kalibrasi alat gc dan gc-ms di laboratorium

kalibrasi alat gc dan gc-ms di laboratorium

1. KALIBRASI / VERIFIKASIKALIBRASI / VERIFIKASI
GC dan GC-MSGC dan GC-MS
Oleh : T a h i d
PUSAT PENELITIAN KIMIA-LIPI
BANDUNG

2. 2. - Sebelum digunakan, peralatanperalatan harus dikalibrasiharus dikalibrasi
atau dicekdicek untuk menetapkan peralatan tersebut
memenuhi persyaratan spesifikasi laboratorium
3. Peralatan harus dioperasikandioperasikan oleh personil yangpersonil yang
berwenangberwenang dengan instruksi yang mutakhir untuk
menggunakan dan merawatmenggunakan dan merawat peralatan
Persyaratan SNI 19-17025-2000Persyaratan SNI 19-17025-2000
5.5. Peralatan

3. KALIBRASI MENUNJANG KUALITAS HASILKALIBRASI MENUNJANG KUALITAS HASIL
PENGUKURAN ANALITIK:PENGUKURAN ANALITIK:
 RUTIN, RUTIN, AD-HOCAD-HOC ATAU BAGIAN DARI R & D ATAU BAGIAN DARI R & D
 KUANTITATIF, SEMI-KUANTITATIF ATAUKUANTITATIF, SEMI-KUANTITATIF ATAU
KUALITATIFKUALITATIF
 LABORATORIUM, LABORATORIUM, SIDE-ROOMSIDE-ROOM ATAU ATAU
LAPANGANLAPANGAN
 MANUAL, AUTOMATIK ATAU ON-LINE/IN-SITUMANUAL, AUTOMATIK ATAU ON-LINE/IN-SITU

4. Peralatan GC; Kalibrasi RutinPeralatan GC; Kalibrasi Rutin
Item Gas Chromatograph
Kolom Plate teoritis harus dicek tiap bulan, bandingkan
dengan plate teoritis dari spek alatnya
PresisiRepeatibilitas standar:
Injeksikan 10 standar, perhatikan waktu retensi (tR)
- bahwa perbedaan paling rendah dengan paling
tinggi tidak lebih dari 1%.
- SD dari ke 10 standar tsb harus <5%,
bila >5% berarti ada kebocoran detektor.
LinearitasKurva kalibrasi standar harus punya r
2


0,998
DetektorLihat linearitas di atas:
Atau dapat dilihat perbandingan sinyal-noise (SNR)
Bisa juga dengan membandingkan respon terhadap
injeksi sejumlah senyawa tertentu kemudian lihat hasil
sebelumnya

5. KALIBRASI MS :KALIBRASI MS :
Kadang-kadang puncak tertinggi Kadang-kadang puncak tertinggi sangat lemahsangat lemah
atau tidak ada sama sekaliatau tidak ada sama sekali
Oleh karena itu perlu ditambahkan ;Oleh karena itu perlu ditambahkan ;
 Perfluorokerosen (P F K)Perfluorokerosen (P F K)
m/e 69 (CF2), 93 (C3F3), 105 (C4F2)m/e 69 (CF2), 93 (C3F3), 105 (C4F2)
131 (C3F5) dan puncak homolog131 (C3F5) dan puncak homolog
dengan kenaikan 50 (CF2)dengan kenaikan 50 (CF2)
 Perfluorotri-n-butil amina (PTFBA)Perfluorotri-n-butil amina (PTFBA)

6. Peralatan GC; Kalibrasi Periode Tahunan (yearly)Peralatan GC; Kalibrasi Periode Tahunan (yearly)
No Item Presedur kalibrasi GC
1.Cek sistem keseluruhan: Presisi dari ulangan injeksi
sampel
2.Unjuk kerja kolom: Kapasitas, resolusi, retensi
3.Unjuk kerja detektor: Limit deteksi dan linearitas
4.Sistem pemanasan/
thermostatting:
Akurasi, stabilitas
5.Autosampler (bila ada) Akurasi dan presisi

