Analisis Komposisi Mineral Batu Ginjal dengan FTIR-...
Transcript of Analisis Komposisi Mineral Batu Ginjal dengan FTIR-...
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
Analisis Komposisi Mineral Batu Ginjal dengan FTIR-
ATR
Yuni Warty1,a), Leni aziyus Fitri1,b), Freddy Haryanto1,c) dan Herman2,d)
1Laboratorium Biofisika,
Kelompok Keilmuan Fisika Nuklir dan Biofisika,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung,
Jl. Ganesha no. 10 Bandung, Indoncsia, 40132
2 Laboratorium Fisika Fotonik,
Kelompok Keilmuan Fisika Fotonik,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung,
Jl. Ganesha no. 10 Bandung, Indonesia, 40132
a) yuniwarty@gmail (corresponding author)b) [email protected]
c) [email protected]) [email protected]
Abstrak
Batu ginjal merupakan mineral dalam bentuk padat yang pembentukannya dimulai dari kristal kemudian
berkumpul membentuk agregat dan selang waktu tertentu akan terbentuk batu ginjal. Dari proses
pembentukan batu ginjal tersebut maka secara morfologi batu ginjal dalam penampang melintang akan
tampak seperti lapisan. Penelitian ini ditujukan untuk menganalisis kandungan mineral pada tiap lapisan
batu ginjal. Sampel batu ginjal dipotong melintang dengan ketebalan 1 mm untuk dikarakterisasi dengan
FTIR_ATR. Hasil pengukuran menunjukkan komposisi mineral pada tiap lapisan adalah sama meskipun
warna lapisan berbeda. Kandungan mineral batu ginjal adalah kalsium oksalat monohidrat, struvite, ion
amonium kalsium oksalat monohidrat dan uric acid.
Kata-kata kunci: Batu ginjal, FTIR-ATR
PENDAHULUAN
Batu ginjal adalah material keras menyerupai batu yang terdapat dalam saluran kemih. Penyakit ini
merupakan masalah yang global ditingkat dunia karena jumlah penderita mencapai 15-25 % dari jumlah
populasi. Perbandingan penderita laki-laki dan perempuan adalah 2:1. Apabila seorang pasien telah mendapat
tindakan medis berupa Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL), Percutaneous Nephrolithotom
(PCNL), operasi dan dinyatakan sembuh maka peluang kemungkinan batu ginjal terbentuk lagi cukup tinggi.
Pada penderita laki-laki persentasi timbul lagi adalah 70% - 80% dan untuk perempuan 47% - 60%[1]. Pembentukan batu ginjal diawali dari kondisi supersaturasi pada saat pembentukan urin. Beberapa akibat dari
proses supersaturasi ini ditemukan adanya kristal pembentuk batu ginjal seperti kristal oksalat, pospat,
magnesium, dan uric acid. Kristal-kristal tersebut juga akan berkembang dari nukleus membentuk agregat
dan dalam waktu tertentu akan membentuk batu ginjal.
Komposisi mineral batu sangat penting untuk diketahui karena sangat menentukan pada ketepatan
diagnosa, tindakan medis dan informasi potensi kambuh pada pasien. Pada kenyataannya kandungan mineral
batu ginjal tidak hanya satu jenis saja namun bisa jadi beberapa jenis batu dengan jumlah tertentu. Jenis yang
ISBN: 978-602-61045-3-3 12
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
paling umum ditemukan adalah kalsium dengan kombinasi oksalat atau pospat dan yang cukup jarang
ditemukan adalah uric acid, struvit dan cysteine[2] . Mineral batu ginjal dapat diklasifikasikan berdasarkan perbedaan teknik analisisnya. Misalnya dengan
metode kimia atau teknik instrumentasi. Spektroskopi inframerah adalah salah satu alat yang umum
digunakan untuk penelitian dengan teknik instrumentasi khususnya untuk batu ginjal. Analisis batu ginjal
secara kuantitatif dengan menggunakan spektroskopi inframerah telah digunakan beberapa tahun terakhir.
Teknik ini sangat efektif untuk menentukan secara kuantitatif mineral yang terdapat dalam batu [3]. Pada penelitian ini digunakan Fourier Transform Infra Red – Attenuated Total Reflectance (FTIR_ATR)
untuk mengkarakterisasi batu ginjal. Alat ini cukup sensitif terhadap perubahan komposisi, preparasi sampel
mudah dan cepat dalam memperoleh data [4].
