Post on 27-May-2018
PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA EMAS DENGAN
MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN
SKRIPSI
DYAH AYU PURBASARI
DEPARTEMEN KIMIAFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGASURABAYA
2012
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
ii
PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URATMELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA EMAS DENGAN
MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk MemperolehGelar Sarjana Sains Bidang Kimia pada
Fakultas Sains dan TeknologiUniversitas Airlangga
Oleh :
DYAH AYU PURBASARINIM. 080810288
Tanggal lulus : 9 Agustus 2012
Disetujui oleh :
Pembimbing I,
Dra. Miratul Khasanah, M. Si.NIP. 19670304 199203 2 001
Pembimbing II,
Dr. Muji Harsini, M. Si.NIP. 19640502 198903 2 002
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
iii
LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI
Judul : Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin
Penyusun : Dyah Ayu PurbasariNIM : 080810288Pembimbing I : Dra. Miratul Khasanah, M. Si.Pembimbing II : Dr. Muji Harsini, M.Si.Tanggal Ujian : 9 Agustus 2012
Disetujui Oleh :
Pembimbing I,
Dra. Miratul Khasanah, M. Si.NIP. 19670304 199203 2 001
Pembimbing II,
Dr. Muji Harsini, M. Si.NIP. 19640502 198903 2 002
Mengetahui :Ketua Departemen Kimia
Fakultas Sains dan TeknologiUniversitas Airlangga
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA.NIP. 19671115 199102 2 001
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
iv
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalamlingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensikepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penyusun dan harus menyebutkansumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.
Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
v
KATA PENGANTAR
Segala puji kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan
hidayah-Nya serta shalawat bagi Nabi Muhammad SAW yang menunjukkan jalan
kebenaran bagi umat manusia. Dengan segala kemudahan yang diberikanNya
maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul
“Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda
Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin“ dengan baik.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada semua pihak yang memberikan bantuan dan dukungan terutama
kepada :
1. Ibu Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Ibu Dr. Muji Harsini, M.Si selaku
pembimbing yang meluangkan tenaga dan waktu untuk membimbing dan
mengarahkan dalam penyusunan skripsi ini.
2. Ibu Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si selaku dosen wali yang senantiasa
memberikan masukan dan dukungan.
3. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA. selaku Ketua Departemen yang
banyak memberikan informasi dalam penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Siti Wafiroh, S.Si, M.Si dan Ibu Dr. Pratiwi Pujiastuti, M.Si selaku
penguji yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyusunan skripsi
ini.
5. Bapak dan Ibu dosen Departemen Kimia Universitas Airlangga yang
banyak memberikan ilmunya.
6. Orang tua (Suharmanto Tri Adi Prodjo dan Nawastuti Iswahyuningsih)
adik (Adhyaksa Herdhianto), dan keluarga yang telah memberikan
dorongan berupa materi, do’a, dan kasih sayang.
7. Teman-teman kimia 2008 terutama kelompok voltammetri (Ais, Evril,
Fida, Juli, Luki, Nikita) telah memberi semangat untuk menyusun skripsi
ini.
8. Della, Ike, Laras, Tika, dan Rey yang telah memberikan dukungan dan
semangat selama penyusunan skripsi ini,
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
vi
9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Demi kesempurnaan skripsi ini, kritik dan saran yang membangun dari
pembaca sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Surabaya, Juli 2012
Penyusun
Dyah Ayu Purbasari
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
vii
Purbasari, Dyah Ayu, 2012, Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin, Skripsi di bawah bimbingan Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Dr. Muji Harsini, M.Si, Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.
ABSTRAK
Artrithis urica merupakan penyakit yang disebabkan oleh penumpukan asam urat dalam tubuh yang berasal dari sisa metabolisme zat purin. Analisis kadar asam urat dalam tubuh telah dilakukan melalui beberapa metode, yaitu spektrofotometri, high performance liquid chromatography (HPLC), dan voltammetri. Pengembangan sensor asam urat dengan cara memodifikasi elektroda emas dengan moleculary imprinted polymer (MIP) dipelajari dalam penelitian ini. Penelitian ini bertujuan mengetahui potensial dan waktu pelapisan MIP yang kemudian dilakukan uji validitas metode. MIP terbuat dari anilin sebagai monomer, ammonium perokdisulfat sebagai inisiator, dan asam urat sebagai template dengan perbandingan mol 2:1:0,1, kemudian MIP dikarakterisasi menggunakan fourier transform infra red (FTIR). Asam urat dianalisis secara voltammetri pada parameter optimum, yaitu pada potensial pelapisan MIP 0,3 V, waktu pelapisan MIP 90 detik, dan pada pH 4. Kemudian dilakukan uji kinerja elektroda dan validitas metode. Metode yang dikembangkan ini menghasilkan koefisien korelasi (r) sebesar 0,9904, sensitivitas sebesar 7,93 µA/ppb cm-2, % KV dengan 0,9683 % sampai 3,7940 % untuk konsentrasi asam urat 1 – 5 ppb, limit deteksi sebesar 5,95 x 10-9 M, dan akurasi sebesar 74,60 %, 108,35 %, 97,69 % untuk konsentrasi asam urat berturut-turut 1 ppb, 3 ppb, 5 ppb.
Kata kunci : asam urat, molecularly imprinted polymer, voltammetrik, elektroda, emas, polianilin
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
viii
Purbasari, Dyah Ayu, 2012, Development of Voltammetric Sensor of Uric Acid throughgold Electrode Coating with Molecularly Imprinted Polyaniline, This scription under consellor Dra. Miratul Khasanah, M. Si. and Dr. Muji Harsini, M. Si. Department of Chemistry, Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya
ABSTRACT
Artrithis urica is a disease caused by a buildup of uric acid in the body that comes from purine metabolic waste substances. Analysis of uric acid levels in the body has been done through several methods, that is spectrophotometry, high performance liquid chromatography (HPLC), and voltammetri. Development of uric acid sensor by modifying the gold electrode with moleculary imprinted polymer (MIP) had been studied in this research. MIP was made of aniline as a monomer, ammonium perokdisulfat as an initiator, and uric acid as a templatewith rasio 2:1:0,1 and then characterized using fourier transform infra red (FTIR).Uric acid was analyzed by voltammetri on optimum parameters, that is potential coating 0.3 V, coating time 90 seconds, and at pH 4. This developed method produces a correlation coefficient (r) of 0.9904, a sensitivity of 7,93 μA/ppb cm-2,% KV with 0.9683% to 3.7940% for the concentration of uric acid 1-5 ppb, the detection limit of 5.95 x 10-9 M, and an accuracy of 74.60%, 108.35%, 97.69% for the concentration of uric acid in a row 1 ppb, 3 ppb, 5 ppb.
Key word : uric acid, molecularly imprinted polymer, voltammetry, electrode, gold, polyaniline
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ iHALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iiHALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iiiPEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ........................................................ ivKATA PENGANTAR ...................................................................................... vABSTRAK ........................................................................................................ viiABSTRACT ...................................................................................................... viiiDAFTAR ISI ..................................................................................................... ixDARTAR TABEL ............................................................................................ xiDAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiiDAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 11.1 Latar Belakang Permasalahan ......................................................... 11.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 51.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 51.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 62.1 Voltammetri .................................................................................... 6
2.2.1 Voltammetri lucutan ......................................................... 72.2.2 Elektroda ........................................................................... 8
2.2 Asam Urat ....................................................................................... 92.3 Polimer ............................................................................................ 12
2.3.1 Macam-macam polimer .................................................... 122.3.2 Molecularly imprinted polymer (MIP) .............................. 14
2.4 Polianilin ......................................................................................... 15
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 183.1 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 183.2 Bahan Penelitian .............................................................................. 183.3 Peralatan Penelitian ......................................................................... 183.4 Skema Kerja .................................................................................... 193.5 Prosedur Penelitian .......................................................................... 20
3.5.1 Pembuatan larutan bufer ................................................... 203.5.1.1 Pembuatan larutan asam asetat 2M ....................... 203.5.1.2 Pembuatan larutan natrium asetaat 2M ................. 203.5.1.3 Pembuatan larutan bufer asetat pH 4 ..................... 20
3.5.2 Pembuatan larutan asam urat ............................................ 203.5.2.1 Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm ..... 203.5.2.2 Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm, 1 ppm,
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
x
30 ppb, dan 1 ppb .................................................. 213.5.3 Pembuatan larutan HCl 1M ............................................... 213.5.4 Pembuatan polimer, non imprinted polymer (NIP), dan
MIP .................................................................................... 223.5.5 Pelapisan MIP pada emas ................................................. 223.5.6 Uji kinerja elektroda emas-MIP ........................................ 233.5.7 Optimasi waktu akumulasi asam urat pada elektroda
emas-MIP .......................................................................... 233.5.8 Pembuatan kurva standar asam urat .................................. 233.5.10 Uji validitas metode .......................................................... 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 284.1 Pembuatan Polimer, NIP dan MIP .................................................. 284.2 Karakterisasi Polianilin, NIP, dan MIP ........................................... 304.3 Pelapisan MIP pada Elektroda Emas secara Voltammetri Lucutan. 324.4 Optimasi Waktu Akumulasi Asam Urat pada Elektroda Emas-MIP 354.5 Uji Kinerja Elektroda Emas-MIP .................................................... 374.6 Pembuatan Kurva Standar ............................................................... 394.7 Uji Validitas Metode ....................................................................... 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 445.1 Kesimpulan ...................................................................................... 445.2 Saran ................................................................................................ 44
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 45LAMPIRAN
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
xi
DAFTAR TABEL
Tabel Judul Tabel Halaman
4.1 Data hasil analisis asam urat pada berbagai potensial
pelapisan MIP pada elektroda emas 33
4.2 Data hasil analisis asam urat 30 ppb pada berbagai waktu
pelapisan MIP pada elektroda emas 35
4.3 Data uji kinerja elektroda emas-MIP, emas-PANi, emas-NIP,
dan emas 37
4.4 Data hasil analisis larutan standar asam urat 39
4.5 Data % KV hasil pengukuran masing-masing konsentrasi
larutan standar asam urat 41
4.6 Data R hasil pengukuran larutan standar asam urat pada
konsentrasi 1 ppb, 3 ppb, dan 5 ppb 42
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Judul Gambar Halaman
2.1 Struktur asam urat 10
2.2 Mekanisme reaksi polimerisasi adisi 12
2.3 Reaksi polimerisasi kondensasi 13
2.4 Proses pembuatan MIP 14
2.5 Struktur polianilin 15
2.6 Tahap inisiasi polimerisasi polianilin 16
2.7 Tahap propagasi polimerisasi polianilin 16
2.8 Tahap terminasi polimerisasi polianilin 17
4.1 Ikatan yang terbentuk antara polianilin dan asam urat 29
4.2 Padatan polianilin dan serbuk NIP 29
4.3 Cetakan asam urat pada MIP 30
4.4 Spektra FT-IR anilin dan polianilin (PANi) 31
4.5 Spektra FT-IR NIP dan MIP 31
4.6 Kurva hubungan arus larutan asam urat 5 ppb dengan
potensial pelapisan MIP pada elektroda emas 34
4.7 Voltammogram asam urat 30 ppb pada potensial pelapisan MIP 35
4.8 Kurva hubungan arus asam urat dengan waktu pelapisan MIP
pada elektroda emas 36
4.9 Voltammogram asam urat 30 ppb pada waktu pelapisan MIP 37
4.10 Kurva standar asam urat 39
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Judul Lampiran
1 Perhitungan pembuatan larutan bufer
2 Perhitungan pembuatan larutan asam urat
3 Perhitungan pembuatan PANi, NIP, dan MIP
4 Spektra FTIR asam urat, anilin, PANi, NIP, dan MIP
5 Voltammogram optimasi potensial pelapisan MIP pada
elektroda emas
6 Voltammogram optimasi waktu pelapisan MIP
7 Uji kinerja elektroda emas, emas-PANi, emas-NIP, dan emas-MIP
8 Uji validitas metode
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Permasalahan
Metode spektrofotometri digunakan dalam bidang kesehatan untuk analisis
kadar asam urat. Pada analisis asam urat dengan metode ini, asam urat dalam
serum direaksikan dengan asam fosfotungstat dalam suasana basa sehingga
menghasilkan larutan yang berwarna biru pada panjang gelombang 660 nm.