7. JENIS KALIBRASI PERALATAN UJIJENIS KALIBRASI PERALATAN UJI
 KALIBRASI PENGUKURAN FISIKA;KALIBRASI PENGUKURAN FISIKA;
 SATUAN MASSA, PANJANG, SUHU DLLSATUAN MASSA, PANJANG, SUHU DLL
 KALIBRASI PENGUKURAN KIMIA;KALIBRASI PENGUKURAN KIMIA;
UMUMNYA LEBIH KOMPLEKS, KETERTELUSURAN:UMUMNYA LEBIH KOMPLEKS, KETERTELUSURAN:
 PENGUKURAN AKURASIPENGUKURAN AKURASI
 PENGUKURAN KETIDAKPASTIANPENGUKURAN KETIDAKPASTIAN
 KOMPARABEL DARI WAKTU KE WAKTUKOMPARABEL DARI WAKTU KE WAKTU
 KOMPARABEL DARI TEMPAT KE TEMPATKOMPARABEL DARI TEMPAT KE TEMPAT

8. KALIBRASI PERALATAN UJIKALIBRASI PERALATAN UJI
 LAKUKAN KALIBRASI AWALLAKUKAN KALIBRASI AWAL
 KALIBRATOR ATAU STANDARKALIBRATOR ATAU STANDAR
 IKUTI INSTRUKSI / MANUAL DARI IKUTI INSTRUKSI / MANUAL DARI
MANUFAKTURNYA ATAU STANDARMANUFAKTURNYA ATAU STANDAR
(CONTOH; ISO, ASTM, NATA, SNI ?)(CONTOH; ISO, ASTM, NATA, SNI ?)
 TENTUKAN JADWAL ;TENTUKAN JADWAL ;
 KALIBRASI RUTINKALIBRASI RUTIN
 KALIBRASI SECARA PERIODIKKALIBRASI SECARA PERIODIK

9. PERSYARATAN KALIBRASI ALATPERSYARATAN KALIBRASI ALAT
 TERSEDIA STAFF YANG KOMPETENTERSEDIA STAFF YANG KOMPETEN
 TERSEDIA PROSEDURTERSEDIA PROSEDUR
 TERSEDIA REFERENCE MATERIAL/TERSEDIA REFERENCE MATERIAL/
BAHAN KALIBRATORBAHAN KALIBRATOR
 TERSEDIA PERALATANNYATERSEDIA PERALATANNYA
 KONDISI AKOMODASI DAN LINGKUNGANKONDISI AKOMODASI DAN LINGKUNGAN
SEMUA YANG DIATAS HARUS MENCUKUPI SEMUA YANG DIATAS HARUS MENCUKUPI
DAN TERKONTROLDAN TERKONTROL

10. LOG BOOK INSTRUMEN GCLOG BOOK INSTRUMEN GC
Log Book GC minimal berisi :
 Pelat teoritis dari kolom yang digunakan
 Identifikasi kolom; misal jenis, nomor seri
 Data cek linearitas
 Pemeliharaan lainnya

11. 0 10 20 30 menit
A
B
D
C
F
E
Gambar 1: Kromatogram GC campuran A, B, C, D, E dan F
Metode pemisahan ini : - selektif untuk E atau F
- tidak selektif untuk C atau D

12. h
½h

W
1/2
=2,35 
W=4
t
R
t=0 (injeksi)
Kurva Gaussian: area segitiga  96% total area dengan SD =  2
EFISIENSI PEMISAHAN ( N KOLOM )EFISIENSI PEMISAHAN ( N KOLOM )
t
0
t
R
2
N =

t
R
2
N = 5,54
W
1/2
t
R
2
N = 16
W


13. t
r
- t
0
t’
RB
- t’
RA
Faktor kapasitas : k’ = =
t
0
t’
RA
2. Faktor Kapasitas: k’ - faktor retensi 2. Faktor Kapasitas: k’ - faktor retensi (kec migrasi solut)
A
B
t’
RB
t’
RA
t
0
Retensi relatif :  - rasio waktu retensi terkoreksi komponen
t’
RB

