Upload
yuri-candra-dewi
View
149
Download
11
Embed Size (px)
DESCRIPTION
metopen
Citation preview
TEORI KESALAHAN DAN PENGOLAHAN DATA
I M. A. Gelgel Wirasuta
Major steps in solving an analytical problem
Langkah pekerjaan analisis
• Tetapkan tujuan analisis• Langkan analisis
• Penerokan• Pemisahan• Pengukuran• Pengolahan data• Komunikasi hasil
analisis
Data diolah secara statistik agar diperoleh hasil yang berarti.
Accuracy and Precision• Kecermatan (accuracy);
– Ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analis dengan kadar analit yang sebenarnya.
– Dinyatakan dalam persen perolehan kembali (%recovery)• Keseksamaan (precision)
– Menyatakan ukuran yang menunjukkan kedekatan hasil analisis masing-masing terok yang sama pada penetapan paralel atau penetapan berulang kali.
– Dinyatakan sebagai simpangan baku atau simpangan baku relatif
kecermatan vs keseksamaan
Hasil analisis dengan baik
kecermatan dan keseksamaan
tinggi
Hasil analisis dengan kecermatan kurang
dan hanya keseksamaan tinggi
Kesalahan (Galat) dalam analisis kuantitatif
• Galat dapat mengakibatkan ketidaktepatan hasil analisis– Ketidaktepatan:
• perbedaan hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya
Miller (1991) “statistika untuk kimia”: tidak ada hasil kuantitatif yang bermakna kecuali hasil itu disertai suatu taksiran galat yang memang tak terpisahkan darinya
Sumber Galat dalam analisis
• Setiap proses analisis• Alat dan instrumen yang digunakan• Manusia (operator, analis)
Contoh sumber galat dari peralatan gelas
Jenis Galat Analisis
• Galat gamblang:– Galat yang sudah jelas, menyebabkan kita mengabaikan
percobaan yang telah dilakukan dan memulai lagi dari awal secara menyeluruh
• Galat acak– Galat yang tidak pasti (munculnya acak) yang
menyebabkan setiap hasil berbeda satu dengan yang lainnya
• Galat sistematik atau procedural error – menyebabkan penyimpangan hasil dari hasil yang
diharapkan yang muncul secara konstan (ajeg)– galat ini adalah pasti dan bersifat ajeg (dapat positif
atau negatif)
Galat acak• Timbul oleh sebab yang tidak teratur tetapi selalu menyertai
setiap penetapan– termasuk ganguan instrumen maupun kondisi percobaan– menyebabkan penetapan paralel sedikit saling berbeda dari hasil
rata-rata• Diperlukan model matematik yang sesuai untuk
mengambarkan distribusi probabilitas galat acak: (distribusi Gaussian)
• Galat acak dinyatakan dengan:
xEr
Percent of measurements falling within a given range (assuming a Gaussian distribution)
Galat sistematik
• Mempengaruhi kecermatan yaitu kedekatannya pada nilai sebenarnya
• Merupakan gabungan antara – galat tetap dari satu terok ke terok yang lain– galat proporsional tergantung pada ukuran terok
• Gs = Gt + Gp– Gs: galat sistem;– Gt: galat tetap– Gp: galat proporsional
Sumber galat sistematik
• instrumen• personal, dan• metode
Instrumental errors
• Intrumental error– Drift in electronic circuit,– Leakage in vacuum system– Temperature effects on detector– Currents induced in circuits from ac power lines– Decrease voltages of batteries with use– Calibration errors in meters, weights, and volumetric
equipment• Commonly detected and corrected by calibration with
suitable standard• Periodic calibration instruments is always desirable because
response most instruments changes with time as a consequence of wear, corrosion, or mistreatment
Personal error
• Jenis kesalahan personal – Penetapan/penglihatan batas akhir
• Penentuan warna indikator pada titrasi• Pembacaan sekala buret atau sekala ukur
lainnya– Kelalaian dalam mencatat
• Diatasi dengan membuat – standard operasional prosedur– Dokumentasi setiap langakah pengerjaan
Methods Error
• Penggunaan reagen kimia yang tidak edial
• Sifat fisika dari reagen, dan• Reaksi yang terjadi selama analisis
Diatasi dengan melakukan prosedur validasi pada metode yang digunakan
Validasi metode analisis
I M A Gelgel Wirasuta
Validasi Metode Analisis
1. Kecermatan “Accuracy”2. Keseksamaan “Precision”3. Kekhasan “Specificity”4. Linieritas dan rentang “Linearity and
Range”5. Batas Deteksi “Limit of Detection”6. Batas Kuantisasi “Limit of Quantitation”7. Ketangguhan “Raggedness”
Validasi Metode Analisis• Langkah pertama harus disiapkan sebelum dilakukan
validasi:– Menyediakan Bahan Baku Pembanding Kimia Bersertifikat
“Certified reference material” (CRM), atau– Bahan pembanding kimia “standard reference material”
(SRM)• CRM dan SRM disediakan oleh badan resmi yang kemurnian
dan homogenitasnya terjamin dan telah dibakukan oleh badan resmi
• SRM untuk bahan kimia farmasi dikeluarkan oleh PPOMN (Pusat Pengujian Obat dan Makanan Nasional-BPOM-RI)
Validasi metode analisis
• Tujuan;– Untuk memastikan bahwa metode
analisis yang digunakan memenuhi persyaratan untuk penerapan analitik
1) Kecermatan “Accuracy”
• Definisi:– Ukuran yang menunjukkan kedekatan hasil analisis
dengan kadar yang sebenarnya– Diyatakan dengan persen perolehan kembali analit yang
titambahkan• Kecermatan bergantung pada
– Seluruh galat dalam analisis• Upaya mencapai derajat kecermatan tinggi:
– Mengurangi galat sistematik:• Mengkalibrasi peralatan, • mengontrol suhu, dan• pelakasanaan yang cermat dan taat asas sesuai dengan
prosedur,
1) Kecermatan “Accuracy”• Ditentukan dengan dua cara:
– Cara simulasi “spiked-placebo recovery method”• Menentukan kadar analit dalam terokan simulasi yaitu
mencampurkan analit dalam jumlah tertentu dalam bahan pembantu tertentu.