METODE
Penelitian ini dilaksanakan di fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam (FMIPA) Institut
Teknologi Bandung dengan sampel yang diperoleh dari Rumah Sakit Hasan Sadikin Bandung sebanyak 5
buah. Batu kemudian dibersihkan dengan aquades kemudian dikeringkan. Prosedur penelitian dilakukan
seperti gambar 1. Fourier Transform Infra Red yang digunakan adalah FTIR-Alpha-P dari Bruker dengan
rentang frekuensi 4000 – 500 cm-1 yang dioperasikan dengan software opus dari broker.
Gambar 1. Tahapan Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemotongan melintang pada lima buah sampel batu ginjal dilakukan dengan menggunakan mesin
pemotong. Ketebalan sampel adalah 1 mm, dapat dilihat pada gambar 2. Selanjutnya dilakukan pengukuran
untuk malihat komposisi mineral dengan titik tinjauan pada tiap lapisan. Spektrum yang diperoleh seperti
pada gambar 3.
AnalisisData
PengukurandenganFTIR-ATR
Persiapansampel
ISBN: 978-602-61045-3-3 13
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
Gambar 2. Sampel dengan potongan melintang
ISBN: 978-602-61045-3-3 14
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
Gambar 3. Hasil karakterisasi FTIR-ATR batu ginjal, (1) Sampel satu (2) Sampel dua (3) Sampel tiga (4) Sampel empat
(5) Sampel lima
Gambar 3 menunjukkan spektrum penyerapan inframerah pada sampel dimana grafik adalah hubungan
antara intensitas serapan (a.u) terhadap bilangan gelombang (cm-1). Penyerapan intensitas yang ditunjukkan
pada grafik ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Penyerapan intensitas
Bilangan Gelombang (cm-1) Vibrasi
Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 4 Sampel 5
778 774 C-H Bending
992 C-N stretching
1026 P-O sretching
1310 1320 1310 C-O stretching
1465 O-H bending
1539 N-O stretching
1610 1620 1622 1608 1668 C=O stretching
2852 2852 2855 2852 N-H stretching
2924 2920 2922 2918 𝑁𝐻4+stretching
Daerah penyerapan intensitas pada sampel 1 termasuk pada batu ginjal jenis kalsium oksalat monohidrat.
Penyerapan intensitas pada jenis batu ini sesuai penelitian sebelumnya juga dicirikan dengan adanya daerah
penyerapan pada 693 cm-1-687 cm-1 menunjukkan vibrasi O-H bending, 891 cm-1- 874 cm-1 menunjukkan
vibrasi C-C stretching, 1387 cm-1 -1364 cm-1 menunjukkan vibrasi C-O stretching, 3446 cm-1- 3021 cm-1
menunjukkan vibrasi O-H bending [5 − 9]. Daerah penyerapan intensitas pada sampel 2 termasuk pada batu
ginjal jenis struvite. Penyerapan intensitas pada jenis batu ini juga dicirikan dengan adanya daerah
ISBN: 978-602-61045-3-3 15
30 November2017
PROSIDINGSKF2017
penyerapan pada 877 cm-1- 867 cm-1 menunjukkan ion 𝑃𝑂43−, 1430 cm-1- 1407 cm-1 menunjukkan ion PO4,
dan 1653 cm-1- 1621 cm-1 menunjukkan vibrasi N-H bending [5 − 9]. Daerah penyerapan intensitas pada
sampel 3 termasuk pada batu ginjal jenis ion amonium kalsium oksalat monohidrat. Penyerapan intensitas
pada jenis batu ini juga dicirikan dengan adanya daerah penyerapan pada 889 cm-1- 882 cm-1 menunjukkan
vibrasi C-C stretching, 1380 cm-1- 1367 cm-1 menunjukkan vibrasi C-O stretching, dan 3434 cm-1- 3309 cm-1
menunjukkan vibrasi O-H stretching [6 − 9]. Daerah penyerapan intensitas pada sampel 4 termasuk pada batu ginjal jenis ion amonium kalsium oksalat
monohidrat. Penyerapan intensitas pada jenis batu ini juga dicirikan dengan adanya daerah penyerapan pada
889 cm-1- 882 cm-1 menunjukkan vibrasi C-C stretching, 1380 cm-1- 1367 cm-1 menunjukkan vibrasi C-O
stretching, dan 3434 cm-1- 3309 cm-1 menunjukkan vibrasi O-H stretching [5 − 9]. Daerah penyerapan
intensitas pada sampel 5 termasuk pada batu ginjal jenis uric acid. Penyerapan intensitas pada jenis batu ini
juga dicirikan dengan adanya daerah penyerapan pada 766 cm-1- 764 cm-1 menunjukkan vibrasi C-N bending,
882 cm-1- 871 cm-1 menunjukkan vibrasi C-N bending, 1057 cm-1- 993 cm-1 menunjukkan vibrasi C-N
stretching, dan 1137 cm-1- 1120 cm-1 menunjukkan vibrasi C-O stretching [5 − 9].
