepat.

60. Parameter hasil analisa … (4)
Karena hasil analisis selalu mengandung unsur kesalahan, untuk
menyatakan hasil akhir analisis kimia selain mean disebutkan juga
batas kesalahannya (limit of error).

61. Daftar harga t (tes dua sisi)
n - 1 T pada 90% T pada 95% T pada 99%
1 6.3 12.7 63.7
2 2.9 4.3 9.9
3 2.35 3.2 5.8
4 2.13 2.78 4.6
5 2.02 2.57 4.03
6 1.94 2.45 3.71
7 1.90 2.37 3.50
8 1.86 2.31 3.36
9 1.83 2.26 3.25

62. Diskusi …
• Seorang mahasiswa melakukan pembakuan larutan baku untuk titrimetri. Hasil yang diperoleh
adalah sebagai berikut : 0,0991 N; 0,0980 N; 0,0982 N; dan 0,0985 N.
• Hitunglah rata-rata dan simpangan baku relatifnya ?
• Tentukan hasil akhir perhitungan dengan mean dan limit of error-nya ?
• Sampel baku serum darah manusia dinyatakan mengandung 42,0 g albumin per liter-nya. Lima buah
laboratorium (A, B, C, D, dan E) masing-masing menentukan kadar albumin pada hari yang sama dan
diperoleh hasil albumin (g/L) sebagai berikut :
• Dari data tersebut, bahaslah ketepatan dan ketelitian hasil analisis kimia laboratorium tersebut
!
laboratoriu
m
Hasil
A 42,5 41,6 42,1 41,9 41,1 42,2
B 39,8 43,6 42,1 40,1 43,9 41,9
C 43,5 42,8 42,8 43,1 42,7 43,3
D 35,0 43,0 43,0 40,5 36,8 42,2
E 42,2 41,6 41,8 41,8 42,6 39,0