Review : Sequential Injection Analysis (SIA) dan Aplikasi dalam Penentuan Kandungan Mineral Fe, Mg dan Ca pada Makanan

Oleh : Alda Khairunnisa

Sequential Injection Analysis (SIA) merupakan generasi kedua dari teknik flow injection yang dikembangkan oleh Ruzicka and Marshall sebagai salah satu metode penanganan sampel (Ruzicka J, Marshall GD, 1990). Seperti  yang dapat dilihat pada Gambar 1, Perbedaan  SIA dengan Flow Injection Analysis (FIA) terletak pada jenis pompa, multiposition valve dan pengaturan sistem kerja dimana seluruh pengaturan SIA dikendalikan oleh komputer (Paraskevas,2012). Pada mutiposition valve SIA, terdapat beberapa channel yang dihubungkan dengan sampel, reagen, mixing coil, limbah dan detektor. Pengaturan sistem mutiposition valve  tersebut disesuaikan dengan kebutuhan analisa sampel. Sampel dan reagen dapat diinjeksikan masuk ke dalam sistem SIA menggunakan jenis pompa dua arah (syringe pump). Jenis pompa ini memliki kemampuan untuk menarik (aspirate) dan mendorong (dispense) larutan. Pada sistem SIA, sebuah holding coil ditempatkan antara pompa dan multiposition valve yang berguna sebagai tempat pemberhentian sementara sampel dan reagen (Paraskevas,2012).

Gambar 1 : Rangkaian sistem Sequential Injection Analysis (SIA) : P=Pump, C=carrier solution, HC=Holding Coil, MPV=multi-position valve, RC=reaction Coil, D=detector, W=waste, R1&R2= reagents, S=Sample, S1-S4=Sequential Injection Step

(Paraskevas,2012)

Secara umum mekanisme kerja SIA, larutan sampel dan reagen akan ditarik masuk ke dalam holding coil menggunakan pompa syringe pada posisi aspirate secara berurutan. Untuk menyempurnakan proses reaksi, larutan tersebut kemudian dialirkan ke dalam mixing coil dengan menggunakan jenis pompa yang sama pada posisi dispense. Larutan sampel dan reagen akan terdorong masuk ke dalam mixing coil. Pada keadaan ini sampel dan reagen bereaksi secara kimia sehingga dapat diukur secara kuantitatif menggunakan detektor. Larutan campuran kemudian di alirkan menuju detektor menggunakan carrier. Carrier dapat mendispersi larutan campuran sehingga menghasilkan puncak sinyal yang terbaca pada detektor seperti Gambar 2 (Supaporn K,2012).

Gambar 2 : Zona dispersi larutan sebelum masuk ke detektor

(Supaporn K,2012).

Keuntungan sistem SIA dibanding FIA adalah (Paraskevas,2012 dan Supaporn K,2012):

a)      SIA merupakan sistem yang teautomatisasi sehingga semua perintah dikendalikan oleh komputer.

b)      SIA memanfaatkan manifold sederhana yang dapat digunakan untuk 

mengambil berbagai jenis larutan

c)      penggunaan reagen dan carrier jauh berkurang

d)     operasi dua arah dari sistem pompa SIA dapat memudahkan dalam proses preparasi sampel dan pengukuran dengan detektor.

SIA telah banyak diaplikasikan dalam berbagai metode penanganan sampel dan analisa. Salah satu penelitian yang mengaplikasikan SIA dilakukan oleh Claudio dkk pada tahun 2000. Penelitian Claudio menggunakan microwave unuk mendestruksi sampel makanan sehingga mineral Ca, Mg dan Fe dapat diperoleh. Mineral–mineral tersebut kemudian direaksikan dengan pereaksi pengompleks yang dapat membentuk senyawa kompleks berwarna sehingga dapat diukur detektor spektofotometri pada panjang gelombang 558nm. Keseluruhan proses tersebut dilakukan oleh sistem SIA yang diatur dengan komputer. Sampel makanan padat 0,25 gram terlebih dahulu dihaluskan <60 µm  kemudian dilarutkan dengan Trinton X-100 dan air pada labu takar 25mL. Sedangkan pada sampel cair, susu dilarutkan dengan air perbandingan 1:100 (v/v). Larutan sampel yang telah siap selanjutnya dapat dihubungkan dengan sistem SIA sesuai gambar 3. Sampel dan asam akan ditarik masuk ke HC oleh pompa. Larutan Carrier lalu dialirkan ke HC dan membawanya menuju oven microwave untuk proses destruksi. Pada proses destruksi, komponen organik dalam sampel dihilangkan melalui proses digesting menggunakan asam diikuti pemanasan pada temperatur 250^OC dan tekanan 35 bar. Pada akhir proses digesting, gas CO₂ dan uap H₂O yang terbentuk akan dialirkan keluar oleh line L3.

