BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam metode analisis, preparasi sampel merupakan tahap yang sangat penting, yang akan mempengaruhi kevalidan dan ketepatan hasil, serta menentukan waktu dan biaya analisis. Selama ini preparasi sampel untuk mengekstrak analit umumnya dilakukan dengan ekstraksi cair-cair, dilanjutkan dengan proses pemurnian mengunakan kolom kromatografi dan pemekatan dengan penguapan. Cara ini memerlukan pelarut yang cukup banyak (sekitar 200 mL atau lebih), waktu ekstraksi yang lama sehingga relatif mahal dan berpotensi menimbulkan pencemaran. Tahap preparasi yang panjang menimbulkan kemungkinan kesalahan yang besar dan hilangnya senyawa volatil yang dianalisis. Konsep Green Analytical Chemistry (GAC) berasal dari konsep Green Chemistry yang mengutamakan metode analisis dengan meminimalkan penggunaan pelarut, waktu, energi, biaya, toksisitas dan limbah yang dihasilkan. Teknik Solid Phase Extraction, SPE, telah dikembangkan untuk mengatasi masalah tersebut, namun SPE memerlukan sampel dalam jumlah yang cukup besar dan masih memerlukan penguapan sehingga kemungkinan hilangnya senyawa volatil cukup besar. Untuk mengatasi kekurangan teknik ekstraksi caircair tersebut telah dikembangkan mikroekstraksi fase padat (Solid Phase Microextraction, SPME) yang merupakan teknik preparasi sampel tanpa pelarut sehingga mengurangi biaya, waktu dan pencemaran yang mungkin timbul karena penggunaan pelarut yang banyak. Tahap preparasi sampel seperti ekstraksi, pemurnian, dan pemekatan digabungkan menjadi satu tahap dan satu alat) yang langsung dihubungkan dengan gas kromatografi dengan detektor spektrometri massa (Gas Chromatography Mass Spektrofotometer, GC-MS) sebagai instrumen untuk penentuannya. Berdasarkan uraian di atas, maka makalah ini dibuat untuk lebih memahami mengenai proses ekstraksi dengan menggunakan mikroekstraksi fasa padat (SPME). Diharapkan dapat menambah pengetahuan hingga terus memicu motivasi untuk terus melakukan proses analisis yang berdasarkan konsep Green Chemistry. B. Rumusan Masalah Rumusan masalah pada makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Apa yang dimaksud dengan mikroekstraksi fase padat (SPME)? 2. Bagaimana cara pengaplikasian dari mikroekstraksi fase padat (SPME) dalam suatu proses analisis? C. Tujuan makalaah Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk memahami mengenai teknik mikroekstraksi fase padat (SPME). 2. Untuk mengetahui cara atau proses analisis dengan memanfaatkan metode mikroekstraksi fase padat (SPME). BAB II PEMBAHASAN Diantara teknik ekstraksi yang dikembangkan untuk analisis senyawa volatil adalah teknik mikroekstraksi fasa padat (Solid Phase Microextraction, SPME) yang merupakan salah satu teknik ekstraksi sampel tanpa pelarut sehingga mengurangi biaya, waktu dan pencemaran yang mungkin timbul karena penggunaan pelarut yang banyak. Kunci dari proses ekstraksi dengan SPME ini terletak pada komponen fiber atau serat yang terdapat pada alat SPME. Fiber pada SPME sendiri merupakan serat optik terbuat dari lelehan silika yang dilapisi oleh lapisan tipis polimer organik yang berperan mengadsorpsi analit dari sampel. Berbagai polimer organik yang biasa digunakan dalam kromatografi seperti polidimetilsiloksan, carbowax, dan divinilbensen banyak digunakan untuk fiber SPME. Analit volatil organik diekstraksi