Analisis menggunakan metode spektrofotometri mempunyai beberapa kelemahan,
diantaranya memerlukan sampel dengan jumlah banyak, preparasi sampel rumit
dan lama, serta menghasilkan limit deteksi yang tinggi (Sewell, et al., 2002).
Artrithis urica merupakan penyakit yang disebabkan oleh penumpukan
asam urat dalam tubuh yang berasal dari sisa metabolisme zat purin dari sisa
makanan yang dikonsumsi. Purin adalah zat yang terdapat dalam setiap bahan
makanan yang berasal dari tubuh makhluk hidup. Dengan kata lain, didalam tubuh
terdapat zat purin akibat mengkonsumsi makanan yang berasal dari makhluk
hidup. Pada berbagai sayuran dan buah-buahan juga terdapat purin. Kelebihan
asam urat di dalam tubuh dapat diamati melalui beberapa penyakit seperti nyeri di
persendian, hiperurisemia, batu ginjal, bahkan penyakit kardiovaskuler (Hidayat,
2009).
Metode lain yang juga digunakan untuk analisis kadar asam urat dalam
tubuh adalah high performance liquid chromatography (HPLC). Analisis asam
urat menggunakan metode ini menghasilkan akurasi sebesar 97- 104%
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
2
(Yokoyama et al., 2000). HPLC ini mempunyai daya pisah yang tinggi sehingga
dapat memisahkan suatu campuran secara simultan. Analisis menggunakan HPLC
mempunyai beberapa kelemahan, yaitu waktu analisis yang lama, memerlukan
perlakuan yang rumit, limit deteksinya tinggi (0,11 µg/mL), dan dibutuhkan biaya
yang tinggi (George et al., 2006).
Selain metode spektrofotometri dan HPLC, metode voltammetri juga telah
banyak dikembangkan dalam bidang kesehatan. Metode ini biasa digunakan untuk
analisis senyawa-senyawa yang memiliki sisi aktif seperti asam urat, kreatin, dan
kreatinin. Metode ini banyak digunakan karena mempunyai beberapa kelebihan,
yaitu preparasi sampel yang mudah, dapat digunakan untuk menentukan empat
sampai enam unsur secara simultan, dan memiliki limit deteksi yang rendah
(hingga konsentrasi 10-10 M) (Wang, 2000). Selain itu metode voltammetri ini
adalah sederhana, cepat, sensitif, dan akurat (Zhao et al., 2006). Namun demikian,
analisis asam urat menggunakan metode voltammetri sering diganggu oleh
senyawa lain yang mempunyai potensial berdekatan dengan asam urat seperti
asam askorbat (John, 2005).
Dalam analisis secara voltammetri, elektroda merupakan salah satu
komponen yang penting. Elektroda kerja yang sering digunakan pada analisis
asam urat secara voltammetri adalah glassy carbon, merkuri, platina dan emas.
Glassy carbon adalah bentuk konduktif karbon yang dibuat dari pirolisis karbon
atau grafit. Glassy carbon ini sangat keras (seperti berlian) sehingga sangat sulit
untuk dibuat elektroda. Kekerasan ini juga menjelaskan mengapa glassy carbon
relatif mahal (Monk, 2001) dan penggunaannya terbatas. Merkuri merupakan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
3
bahan elektroda yang banyak digunakan. Akan tetapi sifat toksik dari merkuri
menyebabkan penggunaannya menjadi terbatas. Platina adalah pilihan yang paling
populer dari elektroda inert untuk elektroanalisis. Akan tetapi penggunaan platina
sebagai elektroda tidak reproducible (Thomas, 2001). Emas adalah elektroda yang
mempunyai rentang potensial kerja yang cukup luas dan tidak bersifat toksik
selain itu ketahanan elektrodanya tinggi sehingga dapat digunakan secara
berulang-ulang. Dari uraian tersebut maka pada penelitian ini digunakan emas
sebagai elektroda pendukung yang akan dimodifikasi.
Zhao et al. (2006) mengamati perilaku asam urat dan asam askorbat secara
elektrokimia menggunakan elektroda emas termodifikasi L-cysteine (L-Cys).
Elektroda termodifikasi menunjukkan sifat elektrokatalis yang sangat baik pada
analisis asam urat secara voltammetri siklik (CV) dalam media 0,1 M bufer fosfat
(pH 7,0). Dalam pengukuran secara differential pulse voltammetric (DPV),
elektroda L-Cys/emas dapat memisahkan potensial puncak oksidasi asam urat dan
asam askorbat sebesar 236 mV. Dengan demikian dapat dilakukan analisis asam
urat dan asam askorbat secara simultan. Limit deteksi asam urat dan asam
askorbat masing-masing adalah 2,0 × 10-6 M dan 1,1 × 10-5 M. Metode ini dapat
digunakan untuk penentuan asam urat dalam matriks urin.
Penelitian lain tentang asam urat juga dilakukan Khasanah et al. (2010)
yang menggunakan monomer asam metakrilat dan asam etilen glikol dimetakrilat
(EGDMA) sebagai cross-linker. Analisis asam urat dengan metode ini
menghasilkan limit deteksi sebesar 5,94 x 10-10 M, dan sensitivitas sebesar 16,405
nA L/µg.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
4
Arwindah (2010) telah melakukan analisis asam urat secara voltammetri
lucutan menggunakan modifikasi elektroda glassy carbon termodifikasi
molecularly imprinted polymer (GC-MIP). Pada penelitian yang menggunakan
monomer anilin tersebut menghasilkan limit deteksi sebesar 0,33 ppb (1,8 x 10-9
M), akurasi sebesar 84,75 % dan sensitivitas sebesar 0,96 µA/ppb. Analisis asam
urat dalam sampel serum dengan metode tersebut masih diganggu asam askorbat
yang ditunjukkan dengan penyimpangan arus antara 2,6 – 4,68 % pada
perbandingan mol asam urat dan asam askorbat 1:10; 1:100; dan 1:1000.
Pada penelitian ini dilakukan pengembangan sensor asam urat dengan cara
memodifikasi elektroda emas dengan moleculary imprinted polymer (MIP). MIP
terbuat dari anilin sebagai monomer, ammonium perokdisulfat sebagai inisiator,
dan asam urat sebagai template. Pada tahap pertama analit yang bertindak sebagai
template dijebakkan dalam rantai polimer. Kemudian template dihilangkan
dengan cara ekstraksi, sehingga terbentuk polimer tercetak molekul asam urat
yang dapat digunakan untuk pengenalan molekul asam urat dalam larutan uji
(Brüggemann, 2002). MIP tersebut kemudian dilapiskan pada elektroda emas
dengan variasi potensial dan waktu pelapisan. Elektroda termodifikasi yang
terbentuk diaplikasikan untuk analisis larutan standar asam urat dan dibandingkan
voltammogram dan arus yang dihasilkan dengan voltammogram dan arus yang
dihasilkan menggunakan elektroda emas, emas-non imprinted polymer (emas-
NIP) dan emas-polianilin. Selanjutnya untuk mengetahui kualitas elektroda
termodifikasi dilakukan uji validitas metode meliputi linieritas, sensitivitas,
presisi, limit deteksi, dan akurasi.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
5
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan, dapat dirumuskan masalah sebagai
berikut.
1. Berapa potensial pelapisan dan waktu pelapisan MIP optimum pada
elektroda emas?
2. Berapa linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi metode
analisis asam urat secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda
modifikasi emas-MIP?
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. mengetahui potensial pelapisan dan waktu pelapisan optimum MIP pada
elektroda emas.
2. mengetahui linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi
metode analisis asam urat secara voltammetri lucutan menggunakan
elektroda modifikasi emas-MIP.
1.4 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat diperoleh elektroda termodifikasi
yang sensitif terhadap asam urat, yang dapat digunakan untuk analisis asam urat
dengan kadar yang sangat rendah dan hasil yang akurat.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Voltammetri
Voltammetri adalah teknik elektroanalitik yang mengukur arus sebagai
fungsi potensial (Mark, 2004). Pada analisis secara voltammetri, potensial
divariasi secara sistematis sehingga analit mengalami oksidasi dan reduksi
dipermukaan elektroda. Analisis asam urat dengan metode ini berjalan pada
kondisi elektroda kerja yang terpolarisasi, dimana kecepatan oksidasi atau reduksi
analit ditentukan oleh kecepatan perpindahan massa analit ke permukaan
elektroda. Hasil pengukuran dengan voltammetri ditampilkan dalam bentuk
voltammogram berupa arus (dalam mikroamper) sebagai fungsi potensial yang
dipasang pada elektroda kerja (Mendham et al., 2000).
Teknik analisis secara voltammetri mempunyai banyak kelebihan
diantaranya mempunyai sensitivitas tinggi, limit deteksi yang rendah, waktu
analisis cepat karena sedikit membutuhkan preparasi sampel, dan dapat
menganalisis dalam jangkauan konsentrasi yang luas. Selain itu, metode ini dapat
digunakan untuk menganalisis analit yang bersifaf elektroaktif baik senyawa-
senyawa golongan anorganik maupun organik. Senyawa organik dapat dianalisis
dengan metode voltammetri berdasarkan pada kemampuan gugus fungsi
mengalami reaksi oksidasi dan reduksi pada permukaan elektroda (Wang, 2000).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
7
2.1.1 Voltammetri lucutan
Teknik voltammetri lucutan merupakan teknik yang sensitif dan selektif
untuk mendeteksi analit dengan konsentrasi yang kecil karena metode ini
memiliki kemampuan untuk mengukur konsentrasi yang sangat rendah (low
detection limit) dan pengoperasiannya sederhana. Berdasarkan reaksi elektrokimia
yang terjadi pada elektroda, voltammetri lucutan dibedakan menjadi anodic
stripping voltammetry (ASV) dan cathodic stripping voltammetry (CSV) (Gunzler
and Williams, 2001). Analisis menggunakan voltammetri lucutan ini terdiri dari
dua tahap, yaitu deposisi (plating) dan lucutan (stripping) (Mendham et al., 2000).