 = > 1
t’
RA
t
r
Performance kolom

14. RESOLUSI/DAYA PISAHRESOLUSI/DAYA PISAH
t
R(A)
- t
R(B)

R =
 (W
(A)
- W
(B)
)
2 t
R =
(W
(A) - W
(B))
W
(A) W
(B)
t
R(A) t
R(B)
t
R = 0,75
R = 1,00
R = 1,50
Resolusi tergantung:
- Ketajaman puncak
- Jarak maks 2 puncak
A B

15. Selektivitas vs EfisiensiSelektivitas vs Efisiensi
t
RB - t
0 t’
RB
 = =
t
RA - t
0 t’
RA
2 t
R =
(W
(A) - W
(B))
t
R
2
N = 16
W
t
R
t
RA B
AB
Selektivitas tinggi ()
Efisiensi rendah (N)
Selektivitas rendah ()
Efisiensi tinggi (N)

16. PresisiPresisi
 Merupakan variabilitas hasil-hasil analisis yang
bersangkutan (kedekatan data analisis dari suatu
uji dengan uji lainnya)
 Menggambarkan kesalahan acak (random error)
 Uji repitabilitas
- Uji ulang ini dilakukan pada kondisi yang sama
 Uji reprodusibilitas
- Uji ulang ini dilakukan pada kondisi yang berbeda
- Perbedaan absolut kedua data hasil uji diharapkan
berada dalam kisaran kepercayaan 95%.

17. PRESISI & AKURASI HASIL ANALISISPRESISI & AKURASI HASIL ANALISIS
Secara kualitatif, perbedaan antara akurasi dan presisi
hasil analisis dapat digambarkan sbb ;
High accuracy  High accuracy
High precision    Low precision
  A B

Low accuracy Low accuracy
High precision Low precision
Hasil analisis memiliki 2 (dua) jenis kesalahan atau “error” yaitu :
a) Random (Acak)
b) Sistematik (=Bias)


















 



C
D

18. Sumber variasi :
Variabel ReplicabilityRepeatabilityReproducibility
1.Sub – sample S/B S/B B
2.Sample S S S
3.Analis S B
4.Alat S B
5.Hari S
1B &
2S
S/B
6.Lab. S S B
S = Sama
B = Berbeda

19. Repitabilitas dan ReprodusibilitasRepitabilitas dan Reprodusibilitas
Ketelitian suatu metode uji dapat ditunjukkan dari besarnya
standar deviasi (SD) atau Relatif Standar Deviasi
 (X
i
- X)
2
SD =
n - 1
SD
RSD = x 100%
X
Dimana:
X = nilai rata-rata
n = jumlah ulangan

20. Hasil Presisi Instumen Injeksi ManualHasil Presisi Instumen Injeksi Manual
Standar
Rerata
(ppm)
Std Dev
(ppm)
% RSD
A
(100 ppm)
101 2 1,71
B
(475 ppm)
473 13 2,66
C
(1015 ppm)
1020 33 3,09
D
(630 ppm)
644 15 2,30
E
(158 ppm)
156 5 2,76
Rekomendasi untuk 10 x injeksi RSD Rekomendasi untuk 10 x injeksi RSD  1% (CDER) 1% (CDER)
(CDER = Central for Drug Evaluation and Research)(CDER = Central for Drug Evaluation and Research)

21. Hasil Presisi Instumen Injeksi AutomatikHasil Presisi Instumen Injeksi Automatik
Standar
Rerata
(ppm)
Std Dev
(ppm)
% RSD
A
(820 ppm)
814 4 0,455
B
(250 ppm)
253 2 0,806
C
(1556 ppm)
1563 9 0,550
D
(806 ppm)
806 2 0,250
E
(810 ppm)
809 13 1,550

22. Hasil Presisi Injeksi GC Automatik Karena Hasil Presisi Injeksi GC Automatik Karena
Ada Kebocoran SistemAda Kebocoran Sistem
Sampel Rt