dan dipekatkan dalam serat. Analit yang berada dalam serat didesorpsi secara termal pada saat diinjeksikan ke dalam gas kromatografi untuk analisis dan selanjutnya dideteksi dengan menggunakan detektor spektrometri massa. Prinsip dasar dari SPME adalah proses kesetimbangan partisi analit antara lapisan fiber dan larutan sampel. Fiber silika dilapisi oleh suatu lapisan polimer organik yang berperan mengadsorpsi analit dari sampel. Analit volatil organik diekstraksi dan dipekatkan dalam fiber. Berdasarkan lapisan polimernya, fiber terbagi tiga yaitu fiber polar (polyacrylate (PA) dan carbowax-divinylbenzene), nonpolar (polydimethyl siloxane) dan bipolar (polydimethylsiloxane-divinylbenzene (PDMS-DVB) dan Carboxen-PDMS). Analit yang berada dalam fiber didesorpsi secara termal pada saat diinjeksikan ke dalam gas kormatografi untuk analisis dan selanjutnya dideteksi dengan menggunakan detektor spektrometri massa. Secara umum ekstraksi dengan metode SPME mempunyai dua cara yaitu dengan cara ieksraksi langsung (Dirrect Immersion, DI) dan ekstraksi headspace. Pada ekstraksi langsung fiber SPME dicelupkan ke dalam sampel cair, baru kemudian diinjeksikan pada injection port pada GC-MS. Cara ini hanya cocok untuk jenis sampel yang tingkat kekeruhannya rendah. Sampel dengan matriks yang kompleks tidak dapat dilakukan dengan cara ini karena dapat menyebabkan flogging pada fiber sehingga mengurangi akurasi dan merusak fiber SPME. Selain itu sampel dengan tingkat ionisasi yang tinggi atau kandungan garamnya tinggi juga tidak dapat dilakukan dengan ekstraksi langsung karena dapat merusak fiber yang digunakan. Pada ekstraksi dengan headspace, fiber SPME diletakkan dalam fasa uap di atas sampel kemudian diberi pemanasan, dan langsung diinjeksikan ke instrumen GCMS. Pada cara ini kesetimbangan partisi yang terjadi adalah antara analit pada lapisan fiber dan headspace. Teknik ini dipengaruhi oleh berbagai faktor misalnya jenis serat yang dipilih, bentuk alat, waktu dan suhu ekstraksi, cara ekstraksi, pengadukan, pH dan volume sampel. Beberapa penerapan SPME telah dilakukan untuk analisis senyawa volatil dan semivolatil pada sampel lingkungan, makanan, atau pun biologis. Secara umum, proses ektraksi suatu komponen dari analit dengan menggunakan SPME digambarkan sebagai berikut : Gambar 1. Mekanisme ekstraksi dan desorpsi SPME BAB III METODE ANALISIS 3.1 Preparasi unit SPME Sebelum digunakan untuk ekstraksi, terlebih dulu fiber dibersihkan dengan cara menempatkan holder SPME pada injection port GC seperti ketika akan mendesorpsi sampel. Suhu diatur dengan suhu maksimum 220°C. 3.2 Optimasi SPME/GC-MS Larutan standar dibuat dari campuran senyawa standar volatil yang sudah dipilih. Larutan tersebut diencerkan dengan aquades, dimasukkan ke dalam vial, dan larutan siap digunakan untuk optimasi SPME. Optimasi SPME dilakukan dengan mengamati parameter berikut: a) Waktu ekstraksi 10, 20, 30 dan 40 menit 2. b) Suhu ekstraski 20°C, ruang (27°C), 35°C dan 55°C Hasil optimasi ke dua parameter tersebut akan digunakan untuk ekstraksi sampel. 