Tahap deposisi merupakan pengumpulan analit secara elektrolitik di permukaan
elektroda pada potensial konstan. Sedangkan tahap lucutan adalah pelepasan
(pelucutan) analit dari elektroda ke dalam larutan.
Analisis secara voltammetri lucutan dipengaruhi oleh beberapa parameter,
seperti potensial akumulasi dan waktu akumulasi analit. Potensial akumulasi
adalah potensial yang diberikan pada elektroda kerja selama proses penempelan
atau akumulasi analit. Potensial yang diberikan akan mempengaruhi sinyal arus
voltammogram yang dihasilkan selama pengukuran. Sedangkan waktu akumulasi
adalah waktu yang diperlukan analit untuk terakumulasi pada permukaan
elektroda kerja. Semakin lama waktu akumulasi maka semakin banyak analit yang
terakumulasi pada elektroda kerja. Pada analisis kadar analit yang sangat rendah
dibutuhkan waktu akumulasi yang lebih lama.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
8
2.1.2 Elektroda
Elektroda adalah komponen voltammetri yang berfungsi sebagai detektor
analit. Sel voltammetri terdiri dari tiga elektroda yaitu elektroda kerja (working
electrode), elektroda pembanding (reference electrode), dan elektroda pembantu
(counter electrode). Ketiga elektroda dicelupkan ke dalam larutan yang
mengandung analit dan elektrolit non reaktif yang disebut elektrolit pendukung
(Gunzler and Williams, 2001).
Elektroda kerja merupakan elektroda tempat reaksi elektrokimia
berlangsung. Elektroda kerja yang digunakan pada voltammetri memiliki
permukaan yang sangat kecil guna meningkatkan polaritas dan meminimalkan
penipisan analit akibat elektrolisis serta meminimalkan kemungkinan interferensi
oleh matriks. Elektroda kerja dapat dibuat dari berbagai macam bahan konduktif.
Bahan konduktif yang biasa digunakan sebagai elektroda dalam voltammetri
adalah grafit, merkuri, emas dan karbon (Thomas and Henze, 2001). Pada
umumnya, elektroda kerja yang digunakan merupakan elektroda mikro
(microelectrodes). Ukuran elektroda yang kecil dapat meningkatkan polarisasi
dan sensitivitas. Selain itu elektroda mikro dapat memberikan respon yang sangat
cepat untuk perubahan potensial (Gunzler and Williams, 2001).
Elektroda pembanding merupakan elektroda dengan harga potensial
setengah sel yang diketahui, konstan dan tidak terpengaruh oleh komposisi larutan
yang sedang dianalisis. Elektroda pembanding memberikan potensial yang stabil
terhadap elektroda kerja yang dibandingkan. Pada teknik voltammetri, beda
potensial diberikan antara elektroda kerja dan elektroda pembanding. Elektroda
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
9
yang sering digunakan sebagai elektroda pembanding adalah Ag/AgCl dan
elektroda kalomel jenuh (SCE). Elektroda ini kuat, mudah dibuat, dan menjaga
agar potensial tetap konstan (Gunzler and Williams, 2001).
Elektroda pembantu adalah elektroda yang berpasangan dengan elektroda
kerja namun tidak berperan dalam penentuan besarnya potensial yang diukur.
Arus yang dihasilkan pada voltammetri diukur antara elektroda kerja dan
elektroda pembantu. Bahan yang sering digunakan sebagai elektroda pembantu
adalah platina atau karbon.
Modifikasi elektroda dengan cara melapiskan senyawa teretentu di
permukaan elektroda menjadi salah satu tanda perkembangan teknologi
voltammetri (Wang, 2000). Modifikasi elektroda tersebut bertujuan untuk
meningkatkan selektivitas dan mengurangi pengaruh matriks sampel pada proses
pengukuran (Gunzler and Williams, 2001). Modifikasi elektroda secara kimia
merupakan pendekatan modern untuk sistem elektroda. Modifikasi elektroda
dapat dilakukan secara self-assembled monolayer (SAM), sol-gel encapsulation of
reactive species, electrocatalytic modified electrode, preconcentrating electrodes,
permselective coatings, dan conducting polymers (Wang, 2000).
2.2 Asam Urat
2.2.1 Gambaran umum
Asam urat mempunyai rumus molekul C5H4N4O3 dengan nama lain yaitu
2,6,8-trioksipurin dan 7,9-dihidro-1H-purin-2,6,8(3H)-trione. Senyawa asam urat
berbentuk kristal putih tidak berasa dan tidak berbau. Komposisi unsur penyusun
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
10
asam urat yaitu 35,72% C; 2,40% H; 33,33% N; dan 28,55% O. Massa molekul
relatif (Mr) senyawa ini sebesar 168,11 g/mol dan massa jenis (ρ) sebesar 1,89
g/mL. Asam urat mudah terdekomposisi oleh panas, akan tetapi asam urat
merupakan senyawa yang sukar larut dalam air (O’Neil, 2001). Struktur asam urat
ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Struktur asam urat
Asam urat merupakan hasil akhir dari metabolisme purin (bentuk turunan
nukleoprotein), yaitu salah satu komponen asam nukleat yang terdapat pada inti
sel-sel tubuh. Secara alamiah, purin terdapat dalam tubuh dan dijumpai pada
semua makanan dari sel hidup, yakni makanan dari tanaman (sayur, buah, kacang-
kacangan) atau pun dari hewan (daging, jeroan, ikan sarden).
Peningkatan kadar asam urat dapat diamati melaui gout. Penyakit ini
disebabkan oleh sintesis asam urat yang berlebihan dalam tubuh, sedangkan
ekskresinya di ginjal sedikit. Asam urat sebetulnya diperlukan tubuh untuk
membentuk inti-inti sel. Namun, yang diperlukan tubuh hanya sedikit. Kadar rata-
rata asam urat di dalam darah atau serum tergantung pada usia dan jenis kelamin.
Sebelum pubertas, kadar asam urat dalam serum laki-laki ± 3,5 mg/dL (35 ppm)
dan setelah pubertas kadarnya menjadi ± 5,2 mg/dL (52 ppm), sedangkan pada
NH
HN
O
NH
NH
O
O
1
23
4
5 67
89
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
11
perempuan kadar asam urat tetap rendah, tapi setelah menginjak pramenopouse
kadarnya meningkat menjadi 4 mg/dL (40 ppm) dan setelah menopouse kadarnya
meningkat lagi menjadi 4,7 mg/dL (47 ppm). Pada usia ini tidak boleh
mengkonsumsi makanan berkalori tinggi secara berlebih (Sci, 2007).
2.2.2 Analisis asam urat
Analisis kadar asam urat dalam bidang kesehatan selama ini dilakukan
dengan menggunakan metode spektrofotometri (Sewell et al., 2002). Untuk
pengukuran senyawa-senyawa yang kadarnya harus tetap terkontrol dalam tubuh,
metode voltammetri telah banyak digunakan dalam beberapa tahun terakhir.
Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan analisis asam urat (AU) dan
asam askorbat (AA) dalam urin dengan metode amperometri menggunakan teknik
flow injection analysis (FIA). Keungulan metode FIA adalah sampel dan reagen
yang digunakan sangat sedikit, waktu analisisnya cepat, dan kapasitas analisisnya
sangat besar. Dalam penelitian ini digunakan elektroda mikro emas yang
dimodifikasi dengan palladium sebagai elektroda kerja. Asam urat dan asam
askorbat masing-masing diukur secara amperometri pada 0,75 dan 0,55 V.
Perlakuan enzimatik dilakukan dengan penambahan askorbat oksidase, uricase,
dan peroksidase pada pH 7. Hasil kurva kalibrasi untuk asam askorbat dan asam
urat linier pada rentang konsentrasi 0,44-2,64 mg/L untuk asam askorbat dan
0,34-1,68 mg/L untuk asam urat dengan standar deviasi relatif (RSD) <1% (Matos
et al., 2000).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
12
2.3 Polimer
Polimer merupakan molekul besar yang dibentuk oleh penggabungan
berulang secara kovalen senyawa kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-
kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat
polimer. Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa
molekul yang sangat besar. Istilah polimer diturunkan dari bahasa Yunani Poly,
yang berarti “banyak” dan mer, yang berarti “bagian” (Odian, 2004).
2.3.1 Macam-macam polimer
Berdasarkan reaksi polimerisasinya, polimer dibedakan menjadi dua
macam yaitu: polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Polimer adisi adalah
polimer yang terbentuk karena reaksi adisi. Reaksi adisi adalah reaksi
penambahan (satu sama lain) molekul-molekul monomer berikatan rangkap atau
siklis dengan adanya suatu pemicu berupa radikal bebas atau ion (Odian, 2004).
Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan
rangkap dengan melakukan reaksi dengan cara membuka ikatan rangkap (reaksi
adisi) dan menghasilkan senyawa polimer dengan ikatan jenuh. Mekanisme reaksi
polimerisasi adisi ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Mekanisme reaksi polimerisasi adisi
Sedangkan polimer kondensasi adalah polimer yang terjadi karena reaksi
kondensasi (reaksi bertahap). Mekanisme reaksi polimer dapat ditunjukkan melaui
C C
R'
H
R
H
+ C C
R'
H
R
H
+ ..... C C C C
H
R'RR'R
H H H
hv
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
13
reaksi kondensasi senyawa yang memiliki bobot molekul rendah yaitu reaksi dua
gugus aktif dari 2 molekul monomer yang berbeda dengan melepaskan molekul
kecil, seperti H2O dan CH3OH (metanol). Polimerisasi ini terjadi pada monomer-
monomer yang mempunyai gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Selain
menghasilkan polimer, polimerisasi kondensasi juga menghasilkan zat lain yang
struktur molekulnya sederhana (kecil). Reaksi polimerisasi kondensasi
ditunjukkan pada Gambar 2.3.
N
H
H (CH2)6 N
H
H + H O C (CH2)4
O
C
O
O H * N
H
C *
O
+ H2O
Gambar 2.3 Reaksi polimerisasi kondensasi
Mekanisme reaksi polimerisasi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu tahap
inisiasi, tahap propagasi dan tahap terminasi. Pada tahap inisiasi dibentuk sisi
aktif yang memungkinkan terjadinya reaksi polimerisasi. Pada tahap ini dimulai
dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal
bebas yang terbentuk. Tahap propagasi ditandai dengan pemanjangan rantai atau
bertambahnya berat molekul. Dalam tahap propagasi ini terjadi kembali reaksi
adisi pada radikal bebas yang terbentuk pada tahap inisiasi. Sedangkan pada tahap
terminasi terjadi deaktifasi untuk menghasilkan produk akhir berupa polimer yang
stabil. Tahap ini terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh
dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator atau antara radikal polimer
yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk
polimer dengan berat molekul tinggi (Wallace, et.al., 2003).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
14
2.3.2 Molecularly imprinted polymer
Molecularly imprinted polymer (MIP) dapat dibuat dengan mereaksikan
polimer dengan analit kemudian analit dikeluarkan dari jaringan polimer sehingga
membentuk cetakan yang spesifik. Teknik ini mempunyai banyak kelebihan yaitu
prosesnya tidak mahal, menghasilkan polimer yang selektif dan mampu bekerja
dalam berbagai media (Yan and Ramström, 2005).