Rt
Luas
puncak

Luas
puncak

(%) Ls
puncak
A1
A2
5,62
5,66
0,04
2155699
2120466
35233 1,63
B1
B2
5,87
6,13
0,26
2205659
2288355
82696 3,61
C1
C2
6,21
6,48
0,27
2227066
2265279
38213 1,69
D1
D2
6,73
6,99
0,26
2581888
2602016
20128 0,77

23. AkurasiAkurasi
- Besarnya penyimpangan data hasil uji dengan nilai benar
- Tetapi nilai benar (sesungguhnya) tidak diketahui.
Ada tiga cara untuk evaluasi akurasi;
1). Melakukan uji recovery (perolehan kembali)
2). Uji banding terhadap akurasi metode standar
3). Uji terhadap bahan acuan standar (Standard
Reference Material - SRM/CRM)
Akurasi :
 Merupakan kedekatan hasil uji rata-rata dengan
nilai sebenarnya (true value)
 Menggambarkan kesalahan sistematik

24. - Uji Recovery- Uji Recovery
Uji ini dilakukan dengan melakukan pengujian atas contoh
yang diperkaya (spike) dengan sejumlah kuantitatif analit ,
dihitung dengan rumus sbb.:
C
1 - C
2
Recovery (%) = x 100
C
3
Dimana :
C
1
= Konsentrasi analit dalam campuran contoh +
sejumlah tertentu analit
C
2
= Konsentrasi analit dalam contoh
C
3
= Konsentrasi analit yang ditambahkan ke
dalam contoh
Apabila dalam pengujian ini tidak ada kesalahan sistematik,
maka recovery tidak akan berbeda secara signifikan dari 100%

25. - Uji terhadap SRM / CRM- Uji terhadap SRM / CRM
 Pada prinsipnya, uji ini dilakukan dengan menguji SRM
dengan menggunakan metode yang sedang dievaluasi.

 Bias hasil uji menggambarkan seberapa tinggi akurasi
dari metode uji tersebut.

26. CONTOH UJI AKURASI GC CONTOH UJI AKURASI GC
SENYAWA AROMATIK BBM CRM 45 (BCR)SENYAWA AROMATIK BBM CRM 45 (BCR)
No ParameterNilai sertifikatHasil uji
1 Benzena 0,15

0,040,16

0,05
2 Toluena 0,28

0,070,27

0,09
3 p-Xilena 0,20

0,050,19

0,07

27. - Limit Deteksi- Limit Deteksi
 Limit of detection (LOD) adalah konsentrasi terendah dari
analit dalam contoh yang masih dapat dideteksi, akan
tetapi perlu terkuantisasi, dibawah kondisi yang disepakati.
Dirumuskan ; X
0 + 3 S
0
Dimana : X
0 = respon analitik blanko
S
0
= deviasi standar

 LOQ (Limit of Quantitation), adalah konsentrasi terendah analit
yang dapat ditentukan dengan tingkat presisi dan akurasi yang
dapat diterima, di bawah kondisi pengujian yang disepakati.
Konvensi LOQ = contoh blanko + 6 s (atau 10 s)

28. Perbandingan Limit Sensitivitas 2 DetektorPerbandingan Limit Sensitivitas 2 Detektor
Parameter Detektor 1Detektor 2
Limit Kuantitasi 0,21 % 0,07 %
Limit Deteksi 0,16 % 0,05 %

29. - Linieritas- Linieritas
 Kemampuan detektor memberikan respon
yang proporsional dengan konsentrasi analit
dalam rentang konsentrasi tertentu.
 Ambil minimal 3 konsentrasi yang menaik
dengan rentang ± 20% dari nominal analit
yang akan diuji (R
2
 0,998)

30. Kurva Kalibrasi Standar Eugenol
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
0 0,10,20,30,4
Konsentrasi, mg/mL
L
u
a
s
A
r
e
a
Eugenol
Linear
(Eugenol)
Linearitas detektorLinearitas detektor
r
2
= 0,999