KESIMPULAN
Mineral batu ginjal yang dipindai pada tiap lapisan memiliki komposisi yang sama dengan menggunakan
FTIR-Alpha-P dari Bruker dengan rentang frekuensi 4000–500 cm-1 yang dioperasikan dengan software opus
dari broker. Untuk melihat perbedaan mineral tiap lapisan batu ginjal perlu dilakukan karakterisasi dengan
modaitas yang lain.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penulisan makalah
ini.
REFERENSI
1. Soghaura, Atul dan Bigoniya, Papiya “A Review On Epidemiology And Etiology Og Renal Stones”
American of Drug Discovery and Development, Vol 7 (2) hal 54-62 (2017)
2. Yuan Sun-Xin dkk “Formation Mechanism Of Magnesium Ammonium Phospate Stones : A Component
Analysis Of Urinary Nanocrystallites”, hindawi Vol 2015 hal, 9 ( 2015)
3. Manzoar Muhammad A.P dan Chambili, Vipin “Mineral Composition Of Urinary Stones Quantitative
Analysis By FTIR Spectroscopy” medical science indian Journal of research Vol 2 Hal 11 (2014)
4. Yasunori Tokuhara, Midori Fujishiro, Kenichi Shukuya, Masami Tanaka, Mariko Mouri, Ryunosuke
Ohkawa, Hitoshi Ikeda, Tomoo Takahashi, Shigeo Okubo, Hiromitsu Yokota, Makoto Kurano, Tatsuo
Shimosawa, Seiji Yamaguchi, Shinobu Inagaki, Mika Ishige-Wada, Hiromi Usui, Yutaka Yatomi,
“Detection Of Novel Visible-Light Region Absorbance Peaks In The Urine After Alkalization In Patients
With Alkaptonuria” Pubmed, Vol. 9, pp 1-7, (2014)
5. Ian Mandel, Neil Mandel “Structur And Compositional Analysis Of Kidney Stones”, Totowa, New
Jersy: Humana Press Inc, (2007)
6. R. Selvaraju, G. Thiruppathi, S. Raja, “FT-IT Spectral Studies On Certein Human Urinary In The Patiens
Of Rural Area.”, Spectrochimica acta Part A: Mplecular and Biomolecular, Vol. 93, pp. 20-265, (2011)
7. G. Khancana, P. Sundaramoorthi, G. P. Jeyanthi, “Bio-Chemical Analysis And FTIR-Spectral Studies Of
Artificially Removed Renal Stone Mineral Constituents”, Journal of mineral anf Material
Characterization and Engineering, Vol. 8, no. 2, pp. 161-170, (2009)
8. Khaled Sekkoum, Abdelkrim cheriti, safia taleb, Nasser Belboukhari,”FTIR Spectroscopic Study Of
Human Urinary Stones From EI Bayadh District (Algeria)”, Arabian Journal, (2011)
9. Muhammad Hasan Khaskheli, Syed Tufail Hussein Sherazi, Huma Mazhar Ujan, Sarfaraz Ahmed
Mahesar.”Transmission FTIR Specrtoscopic Analysis Of Human Kidney Stones In The Hyderabad
Region Of Pakistan”, Turk Journal Chemical, Vol. 36, pp. 477-483, (2012)
ISBN: 978-602-61045-3-3 16