Gambar 2.4 Proses pembuatan MIP (Komiyama, et al., 2003)
Pembuatan MIP terdiri dari 3 tahap yaitu tahap pertama dimulai dengan
pembentukan kompleks antara molekul target (template) dan gugus fungsi dari
monomer yang berikatan secara kovalen atau non kovalen. Selanjutnya terjadi co-
polimerisasi antara kompleks yang terbentuk dengan penghubung silang dalam
pelarut yang inert. Kemudian terjadi reaksi polimerisasi dan penghilangan
template dari polimer dengan cara ekstraksi ataupun cara lain (Komiyama et al.,
2003). Pada reaksi polimerisasi ini cross-linker digunakan untuk membuat ikatan
antara rantai polimer dengan polimer yang lain. Sedangkan inisiator digunakan
(3) Penghilangan template
Monomer fungsional
Molekul template
(1) Kompleksasi
(2) Polimerisasi
Pengenalan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
15
untuk meningkatkan kecepatan polimerisasi. Namun tidak semua reaksi
polimerisasi memerlukan cross-linker dan inisiator.
2.3.3 Polianilin
Polianilin (PANi) merupakan salah satu bahan polimer konduktif yang
banyak dikaji pada lebih dari dua dekade terakhir karena sifat fisika dan kimianya
yang khas sehingga memiliki potensi untuk diaplikasikan pada berbagai bidang.
Bahan polimer konduktif ini sangat unik yaitu dapat mengalami perubahan sifat
listrik dan optik yang dapat balik (reversible) melalui reaksi redoks dan doping-
dedoping atau protonasi-deprotonasi sehingga sangat potensial dimanfaatkan pada
berbagai aplikasi (Maddu et al., 2008). Struktur polianilin dapat ditunjukkan pada
Gambar 2.4.
Gambar 2.5 Struktur polianilin
Beberapa faktor yang mempengaruhi proses polimerisasi anilin dengan
cara oksidasi kimia antara lain, waktu polimerisasi, konsentrasi oksidator dan
rasio mol anilin dan oksidator (Marcos et al., 2000). Faktor-faktor tersebut
menyebabkan reaksi kopling kimia yang terjadi antar kation anilium semakin
bertambah sehingga panjang rantai dan berat molekul polianilin yang terbentuk
akan semakin bertambah. Reaksi polimerisasi polianilin ditunjukkan pada Gambar
2.6 (tahap inisiasi), Gambar 2.7 (tahap propagasi), dan Gambar 2.8 (tahap
terminasi).
HN
HN
HN
n
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
16
Gambar 2.6 Tahap inisiasi polimerisasi polianilin
Gambar 2.7 Tahap propagasi polimerisasi polianilin
S
O
H4NO
OO
O
S
O
ONH4O
S
O
O
O
+ S
O O
ONH4O
S
O
O O
H4NO
+
NH2 NH2NH2 NH3
NH2
NH2
NH
+HNH2N N
HH2N
NH
NH2+NH2
NH
HN NH2
NH
NH
NH2
NH
NH
NH2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
17
Gambar 2.8 Tahap terminasi polimerisasi polianilin
NH
NH
H2NH2N
H2N NH
NH
HN
H
H2N NH
NH
NH
N NH
NH
HN
H n
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
18
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik dan
Laboratorium Instrumentasi Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Airlangga dan Laboratorium Instrumentasi Jurusan Kimia Universitas
Negeri Surabaya mulai bulan Januari – Juni 2012.
3.2 Bahan Penelitian
Bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini adalah asam urat, anilin,
asam klorida, amonium peroksodisulfat, natrium hidroksida, dimetil sulfoksida,
asam asetat glasial, dan natrium asetat anhidrat. Semua bahan kimia berderajat
kemurnian pro analisis. Sedangkan air yang digunakan adalah akuabides.
3.3 Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah 797 Voltammetry
Computrace (MVA System-1) yang dilengkapi dengan wadah sampel, pengaduk
magnetik, processor unit, komputer pribadi (PC), elektroda kerja emas, elektroda
pembanding Ag/AgCl dan elektroda counter Pt, mikropipet, pH meter serta
peralatan pendukung lain.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
19
3.4 Skema Kerja
Pembuatan larutan buffer dan larutan asam urat
Pembuatan polimer, NIP, dan MIP
Pelapisan MIP pada elektroda emas
Potensial (-) 600 – 600 mVWaktu deposisi : 30 - 150 dt
Optimasi parameter analisis/pengukuran
Uji kinerja elektroda
Pembuatan kurva standar
Uji validitas metode
Karakterisasi IR
emas, emas-NIP, emas-MIP dan emas-polimer
Linieritas Limit deteksi Sentivitas Presisi Akurasi
Waktu akumulasi : 30 - 150 dt
Konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppb
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
20
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Pembuatan larutan bufer
3.5.1.1 Pembuatan larutan asam asetat 2M
Sebanyak 11,5 mL asam asetat glasial dimasukkan ke dalam gelas beker
yang telah berisi 50 mL air, kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100
mL dan diaduk hingga homogen.
3.5.1.2 Pembuatan larutan natrium asetat 2M
Sebanyak 16,4 gram CH3COONa dilarutkan dalam air pada gelas beker,
kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100 mL dan diaduk hingga
homogen.
3.5.1.3 Pembuatan larutan bufer asetat pH 4
Larutan bufer asetat pH 4 dibuat dengan mencampurkan 42,6 mL
CH3COOH 2M dan 7,4 mL CH3COONa 2M kemudian diencerkan dengan air
hingga 100 mL dengan air. Selanjutnya pH larutan diukur dengan pH-meter.
Ditambahkan CH3COONa 2M apabila pH bufer terlalu asam dan ditambahkan
CH3COOH 2M apabila pH bufer terlalu basa sampai pH yang diinginkan.
3.5.2 Pembuatan larutan asam urat
3.5.2.1 Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm
Sebanyak 0,1000 gram asam urat dilarutkan dalam NaOH 50% (b/b)
hingga larut sempurna dalam gelas beker 100 mL, kemudian dipindahkan secara
kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan air sampai tanda
batas serta dikocok hingga homogen.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
21
3.5.2.2 Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm, 1 ppm, 30 ppb dan 5 ppb
Sebanyak 1,0 mL larutan induk asam urat 1000 ppm dipindahkan ke dalam
labu ukur 100 mL secara kuantitatif kemudian diencerkan dengan air sampai tanda
batas dan dihomogenkan sehingga larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 10
ppm (5,95 x 10-5 M).
Sebanyak 10,0 mL larutan kerja asam urat 10 ppm dipindahkan ke dalam
labu ukur 100 mL secara kuantitatif. Diencerkan dengan air sampai tanda batas
dan dihomogenkan sehingga larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 1 ppm
(5,95 x 10-6 M). Larutan ini selalu dibuat baru.
Sebanyak 3,0 mL larutan kerja asam urat 1 ppm dipindahkan ke dalam
labu ukur 100 mL secara kuantitatif, dan diencerkan dengan air sampai tanda
batas dan dihomogenkan. Larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 30 ppb
(1,79 x 10-4 M). Larutan ini selalu dibuat baru.
Sebanyak 0,5 mL larutan kerja asam urat 1 ppm dipindahkan secara
kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL, dan diencerkan dengan air sampai tanda
batas dan dihomogenkan sehingga larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 5
ppb (2,98 x 10-5 M). Larutan ini selalu dibuat baru.
3.5.3 Pembuatan HCl 1M
Sebanyak 4 mL HCl 37 % dipindahkan ke dalam labu ukur 50 mL secara
kuantitatif, kemudian diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok
hingga homogen.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
22
3.5.4 Pembuatan polimer, non imprinted polymer (NIP), dan molecularly imprinted polymer (MIP)
Non imprinted polymer (NIP) dibuat dengan cara mencampurkan anilin,
amonium peroksodisulfat, dan asam urat dengan perbandingan mol 2:1:0,1
(Sreenivasan, 2007). Sebanyak 0,0336 gram asam urat ditambah secara tetes demi
tetes dengan 0,4 mL anilin yang telah dilarutkan dalam 7,5 mL HCl, kemudian
diaduk menggunakan pengaduk magnetik selama 30 menit pada suhu 500C.
Selanjutnya ditambahkan sebanyak 0,5000 gram amonium peroksodisulfat yang
telah dilarutkan dengan 25 mL air dan disimpan pada suhu 250C sehingga
terbentuk endapan berwarna hijau pekat. Kemudian endapan yang telah terbentuk
dicuci dengan HCl 1 M. Setelah itu endapan dikeringkan sehingga terbentuk
serbuk NIP yang berwarna hijau pekat. Polimer anilin dibuat dengan cara yang
sama dengan NIP tetapi tanpa penambahan asam urat. NIP dan polimer yang telah
dibuat dikarakterisasi menggunakan FTIR.
MIP dibuat dengan mencuci 0,0731 gram NIP menggunakan 25 mL air
panas selama 20 menit pada suhu 500C kemudian disentrifuge (Arwindah, 2010),
dan dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan (Lakshmi et.al., 2006). Setelah itu
endapan dikeringkan sehingga terbentuk serbuk MIP berwarna hijau pekat. MIP
yang telah terbentuk dikarakterisasi menggunakan spektrofotometri FTIR.
3.5.5 Pelapisan MIP pada emas
Sebanyak 0,0050 gram MIP dilarutkan dalam 50 mL dimetil sulfoksida
(DMSO) kemudian larutan diambil 20 mL dan dimasukkan ke dalam wadah
sampel. Ke dalam wadah lain ditambahkan sebanyak 20 mL larutan 30 ppb dan 2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
23
mL bufer asetat pH 4. Larutan MIP dilapiskan pada elektroda emas secara
voltammetri dengan variasi potensial deposisi dari -600 mV sampai dengan 600
mV. Elektroda yang telah dimodifikasi digunakan untuk analisis asam urat 30
ppb. Hasil yang diperoleh dari optimasi potensial deposisi MIP digunakan untuk
melakukan optimasi waktu deposisi MIP pada permukaan elektroda emas. Waktu
deposisi divariasi dari 30 - 150 detik dengan interval 30 detik.
3.5.6 Uji kinerja elektroda emas-MIP
Elektroda emas termodifikasi MIP digunakan untuk analisis larutan asam
urat 5 ppb, kemudian hasilnya dibandingkan dengan hasil analisis asam urat 5
ppb menggunakan elektroda emas, elektroda emas-NIP, dan elektroda emas-
PANi.