3.3 Ekstraksi Sampel Sampel air diekstraksi dengan menggunakan teknik head space SPME. Sampel ditempatkan pada tabung yang diberi rongga udara dan ditutup dengan penutup karet. Tabung yang berisi sampel dipanaskan pada suhu dan waktu ekstraksi optimum sehingga semua senyawa volatil yang ada pada sampel menguap. Bersamaan dengan itu holder SPME dimasukkan ke dalam rongga tabung sehingga analit dapat diabsorpsi oleh fiber. Kemudian holder SPME yang sudah berisi analit diinjeksikan ke alat GC-MS. 3.4 Penentuan Kinerja Analitik Untuk menentukan ketepatan dan ketelitian maka sampel air dispiked dengan larutan standar pada konsentasi 50 ppb, sampel kemudian diaduk, dan larutan dibiarkan selama 24 jam pada suhu 4oC untuk memungkinkan senyawa standar berinteraksi dengan matriks sampel. Kemudian sampel diekstraksi dengan mengunakan SPME dengan kondisi optimum yang sudah diperoleh. Dilakukan juga hal yang sama untuk standar tanpa sampel, dan sampel tanpa standar. Analisis dilakukan tiga kali ulangan. Untuk ketelitian metode senyawa standar dilakukan tiga kali ulangan. Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh hasil analisis sebagai berikut: Optimasi SPME Gambar 2. Grafik optimasi suhu dan waktu ekstraksi terhadap SPME Ektraksi Sampel Gambar 3. Kromatogram GC-MS sampel hasil ektraksi SPME Identifikasi pada kromatogram sampel tersebut dapat dilihat pada Tabel 1 Tabel 1. Kandungan senyawa volatil pada sampel Penentuan Kinerja Analitik Tabel 2. Ketelitian metode SPME Dari Tabel 2 tersebut dapat dilihat bahwa metode SPME yang dikembangkan mempunyai ketelitian yang cukup tinggi. Hal ini dapat dilihat dari rata-rata %RSD yang diperoleh tidak melebihi nilai yang ditetapkan oleh The Association of Official analytical Chemistry (AOAC) yaitu 15%, sehingga masih memenuhi persyaratan sebagai metode yang baik. Hasil yang tidak jauh berbeda diperoleh oleh Chian Soh and Abdullah11) dengan hasil yang lebih kecil yaitu rata-rata sekitar 10%. Nilai recovery untuk benzen, toluen dan pada ekstraksi sampel yang dispiked dengan larutan standar berturut-turut adalah 87.54%, 84,29% dan 80,56%. Nilai tersebut menunjukkan bahwa metode yang dikembangkan juga ternyata mempunyai recovery yang cukup tinggi. Hal ini sesuai dengan persyaratan AOAC untuk metode yang baik sampai batas konsentrasi standar yang dispiked 100 µg adalah antara 80 - 110% BAB V PENUTUP KESIMPULAN SPME menawarkan suatu teknik yang akurat, mudah, waktu yang lebih singkat dalam menarik atau mengekstraksi suatu komponen spesifik dari analit dengan suhu yang lebih rendah. Meski demikian, metode ini memiliki keterbatasan yang terletak pada kuantitas dari komponen yang dapat diserap selama proses ekstraksi. DAFTAR PUSTAKA Bessonneau, Vincent., dkk. 2015. In vivo Solid Phase Microextraction Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectometry for Monitoring Blood Eicosanoids Time Profile after Lipopolisaccharide-Induced Inflammation in Sprague-Dawley Rats. Journal of Chromatography A, 1424. Bojko, Barbara., dkk. 2014. Solid-phase microextraction in metabolomics. Trends in Analytical Chemistry, 61. Misnawi dan Sari, Ariza. 2011. Analisis Pirazin dan Senyawa Volatil pada Biji Kakao Menggunakan Mikroekstraksi Fase Padat. Pelita Perkebunan, 27(1). Rinawati, Utami,Nurul., dan Simanjuntak, Wasinton. 2008. Solid-Phase Microextraction untuk Monitoring Air Laut Pelabuhan Panjang. J. Sains MIPA, 14(2). Rinawati. 2017. Green Analytical Chemistry: Solid Phase Microextraction (SPME) dan Pressurized Fluid Extraction (PFE) Untuk Penentuan Polsiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH). Analytical and Environmental Chemistry, 2(01).