Gambar 3: Sequential Injection System, C: Carrier, HC: Holding Coil, V1: multi-port valve, D:Detector, S:Sample, Acid : HNO₃, EGTA 6 X 10-3 Mol/L, o-cresolphthalein solution (CPC) 0,02% (w/v) pH 10,5 , o-phenanthroline (phen) 0,025% (w/v), L1 & L2 transmission line, mw: microwave oven, b : digestion bomb, V2 : six-port valve, L3: line gas out after digesting process end , DS : safety disk, W: waste

Mineral yang diperoleh dari proses digesting tersebut selanjutnya ditarik menuju HC dengan menggunakan pompa diikuti penarikan larutan pengompleks. Larutan pengompleks yang digunakan adalah CPC yang dapat membentuk kompleks berwarna dengan ion Mg dan Caserta phen yang dapat membentuk kompleks dengan ion Fe (Besi). Untuk mencegah kompleks Ca-CPC terbentuk pada penentuan Mg, digunakan  EGTA sebagai masking agent. EGTA akan membentuk kompleks dengan Ca sehingga kompleks Mg-CPC dapat terbentuk sempurna dan terukur pada panjang gelombang 558nm oleh detektor (tahap 1). Kada Ca ditentukan dengan cara mereaksikan larutan sampel-CPC (tahap 2). Jumlah Ca dalam sampel dihitung melalui pengurangan hasil konsentrasi yang terukur pada tahap 2 dengan konsentrasi yang terukur pada tahap 1. Pada penentuan Fe, larutan sampel direaksikan dengan reagen Phen pada pH 4,5 yang dapat membentuk kompleks berwarna. Agar ion Fe³⁺ tidak tereduksi menjadi Fe²⁺, digunakan asam askorbat 1% (w/v) dan sodium asetat (1M) yang ditambahkan ke dalam reagen phen. Pada penelitian Claudio, hasil pengukuran menggunakan sistem SIA dibandingkan dengan metode destruksi konvensonal yang diukur menggunakan FAAS (flame atomic absorption spectrometry). Pada tabel 1, terlihat bahwa konsentrasi Ca, Mg dan Fe (ppm) yang diukur menggunakan SIA tidak berbeda nyata dengan FAAS dengan batas kepercayaan 95%. Tabel tersebut juga menunjukan bahwa nilai kesalahan pengukuran SIA dibandingkan dengan FAAS hanya berkisar 0,5-6,0 % (Claudio dkk, 2000).

Tabel 1: Perbandingan hasil pengukuran mineral menggunakan SIA dengan FAAS

Daftar Pustaka :

Paraskevas D. Tzanavaras, 2012, Sequential Injection Analysis: A useful Analytical Tool in Drug DissolutionTesting, Tzanavaras, Pharmaceut Anal Acta 2012, 3:5.

Supaporn Kradtap Hartwellm, 2012, Review Article Flow Injection/Sequential Injection Analysis Systems:Potential Use as Tools for Rapid Liver Diseases Biomarker Study, Hindawi Publishing CorporationInternational Journal of Hepatology, volume 2012, pages 8.

Cláudio C. Oliveiraa, Raquel P. Sartinia, Elias Ayres Guidetti Zagattob, 2000, Microwave-assisted sample preparation in sequential injection:spectrophotometric determination of magnesium, calcium and iron in food, Analytica Chimica Acta 413 (2000) 41–48