3.5.7 Optimasi waktu akumulasi asam urat pada elektroda emas-MIP
Larutan asam urat 5 ppb sebanyak 20 mL dimasukkan ke dalam wadah
sampel dan ditambahkan bufer asetat pH 4 sebanyak 2 mL, kemudian dianalisis
secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda emas-MIP. Waktu akumulasi
divariasi mulai 30 - 150 detik dengan interval 30 detik. Replikasi dilakukan
sebanyak tiga kali untuk masing-masing waktu akumulasi.
3.5.8 Pembuatan kurva standar asam urat
Dibuat larutan standar asam urat konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppb dengan
memindahkan secara kuantitatif 50; 100; 150; 200; dan 250 µL larutan kerja
asam urat 1 ppm ke dalam labu ukur 50 mL kemudian ditambahkan 2 mL larutan
bufer asetat pH 4 diencerkan dengan air sampai tanda batas. Masing-masing
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
24
larutan diambil sebanyak 20 mL kemudian dipindahkan ke wadah sampel dan
dianalisis dengan elektroda emas-MIP. Masing-masing pengukuran dilakukan 2
kali pengulangan (duplo). Selanjutnya dibuat kurva standar antara konsentrasi
larutan standar asam urat dan arus, kemudian dibuat regresi liniernya.
y = a + bx ........................ (3.1)
dengan ketentuan y = arus, a = intersep, b = slope, x = konsentrasi larutan standar
asam urat.
3.5.9 Uji validitas metode
Validasi metode adalah suatu penilaian terhadap parameter tertentu
berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter
tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya. Validasi metode ini
dilakukan untuk mengetahui kelayakan metode yang digunakan. Parameter yang
digunakan untuk menyatakan validitas metode antara lain linieritas, presisi,
sensitivitas, limit deteksi dan akurasi.
3.5.9.1 Linieritas
Pada penelitian ini linieritas dinyatakan dengan harga koefisien korelasi (r)
persamaan regresi kurva standar. Linieritas antara konsentrasi dengan respon arus
dikatakan baik apabila harga koefisien korelasi (r) regresi linier mendekati 1
(Miller and Miller, 1988). Adanya korelasi linier antara respon arus dan
konsentrasi analit ditunjukkan dengan uji t, kemudian dibandingkan antara harga
thitung dan ttabel.
..................................... (3.2)21
)2(
r
nrthitung
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
25
Dengan ketentuan thitung adalah besarnya nilai t yang diperoleh dari perhitungan
menggunakan persamaan 3.2, r adalah harga koefisien korelasi dan n adalah
jumlah larutan standar yang diukur. Koefisien korelasi diterima jika thitung > t tabel. t
tabel adalah nilai t yang diperoleh dari tabel dengan tingkat kepercayaan 95% (p =
0,05%). Koefisien korelasi diterima jika thitung > ttabel.
3.5.9.2 Presisi (ketelitian)
Pada penelitian ini ketelitian ditentukan dengan menghitung simpangan
baku (standar deviasi/SD) dan koefisien variasi (KV) arus masing–masing
konsentrasi larutan standar.
SD =
1
2
n
xxi ......................................... (3.3)
KV = x
SDx 100% ....................................... (3.4)
Dengan ketentuan SD adalah standar deviasi, KV adalah koefisien variasi, xi
adalah arus pada masing–masing pengukuran, x adalah arus rata-rata, dan n adalah
jumlah replikasi (Miller and Miller, 1988).
3.5.9.3 Sensitivitas
Sensitivitas pada penelitian ini ditentukan dari nilai slope kurva standar.
Semakin besar nilai slope menyatakan bahwa perubahan konsentrasi analit sedikit
saja menyebabkan perubahan arus yang besar, sehingga sensitivitas metode
dikatakan baik jika harga slope kurva standar tinggi (Miller and Miller, 1988),
namun tetap harus mempertimbangkan sinyal noise.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
26
3.5.9.4Limit deteksi
Limit deteksi ditentukan dengan menggunakan data kurva standar yang
dihitung dengan persamaan 3.5 dan 3.6.
YLOD = Ybl + 3Sbl……………………………………. (3.5)
YLOD = a + 3Sx/y…………………………………….. (3.6)
Dengan ketentuan Y LOD adalah sinyal terkecil yang masih terdeteksi, Sbl adalah
Sx/y (standar deviasi sinyal blanko) =
2
ˆ 2
n
yyi , Ybl adalah a adalah sinyal
blanko (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-
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 and Miller, 1988).
3.5.9.5 Akurasi
Akurasi adalah seberapa dekat konsentrasi hasil pengukuran asam urat
dengan konsentrasi asam urat yang sebenarnya. Pada penelitian ini dilakukan
analisis larutan asam urat 1 – 5 ppb kemudian nilai arus hasil analisis
disubtitusikan ke dalam persamaan regresi kurva standar. Akurasi ditentukan
menggunakan persamaan 3.7
R = Csp
Ks× 100 % .................................................... (3.7)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
27
Dengan ketentuan R adalah persen akurasi, Csp adalah konsentrasi larutan standar
yang diperoleh dengan mensubstitusi arus asam urat yang terukur ke dalam
persamaan regresi kurva standar, dan Ks adalah konsentrasi standar asam urat.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
28
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Polimer, NIP, dan MIP
Non Imprinted Polymer (NIP) dibuat dengan cara mereaksikan monomer
anilin, inisiator amonium peroksodisulfat, dan template asam urat dengan
perbandingan mol 2:1:0,1 (Sreenivasan, 2007). Pada pembuatan polimer ini
digunakan monomer anilin karena struktur anilin yang mempunyai sisi aktif yang
dapat berinteraksi secara elektrokimia dengan gugus karbonil dari asam urat pada
saat pelapisan MIP. Polianilin merupakan polimer terkonjugasi yang memiliki
kestabilan yang tinggi dan bersifat reversible dalam proses doping-dedoping. Pada
penelitian ini digunakan inisiator amonium peroksodisulfat yang merupakan
senyawa tidak stabil dan mudah membentuk radikal dengan cara mengoksidasi
anilin.
Oksidasi anilin oleh inisiator amonium peroksodisulfat lebih efektif karena
adanya HCl yang dapat menambah kelarutan anilin dengan membentuk kation
anilinium (Wallace, et.al., 2003). Polimerisasi dilakukan pada suhu 50oC dan
diaduk menggunakan pengaduk magnetik selama 30 menit. Kemudian dibiarkan
selama 12 jam pada suhu 25oC agar proses polimerisasi terjadi dengan sempurna.
Polianilin dan NIP yang terbentuk berupa endapan berwana hijau pekat. NIP yang
terbentuk dicuci menggunakan HCl untuk menghilangkan sisa-sisa residu anilin
dan (NH4)2S2O8 yang tidak bereaksi (Maddu et al., 2008). Setelah itu endapan
dikeringkan sehingga diperoleh serbuk NIP.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
29
Pada pembuatan NIP diduga terjadi ikatan hidrogen antara gugus karbonil
(C=O) dari asam urat dan amina sekunder (N-H) dari polianilin. Prakiraan ikatan
antara polianilin dan asam urat dapat dilihat pada Gambar 4.1. Foto padatan
polianilin dan serbuk NIP yang terbentuk ditampilkan pada Gambar 4.2.
Gambar 4.1 Ikatan yang terbentuk antara polianilin dan asam urat
(a) (b)
Gambar 4.2 (a) Padatan polianilin dan (b) serbuk non imprinted polymer (NIP)
NH
HN
O
NH
NH
O
O
NH
NH
n
HN
HN
n
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
30
Molecularly imprinted polymer (MIP) dibuat dengan cara mengekstrasi
asam urat dari NIP. NIP dalam tabung sentrifuge ditambah 25 mL air panas
kemudian disentrifuge untuk memisahkan padatan dan filtrat. Ekstraksi dilakukan
sebanyak 3 kali, dengan masing-masing selama 20 menit, pada suhu 50oC. Pada
akhir ekstraksi diperoleh endapan berwarna hijau pekat yang kemudian
dikeringkan sehingga terbentuk serbuk MIP. Cetakan asam urat pada MIP
ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Cetakan asam urat pada MIP
4.2 Karakterisasi Polianilin, NIP, dan MIP
Polianilin, NIP, dan MIP yang telah disintesis kemudian dianalisis
menggunakan FTIR. Spektra anilin dan polianilin dapat dilihat pada Gambar 4.4.
NH
HN
O
NH
NH
O
O
NH
NH
n
HN
HN
n
Cetakan MIP
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Gambar 4.4
Pada Gambar 4.3 terlihat bahwa terdapat dua puncak pada bilangan
gelombang 3371 cm
sekunder (N-H). Sedangkan pada spektrum polianilin sudah tidak terlihat dua
puncak pada bilangan gelo
terdapat pita pada bilangan gelombang 1149 cm
ikatan C=N terprotonasi.
gelombang 1242 cm
terpolimerisasi menjadi polianilin
% T
˗˗˗
3433
˗˗
˗33
71
Gambar 4.4 Spektra FTIR anilin dan polianilin (PANi)
Pada Gambar 4.3 terlihat bahwa terdapat dua puncak pada bilangan
gelombang 3371 cm-1 dan 3433 cm-1 yang merupakan pita dari gugus amina
H). Sedangkan pada spektrum polianilin sudah tidak terlihat dua
puncak pada bilangan gelombang sekitar 3300 – 3400 cm-1. Selain itu
terdapat pita pada bilangan gelombang 1149 cm-1 yang merupakan serapan dari
ikatan C=N terprotonasi. Sedangkan vibrasi stretching C-N terlihat pada bilangan
gelombang 1242 cm-1. Sehingga dapat disimpulkan bahwa anilin sudah
terpolimerisasi menjadi polianilin.
Gambar 4.5 Spektra FTIR NIP dan MIP
˗˗˗
1620
˗˗˗
1149
˗˗˗
1273
˗˗˗1
620
˗˗˗1
303
˗˗˗1
249
31
(PANi)
Pada Gambar 4.3 terlihat bahwa terdapat dua puncak pada bilangan
dari gugus amina
H). Sedangkan pada spektrum polianilin sudah tidak terlihat dua
. Selain itu juga
yang merupakan serapan dari
N terlihat pada bilangan
bahwa anilin sudah
NIP
MIP
Anilin
PANi
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
32
Pada Gambar 4.5 menunjukkan perbedaan spektra NIP dan MIP. Hal
tersebut terlihat pada bilangan gelombang sekitar 1620 cm-1 yang merupakan
serapan dari gugus C=C. Sedangkan pita serapan pada daerah sekitar 1303 cm-1
dan 1249 cm-1 masing-masing merupakan serapan dari gugus C-N dan C=N.
Namun tidak ada terdapat puncak pada daerah sekitar 1715 cm-1 yang merupakan
serapan dari gugus C=O asam urat yang menandakan asam urat belum terikat
pada polimer. Hal tersebut mungkin disebabkan karena perbandingan mol anilin,
amonium peroksodisulfat, dan asam urat yang kurang tepat. Sehingga diduga
tidak terjadi ikatan hidrogen antara asam urat dan PANi. Selain itu analisis FTIR
yang tidak kuantitatif menyebabkan pengurangan atau penambahan gugus fungsi
tidak dapat menggunakan intentitas spektra. Terbentuknya NIP dan MIP dapat
dijelaskan dengan uji kinerja elektroda pada Sub bab 4.5.
4.3 Pelapisan MIP pada Elektroda Emas secara Voltammetri Lucutan
Prinsip analisis asam urat menggunakan voltammetri lucutan ini adalah
reaksi redoks. Dari reaksi redoks tersebut akan menghasilkan arus yang besarnya
tergantung pada konsentrasi analit dalam larutan sampel. Arus tersebut dihasilkan
dari aliran elektron pada antarmuka larutan elektrolit dan elektroda kerja (Gunzler
and Williams, 2001).
Pada penelitian ini dilakukan analisis asam urat secara voltammetri lucutan
menggunakan elektroda emas yang dilapisi dengan MIP. Pada tahap pertama
dilakukan optimasi potensial pelapisan MIP yaitu pada rentang -0,60 – 0,60 Volt.
Potensial pelapisan adalah potensial yang dipasang pada elektroda kerja emas saat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
33
MIP dilapiskan pada elektroda emas tersebut. Pada optimasi ini digunakan larutan
uji asam urat 30 ppb. Puncak asam urat terdeteksi pada potensial 0,196 V dengan
potensial pelapisan 0,3 V dan waktu pelapisan 15 detik. Data arus dari masing-
masing potensial ditunjukkan pada Tabel 4.1. Sedangkan kurva hubungan arus
larutan asam urat 5 ppb dengan potensial pelapisan MIP pada elektroda emas
ditampilkan pada Gambar 4.6.
Tabel 4.1 Data hasil analisis asam urat pada berbagai potensial pelapisan MIP pada elektroda emas
No.Potensial
akumulasi MIP (V)
Arus asam urat
(nA)
Lebar dasar puncak (cm)
Kemiringan dasar puncak (°)
1. -0,6 295,5 8,6 92. -0,5 358,3 8,6 83. -0,4 445,1 8,5 94. -0,3 537,5 8,8 95. -0,2 600,3 9,0 116. -0,1 685,4 9,2 107. 0 1339 9,1 58. 0,1 1587 9,2 49. 0,2 1786 9,3 310. 0,3 1892 9,0 311. 0,4 1929 9,0 412. 0,5 1861 7,9 513. 0,6 1596 9,2 5
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
34
Gambar 4.6 Kurva hubungan arus larutan asam urat 5 ppb dengan potensial pelapisan MIP pada elektroda emas
Dari data pada Tabel 4.1 diperoleh rentang potensial kerja yang dijadikan
pertimbangan sebagai potensial yang akan digunakan untuk proses analisis
selanjutnya yaitu 0,20 – 0,50 V. Hal tersebut dikarenakan pada rentang potensial
0,20 – 0,50 V menghasilkan arus yang besar dengan perbedaan arus yang tidak
terlalu jauh. Pertimbangan tersebut berdasarkan empat faktor, yaitu besar sinyal
arus, bentuk puncak, lebar dasar puncak (base line) dan kemiringan dasar puncak
terhadap sumbu x. Karena memiliki bentuk puncak yang bagus, arus yang besar,
base line yang sempit, dan kemiringan yang kecil, maka pada proses analisis
selanjutnya digunakan potensial 0,3 Volt. Voltammogram asam urat 30 ppb pada
potensial pelapisan MIP 0,3 V dapat dilihat pada Gambar 4.7.
0
500
1000
1500
2000
2500
-0,7 -0,5 -0,3 -0,1 0,1 0,3 0,5 0,7
Aru
s (n
A)
Potensial pelapisan (V)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
35
Gambar 4.7 Voltammogram asam urat 30 ppb pada potensial pelapisan MIP
4.4 Optimasi Waktu Akumulasi Asam Urat pada Elektroda Emas-MIP
Optimasi waktu pelapisan dilakukan pada potensial akumulasi 0,3 V dan
waktu akumulasi 30 – 150 detik dengan interval 30 detik. Data optimasi waktu
pelapisan dapat dilihat pada Tabel 4.3. Sedangkan kurva hubungan arus asam urat
dengan waktu akumulasi disajikan pada Gambar 4.8.
Tabel 4.2 Data arus dan potensial puncak hasil analisis asam urat 30 ppb pada berbagai waktu pelapisan MIP
No.Waktu pelapisan
MIP (detik)Potensial
puncak (V)Arus (nA)
1. 30 0,232 289,52. 60 0,226 300,43. 90 0,238 366,94. 120 0,208 473,15. 150 0,202 501,4
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)
500n
1.00u
1.50u
2.00u
2.50u
I (A)
Asam Urat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
36
Gambar 4.8 Kurva hubungan arus asam urat dengan waktu pelapisan MIP pada elektroda emas
Dari data pada Tabel 4.3 dipilih waktu akumulasi 90 detik karena memiliki
bemtuk voltammogram bagus, arus besar, lebar dasar puncak kecil, dan
kemiringan dasar puncak yang kecil. Waktu akumulasi 150 detik memberikan
arus yang paling besar, tetapi tidak dipilih sebagai waktu optimum karena
pertimbangan efesiensi waktu. Voltammogram asam urat 30 ppb pada waktu
pelapisan MIP 90 detik ditunjukkan oleh Gambar 4.9.
0
100
200
300
400
500
600
0 30 60 90 120 150 180
Arus
(nA)
Waktu pelapisan (detik)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
37
Gambar 4.9 Voltammogram asam urat 30 ppb pada waktu pelapisan MIP 90
4.5 Uji Kinerja Elektroda Emas-MIP
Uji kinerja elektroda dilakukan dengan menggunakan elektroda emas-MIP
untuk menganalisis larutan asam urat 5 ppb pada kondisi potensial dan waktu
pelapisan optimum. Selanjutnya hasil analisis asam urat menggunakan elektrode
emas-MIP dibandingkan dengan hasil analisis menggunakan elektroda emas,
elektroda emas-NIP, dan elektroda emas-PANi. Hasil uji kinerja elektroda
ditampilkan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data arus asam urat 5 ppb hasil analisis dengan elektroda emas-MIP, emas-PANi, emas-NIP, dan emas
No. Jenis ElektrodaPotensial Puncak
(V)Arus (µA)
1. Emas-PANi 0,220 40,6052. Emas-NIP 0,226 39,8703. Emas-MIP 0,120 38,7904. Emas 0,214 49,610
0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)
100n
200n
300n
400n
500
I (A)
Asam Urat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
38
Dari data pada Tabel 4.3 terlihat bahwa analisis asam urat menggunakan
elektroda emas menghasilkan arus paling besar daripada elektroda yang lain. Hal
tersebut dikarenakan luas permukaan elektroda emas yang dapat digunakan untuk
kontak dengan analit lebih besar dibanding elektroda yang dilapisi polimer.
Dengan demikian jumlah analit yang terakumulasi pada elektroda emas juga
banyak, sehingga arus yang dihasilkan dari analisis menggunakan elektroda emas
juga besar.
Elektroda emas-PANi menghasilkan arus yang lebih besar daripada
elektroda emas-MIP dan emas-NIP. Hal tersebut disebabkan karena PANi
memiliki pori-pori yang banyak dan lebar sehingga memungkinkan untuk
dimasuki oleh analit, sehingga menghasilkan arus yang besar.
Analisis asam urat menggunakan elektroda emas-NIP seharusnya
menghasilkan arus yang lebih kecil, karena sisa asam urat yang belum terekstraksi
menyebabkan pori-pori elektroda tertutup oleh asam urat dan menghalangi asam
urat dari larutan menuju elektroda emas. Sehingga kontak analit dengan emas
menjadi berkurang. Namun, pada penelitian ini analisis asam urat menggunakan
elektroda emas-NIP menghasilkan arus yang lebih besar dari elektroda emas-MIP.
Hal ini disebabkan oleh asam urat yang belum diekstraksi lepas dari NIP selama
proses analisis dan bercampur dengan analit sehingga arus yang terukur semakin
bertambah besar.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
39
4.6 Pembuatan Kurva Standar
Kurva standar pada penelitian ini dibuat dari data hasil analisis larutan
standar asam urat konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppb. Analisis dilakukan
menggunakan elektroda emas-MIP pada potensial optimum dan waktu akumulasi
optimum. Data hasil analisis pengukuran larutan standar asam urat disajikan pada
Tabel 4.4. Sedangkan kurva standar asam urat dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Tabel 4.4 Data hasil analisis larutan standar asam urat
No.Konsentrasi Asam
Urat (ppb)Arus (µA) Arus rata-rata
(µA)I II1. 1 14,12 14,40 14,2602. 2 14,69 15,50 15,0953. 3 15,55 15,79 15,6704. 4 16,18 15,96 16,0705. 5 17,02 16,16 16,590
Gambar 4.10 Kurva standar asam urat
Pada penelitian ini diperoleh persamaan kurva standar asam urat y =
0,563x + 13,84 dengan koefisien korelasi (r) = 0,9904. Persamaan kurva standar
yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk uji validitas metode.
y = 0,563x + 13,84R² = 0,981
14
14,5
15
15,5
16
16,5
17
0 1 2 3 4 5 6
Aru
s (µ
A)
Konsentrasi (ppb)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
40
4.7 Uji Validitas Metode
4.7.1 Linieritas
Linieritas menyatakan hubungan antara konsentrasi asam urat yang
dianalisis dengan sinyal arus yang ditimbulkan. Linieritas antara konsentrasi
dengan respon arus dinyatakan baik apabila harga koefisien korelasi (r) persamaan
regresi linier mendekati 1. Adanya hubungan linier antara respon arus dan
konsentrasi analit ditunjukkan dengan uji t. Koefisien korelasi diterima jika thitung
> t tabel. Dari hasil penelitian (Lampiran 7) maka diperoleh thitung = 12,4485,
sedangkan nilai ttabel = t(3;0;05) = 2,353.
Karena thitung = 12,4485 > ttabel = 2,353 maka disimpulkan bahwa terdapat
hubungan linieritas antara konsentrasi dan arus larutan asam urat. Arus larutan
semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi larutan yang dianalisis.
4.7.2 Presisi (ketelitian)
Pada penelitian ini presisi (ketelitian) ditentukan dari harga koefisien
variasi (%KV) dan standar deviasi dari hasil pengukuran masing-masing
konsentrasi larutan standar asam urat. Harga %KV yang diperoleh pada
konsentrasi asam urat 1 – 5 ppb mempunyai rentang 0,9683 % sampai 3,7940 %.
Data % KV pada masing-masing konsentrasi larutan standar asam urat dapat
dilihat pada Tabel 4.5.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
41
Tabel 4.5 Data % KV hasil pengukuran masing-masing konsentrasi larutan standar asam urat
No.Konsentrasi Asam
Urat (ppb)Arus (µA)
% KVI II
1. 1 14,12 14,40 1,38842. 2 14,69 15,50 3,79403. 3 15,55 15,79 1,08304. 4 16,18 15,96 0,96835. 5 17,02 16,16 3,6655
Harga % KV yang diperoleh tersebut berbeda dari % KV yang diperoleh
pada penelitian Tambunan (2010). Dengan metode yang sama, pada penelitian
tersebut menghasilkan % KV dengan rentang 7,75 % sampai 12,8 %. Sehingga
dapat disimpulkan bahwa penelitian ini mempunyai presisi yang lebih baik karena
menghasilkan % KV dengan rentang yang lebih kecil.
4.7.3 Sensitivitas
Pada penelitian ini, sensitivitas ditentukan dari nilai kemiringan (slope)
kurva standar. Persamaan kurva standar yang diperoleh adalah y = 0,563x +
13,84. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sensitivitas dari metode analisis asam
urat secara voltammetri menggunakan elektroda emas-MIP sebesar 7,93 µA/ppb
cm-2. Hal ini menunjukkan akan terjadi perubahan arus sebesar 7,93 µA setiap
kenaikan konsentrasi asam urat 1 ppb dan luas area 1 cm-2. Hasil tersebut berbeda
dengan sensitivitas pada penelitian Tambunan (2010) yaitu sebesar 0,227 μA/ppb.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa penelitian ini lebih sensitif dibandingkan
dengan penelitian Tambunan (2010).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
42
4.7.4 Limit deteksi
Pada penelitian ini limit deteksi adalah konsentrasi asam urat terkecil yang
masih dapat dideteksi dengan baik oleh elektroda emas termodifikasi MIP. Limit
deteksi ditentukan dari persamaan kurva standar asam urat yang dihitung dengan
persamaan 3.5 dan 3.6.
Limit deteksi yang diperoleh pada penelitian ini sebesar 0,7625 ppb yang
berarti kadar analit terkecil yang bisa diukur oleh elektroda emas-MIP adalah
0,7625 ppb. Limit deteksi ini lebih kecil daripada limit deteksi yang dihasilkan
pada penelitian Zhao et. al (2010) yaitu sebesar 0,336 ppm (2,0 × 10-6 M). Hal
tersebut berarti elektroda termodifikasi MIP tidak dapat mengukur konsentrasi
asam urat lebih kecil daripada elektroda glassy carbon termodifikasi MIP.
4.7.5 Akurasi
Akurasi menyatakan seberapa dekat konsentrasi asam urat hasil analisis
dengan konsentrasi standar yang digunakan. Akurasi semakin baik apabila
mendekati 100 %. Pada penelitian ini diperoleh akurasi sebesar 74,60 %, 108,35
%, dan 97,69 % untuk konsentasi asam urat berturut-turut1 ppb, 3 pp, dan 5 ppb.
Hasil pengukuran akurasi dapat dilihat pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Data akurasi hasil pengukuran larutan standar asam urat
No.Konsentrasi
asam urat (Ks)Arus rata-rata
(µA)Csp
Akurasi(%)
1. 1 14,260 0,7460 74,602. 3 15,670 3,2504 108,353. 5 16,590 4,8846 97,69
Dari data pada Tabel 4.6 dapat dilihat bahwa penelitian ini mempunyai
akurasi dengan rentang 74,60 % sampai 108,35 %. Akurasi dikatakan baik apabila
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
43
mendekati 100 %. Hasil tersebut berbeda dengan penelitian Tambunan (2010)
yang mempunyai akurasi sebesar 99,62 % sehingga penelitian ini mempunyai
akurasi yang kurang bagus untuk konsentrasi 1 ppb..
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
44
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai
berikut.
1. Potensial pelapisan optimum MIP pada elektroda emas adalah 0,3 V.
Sedangkan waktu pelapisan optimumnya adalah 90 detik.
2. Metode penelitian ini menghasilkan linieritas dengan koefisien korelasi (r)
sebesar 0,9904, sensitivitas sebesar 0,563 µA/ppb, % KV dengan 0,9683
% sampai 3,7940 % untuk konsentrasi asam urat 1 – 5 ppb, limit deteksi
sebesar 0,7625 ppb, dan akurasi sebesar 74,60 %, 108,35 %, 97,69 %
untuk konsentrasi asam urat berturut-turut 1 ppb, 3 ppb, 5 ppb.
5.2 Saran
1. Diperlukan optimasi perbandingan mol anilin, amonium peroksodisulfat,
dan asam urat dalam pembuatan PANi, NIP dan MIP.
2. Diperlukan uji pengaruh asam askorbat untuk mengetahui selektivitas
elektroda emas termodifikasi MIP dalam analisis asam urat.
3. Diperlukan aplikasi elektroda emas termodifikasi MIP pada sampel serum.
4. Diperlukan pengembangan elektroda yang lebih sensitiv untuk analisis
asam urat.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
45
DAFTAR PUSTAKA
Alexander, C., Andersson, H.S., Andersson, L.I., Ansell, R.J., Kirsch, N., Nicholls, I.A., O’Mahony, J., Whitcombe, M.J., 2006. J. Mol. Recognit. 19, 106–180.
Arwindah, P.R., 2010, Pengembangan Sensor Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Glassy Carbon Dengan Molecularly Imprinted Polymer Menggunakan Monomer Anilin Secara Voltammetri Lucutan, Skripsi, Universitas Airlangga
Bruggemann, O., 2002, Molecularly imprinted materials–receptors more durable than nature can provide, Advanced in Biochemical Engineering/Biotechnology, Springer Verlag, Germany
George, S.K., Dipu, M.T., Mehra, U.R., Singh, P., Verma, A.K., and Ramgaokar, J.S., 2006, Improved HPLC Method for the Simultaneous Determination of Allantoin, Uric Acid, and Creatinin in Cattle Urine, Journal of Chromatography B, 832:134
Gunzler H. and Williams A., 2001, Handbook of Analytical Technique, WILEY-VCH Verlag GmbH, D-69469 Weinheim (Federal Republic of Germany)
John, S.A., 2005, Simultaneous Determination of Uric Acid and Ascorbic AcidUsing Glassy Carbon Electrodes in Acetate Buffer Solution, Journal of Electroanalytical Chemistry, 579:249-256
Hidayat, R., 2009, Gout dan Hiperurisemia, Divisi Reumatologi Departemen Ilmu Penyakit Dalam Fakultas kedokteran Universitas Indonesia RSUPNCM, Jakarta
Khasanah, M., Mudasir, Kuncaka A., Sugiharto E., Supriyanto, G., and Wafiroh, S., 2010, Enhancement of the Sensitivity and Selectivity of the Voltammetric Sensor for Uric Acid Using Molecularly Imprinted Polymer, Indo. J. Chem., 295-300
Komiyama, M., Takeuchi, T., Mukawa, T., and Asanuma, H., 2003, Molecular Imprinting From Fundamentals to Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA (Federal RePublic of Germany)
Lakshmi, D., Prasad, B.B., and Sharma, P.S., 2006, Creatinine Sensor Based on a Molecularly Imprinted Polymer Modified Hanging Mercury Drop Electrode, Talanta, 70:272-280
Maddu, A., Wahyudi, S.T., dan Kurniati, M., 2008, Sintesis dan Karakterisasi Nanoserat Polianilin, Nanosains dan Nanoteknologi, 22:74-78
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
46
Marcos, S., Assensio, C., Urunuela, I., Gallarta, F., Galban, J. dan Castillo J.R., 2000, New Approach to Polyaniline Optical Sensors pH, Acetic Acid and Ammonia Determination, Quimica Analitica, 19:99-104
Mark P. O and William R. L, 2004, Analytical Instrumentation Handbook, Second Edition. Departement of Chemistry and Biochemistr, University of Maryland, Baltimore Country, Baltimore, MD, USA
Matos, R. C., Augelli, M. A., Lago, C. L., and Agnes, L, 2000, Flow Injection Analysis-Amperometric Determination Of Ascorbic And Uric Acids In Urine Using Arrays of Gold Microelectrodes Modified By Electrodeposition of Palladium, Anal. Chim. Acta, 404, 151-157
Mendham, J. and Jeney, R.C., 2000, Texbook of Quantitive Chemical Analysis Chemistry, 6th editon, Singapore Addison Wesley, Longman Singapore
Miller, J.C., and Miller, J.N., 1988, Statistic for Analytical Chemistry, 3th edition, Ellis Horward Limited, New York
Monk, P. M. S., 2001, Fundamental of Electroanalytical Chemistry, Manchester Metropolitan University, Manchester, UK
Odian, G., 2004, Principles of Polymerization, Fourth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey.
O’Neil and Maryadete, J. (editor), 2001, The Merck Index, 13th edition, Published by Merck Research Laboratories
Sci, Pak J Med., 2007, Serum Uric Acid Concentration in Patients With Type 2 Diabetes Melitus During Diet or Glibenclamide Therapy, Original Article, 23:361-365
Sewell, A.C., Murphy, H.C., and Iies, R.A., 2002, Use of Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy in Detection and Study of Organic Acidurias, Clin. Chem., 48, 357-359
Sreenivasan, K., 2007, Synthesis and Evaluation of Molecularly Imprinted Polymers for Nucleic Aic Bases Using Aniline as a Monomer, Reactiveand Functional Polymers, 67:859-864
Tambunan, F. N., 2010, Aplikasi Elektroda Glassy Carbon Termodifikasi Molecularly Imprinted Polymer Menggunakan Monomer Asam Metakrilat untuk Analisis Asam Urat secara Voltammetri, Skripsi, Universitas Airlangga.
Thomas, F. G. And G. Henze, 2001, Introduction to Voltammetric Analysis, Theory and Practice, CSIRO Publishing, Australia.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
47
Wang, J., 2000, Analytical Electrochemistry, Wiley-VHC, Canada
Wallace, G. Gordon, Spinks, G. M., Maguire, L. A. P. Kane, and Teasdale P. R., 2003, Conducctive Electroactive Polymer Second Edition, CRC Press, Washington, D.C.
Yan, M. and Ramström, O., 2005, Molecularly Imprinted Material, Science and Technology, Cimarron Road, Monticello, New York 12701, U.S.A.
Yokoyama, Y., Horikoshi, S, Tukahashi, T., and Sato, H., 2000, Low capacity cation exchange Chromatography of ultraviolet-absorbing urinary basic metabolites using a reversed phase column coated with hexadecylsulfonate, Journal of Chromatography. A, 886, 297-302
Zhao, Y., Bai J., Wang1 L., XuHong E., Huang P., Wang H., Zhang L., 2006, Simultaneous Electrochemical Determination of Uric Acid and Ascorbic Acid Using L-Cysteine Self-Assembled Gold Electrode, Int. J. Electrochem. Sci., 363-371
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 1
Perhitungan pembuatan larutan bufer
A. Pembuatan larutan asam asetat 2 M
M = V
=m
Mr ×VV =
m
ρ
m = M × Mr × V = 12
1,049
= 2 × 60 × 100 = 11,5 mL volume asam asetat glasial
= 12000 mg
= 12 gram
Perhitungan pembuatan larutan natrium asetat 2 M dilakukan dengan cara yang
sama.
B. Pembuatan bufer asetat pH 4
MCH3COOH = MCH3COONa = 2 M
VCH3COOH = VCH3COONa = 100 mL
pKa = 4,76
pH = log [G][A] + pKa Vg = Va dan Mg = Ma
4 = log Vg
Va+ 4,76 misal Vg = x dan Va = 50 - x
4 = log x
50 - x+ 4,76
-0,76 = log x
50 - x
x
50 - x= 0,1738
x = 7,4 mL Volume CH3COONa
Va = (50 – 7,4) mL
= 42,6 mL Volume CH3COOH
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 2
Perhitungan pembuatan larutan asam urat
A. Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm
1000 ppm = 1000 mg
L
= 1 gram
L
= 0,1 gram100 mL
0,1 gram asam urat dilarutkan dalam 100 mL air
B. Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm
V1 × N1 = V2 × N2
100 × 10 = V2 × 1000
V2 = 1,0 ml Volume larutan induk asam urat 1000 ppm
Pembuatan larutan kerja asam urat 1 ppm, 30 ppb, dan 5 ppb dilakukan dengan cara yang sama.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 3
Perhitungan pembuatan PANi, NIP, dan MIP
A. Anilin
Perbandingan mol anilin : amonium peroksodisulfat : asam urat = 2 : 1 : 0,1
Massa = V × ρ Mol = massa
Mr
= 0,4 × 1,02 = 0,408
93
= 0,408 gram = 4,39 × 10-3 mol
B. Amonium peroksodisulfat
Mol = 1
2× mol anilin Massa = mol × Mr
= 1
2× mol anilin = 2,195 × 10-3 mol
= 2,195 × 10-3 mol = 0,500 gram
C. Asam Urat
Mol = 0,1 × mol ammonium peroksodisulfat
= 0,1 × 2,195 × 10-3 mol
= 2 × 10-4 mol
Massa = mol × Mr
= 2 × 10-4 × 168,11
= 0,0336 gram
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 4
Spektra FTIR Asam Urat, Anilin, PANi, NIP, dan MIP
A. Spektra FTIR asam urat
No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 308,61 8,66 15. 1404,18 10,452. 339,47 15,29 16. 1489,05 11,353. 470,63 11.21 17. 1589,34 2,584. 516,92 14,52 18. 1674,21 0,025. 570,93 14,41 19. 2021,40 29,276. 617,22 13,63 20. 2337,72 21,287. 702,09 10,09 21. 2368,59 19,088. 786,96 5,13 22. 2607,76 11,609. 879,54 18,41 23. 2692.63 7,9110. 987,55 11,17 24. 2823,79 2,9211. 1118,71 10,05 25. 3016,67 1,2212. 1226,73 22,50 26. 3410,15 13,3413. 1303,88 8,64 27. 3749,62 16,8714. 1350,17 9,48
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
B. Spektra FTIR anilin
No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 370,33 21,8 13. 1928,82 52,52. 501,49 31,0 14. 2083,12 54,83. 686,66 31,0 15. 2167,99 54,84. 756,10 29,8 16. 2337,72 50,95. 879,54 44,1 17. 2430,31 54,66. 1118,71 50,6 18. 2638,62 51,77. 1172,72 44,2 19. 2769,78 51,48. 1273,02 37,0 20. 2931,80 47,89. 1496,76 31,6 21. 3032,10 33,010. 1620,21 26,2 22. 3232,70 24,911. 1782,23 55,6 23. 3371,57 15,112. 1843,95 54,8 24. 3433,29 14,4
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
C. Spektra FTIR polianilin
No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 308,61 25,35 14. 1658,78 12,362. 339,47 7,73 15. 2337,72 5,813. 408,91 23,45 16. 2368,59 5,294. 470,63 21,79 17. 2592,33 4,775. 601,79 18,96 18. 2939,52 3,386. 686,66 19,35 19. 3147,83 2,867. 817,82 16,78 20. 3209,55 2,758. 1149,57 6,68 21. 3487,30 2,169. 1242,16 11,19 22. 3749,62 2,2110. 1303,88 8,79 23. 3749,62 2,4211. 1404,18 10,82 24. 3819,06 2,4212. 1489,05 8,04 25. 3903,92 2,3313. 1566,20 8,69
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
D. Spektra FTIR non imprinted polymer (NIP)
No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 3965,32 16,98 11. 1570,07 10,192. 3852,06 16,78 12. 1478,96 9,773. 3777,78 16,31 13. 1406,29 10,394. 3405,36 11,44 14. 1303,3 9,715. 3128,61 10,79 15. 1244,63 10,886. 2927,17 9,73 16. 1133,72 8,337. 2857,92 10,44 17. 881,16 13,878. 2374,8 11,07 18. 809,96 12,879. 2272,6 11,39 19. 616,91 14,8310. 1707,17 11,67 20. 611,34 15,2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
E. Spektra FTIR molecularly imprinted polymer (MIP)
No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 3964,32 15,4 10. 1674,14 12,812. 3852,8 15,34 11. 1568,88 11,053. 3778,55 15,02 12. 1484,45 10,674. 3692,17 14,92 13. 1299,88 10,775. 3424,93 12,13 14. 1121,13 9,776. 3225,37 12,18 15. 801,88 12,737. 2928,08 11,9 16. 616,64 13,918. 2375,49 12,23 17. 608,2 14,099. 2299,62 12,66
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 5
Voltammogram optimasi potensial pelapisan MIP pada elektroda emas
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.208 1.786 1.786 --- 0.000
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.196 1.892 1.892 --- 0.000
Optimasi potensial pelpisan MIPUA 30ppb Ed 0.3 30s
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)
500n
1.00u
1.50u
2.00u
2.50u
I (A)
Asam Urat
Optimasi potensial pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.2_30s
0.0 0.2 0.40 0.6 0.8 1.0U (V)
500n
1.00
1.50
2.00
I (A)
Asam Urat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.184 1.929 1.929 --- 0.000
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.184 1.861 1.861 --- 0.000
Optimasi potensial pelapisan MIP)UA 30ppb_Ed 0.5_30s
0.0 0.2 0.40 0.6 0.80 1.0U (V)
500n
1.00
1.50
2.00
2.50
I (A)
Asam Urat
Optimasi potensial pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.4_30s
0.0 0.2 0.40 0.6 0.80 1.0U (V)
500n
1.00
1.50
2.00
2.50
I (A)
Asam Urat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 6
Voltammogram optimasi waktu pelapisan MIP
VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 -1 0.232 289.5 289.5 --- 0.0
VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 1 0.226 300.4 300.4 --- 0.0
Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.3_60s
0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)
100n
200n
300n
400n
I (A)
Asam Urat
UA 30ppb Ed 0.3 30s
0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)
100n
I (A)
Asam Urat
Optimasi waktu pelapisan MIP
400n
300n
200n
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 -1 0.238 366.9 366.9 --- 0.0
VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.208 473.1 473.1 --- 0.0
Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_0.3_Ed 120s
0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)
100n
200n
300n
400n
500n
600n
I (A)
Asam Urat
Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.3_90s
0 0.2 0.4 0.6 0.80 1.0U (V)
100
200
300
400
500
I (A)
Asam Urat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.202 501.4 501.4 --- 0.0
Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_0.3_150s
0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)
200n
300n
400n
500n
600n
700n
I (A)
Asam Urat
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 7
Voltammogram uji kinerja elektroda emas, emas-PANi, emas-NIP, dan emas-MIP
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 -1 0.220 40.06 40.06 --- 0.00
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1-1 0.226 39.47 39.47 --- 0.00
0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)
30.0u
40.0u
50.0u
60.0u
70.0u
80.0u
I (A)
Asam Urat
Uji kinerja elektroda emas-NIP
0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)
30.0u
40.0u
50.0u
60.0u
70.0u
80.0u
I (A)
Asam Urat
Uji kinerja elektroda emas-PANI
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.120 38.41 38.41 --- 0.00
VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.220 45.92 45.92 --- 0.00
Uji Kinerja elektroda emas
0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)
30.0u
40.0u
50.0u
60.0u
70.0u
80.0u
90.0u
I (A)
Asam Urat
-0.10 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)
30.0u
40.0u
50.0u
60.0u
70.0u
80.0u
I (A)
Asam Urat
Uji kinerja elektroda emas-MIP
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Lampiran 8
Uji validitas metode
A. Linieritas
Nilai t hitung = |r| (n-2)
1 r2
= |0,9904| (5 - 2)
1- 0,981
= 0,9904 ×1,732
0,1378
= 1,7154
0,1378
= 12,4485
B. Perhitungan presisi (ketelitian) larutan baku asam urat
Asam urat 1 ppb
Replikasi (n) x (µA) (x - ) (x - )2
1 14,12 -0,140 0,01962 14,40 0,140 0,0196
= 14,260 Σ (x - )2 = 0,0392
SD = ∑( )
% KV = SD
x× 100 %
= 0,0392
2 - 1 = 0,1980
14,26× 100 %
= 0,0392 = 1,3884 %
= 0,1980
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
Perhitungan presisi (ketelitian) larutan baku asam urat 2 ppb, 3 ppb, 4 ppb, dan 5
ppb dilakukan dengan cara yang sama.
C. Perhitungan limit deteksi
ŷ = 0,563x + 13,84
Asam urat 1 ppb
ŷ = 0,563 . 1 + 13,84
= 0,563 + 13,84
= 14,403
Perhitungan ŷ larutan asam urat 2 ppb, 3 ppb, 4 ppb, dan 5 ppb dilakukan dengan
cara yang sama.
No.Konsentrasi Asam
Urat (ppb)Arus rata-rata
pengukuran (yi)Arus
perhitungan (ŷ)(yi – ŷ)2
1. 1 14,260 14,403 0,02042. 2 15,095 14,966 0,01643. 3 15,670 15,529 0,01994. 4 16,070 16,092 0,00055. 5 16,590 16,655 0,0042
Σ(yi – ŷ)2 0,0614
SD =
2
ˆ 2
n
yyi
= 25
0614,0
= 3
0164,0
= 0,1431
YLOD = 3SD + a
= 3 . 0,1431 + 13.84
= 0,4293 + 13.84
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari
= 14,2693
YLOD = 0,563x + 13,84
14,2693 = 0,563x + 13,84
0,563x = 14,2693 – 13,84
0,563x = 0,4293
x = 0,7625
LOD = 0,7625 ppb
C. Perhitungan Akurasi
R = CspKs × 100 %
Asam urat 1 ppb
Arus rata – rata = 14,260
y = 0,563x + 13,84
14,260 = 0,563x + 13,84
0,563 x = 14,260 – 13,84
x = 0,7460
R = CspKs × 100 %
= 0,7460
1× 100 %
= 74,60 %
Perhitungan akurasi larutan asam urat 3 ppb dan 5 ppb dilakukan dengan cara
yang sama.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,
Dyah Ayu Purbasari