• Analit yang digunakan merupakan bahan baku pembanding kimia (CRM atau SRM)
– Cara penambahan baku “standard addition method”• Sejumlah tertentu analit ditambahkan ke dalam terokan yang
mengandung analit sama yang akan ditentukan
1) Kecermatan “Accuracy”Cara simulasi “spiked-placebo recovery method”
• Perolehan kembali:– Ratio antara hasil yang diperoleh terhadap hasil yang sebenarnya– % perolehan kembali = (Xr / Xa) 100
• Xr = jumlah analit yang diperoleh kembali• Xa = jumlah analit yang ditambahkan
– % perolehan kembali ditentukan dengan cara• membuat sampel plasebo (ekspien obat, cairan biologis) • menambahkan analit dengan konsentrasi tertentu (80% s/d 120%
dari kadar analit yang akan diperkirakan) • analisis dengan metode yang akan divalidasi
1) Kecermatan “Accuracy”Penambahan baku “standard addition method”
• Bila tidak memungkinkan membuat sampel plasebo karena matriknya tidak diketahui → maka dapat dipakai metode adisi
• Dilakukan dengan menambahkan sejumlah analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode tersebut
• Teknik penambahan baku dapat dilakukan secara seri atau tunggal
1) Kecermatan “Accuracy”Penambahan baku “standard addition method”
• Perhitungan %perolehan sampel
1) Kecermatan “Accuracy”Penambahan baku “standard addition method”
• Jumlah optimum analit yang ditambahkan: – 2 s/d 4 kali kadar analit yang ada pada terok tanpa penambahan
baku
• Kelemahan metode penambahan baku:– Tidak dapat digunakan jika analit yang ditambahkan menimbrung
reaksi utama:• Analit yang ditambahkan menyebabkan kekurangan pereaksi yang
digunakan,
• Ketidaksetimbangan massa,
• Mengubah pH atau kapasitas dapar
Evaluasi kecermatan• Kecermatan bergantung pada:
– Konsentrasi analit dalam matrik sampel, dan– Keseksamaan metode (RSD = relative standard
deviation)• Vander Willen menyatakan:
Selisih kadar Xd pada berbagai penetapan harus kurang dari 5%
Harga rata-rata selisih secaran statistik < 1,5%
S = RSD, I = nilai t pd tabel t studen pada aras 95%n = jumlah sampel
Evaluasi kecermatanRentang kesalahan yang dijinkan pada setiap konsentrasi analit pada matriks
1) Kecermatan “Accuracy”
• Jika bahan pembanding kimia (SRM atau CRM) tidak ada makan uji kecermatan dapat diukur dengan
– membandingkan metode yang divalidasi dengan methode yang sudah divalidasi atau yang tercantum dalam buku acuan seperti farmakofe
– Kadang-kadang dibandingkan dengan metode penentuan absolut:
• Volumetri, gravimetri, analisis kuantitatif dengan NMR
2) Keseksamaan
• Definisi:– Ukuran yang menunjukkan kedekatan
hasil pengukuran masing-masing terok yang sama terhadap hasil pengukuran paralel atau pengukuran berulang kali.
• Ekspresi– Dinyatakan sebagai:
• Simpangan baku (SD)• Simpangan baku relatif (RSD)• Koefisien variansi (CV)
2) Keseksamaan
• Pengujian:– Dilakukan dengan analisis terokan yang sama secara
berulang kali• Edward: 10 kali terokan paralel dan RSD < 2%• Buick: RSD < 10% untuk matrik biologi• Shah: minimum 5 kali setiap konsentrasi dengan harga
CV ≤ ± 15%, kecuali pada LOQ, CV ≤ ±10% – Sebaiknya ditentukan terhadap terokan sebenarnya,
yaitu terokan berupa produk farmasi yang senyaja dibuat: tablet, sirop, dll
– Pada tahap pengembangan metode sebelumnya, • Keseksaman ditentukan dengan cara penetapan kadar
secara berulang dalam sediaan simulasi
2) Keseksamaan
• Koefesian Variasi / RSD akan meningkat seiring dengan penurunnya konsentrasi analit– Kadar 1% atau lebih maka RSD < 2,5%– Kadar 1%o maka RSD < 5%– Kadar satu persejuta maka RSD < 16%– Kadar perbilion maka RSD < 32%
• Secara umum diterima apabila RSD ≤ 2%
2) Keseksamaan
• Perhitungan SD– X1, X2, X3, X4, ……………..Xn
• Perhitungan RSD atau koefisien variansi (KV)
Keseksamaan – ketertiruan - keterulangan
• Rancangan keseksamaan dapat digunakan untuk mengukur ketertiruan dan keterulangan
• Ketertiruan (reproducibility):– Diperiksa oleh laboratorium yang berbeda
• Keterulangan (repeatability):– Diperiksa oleh satu laboratorium dengan
menggunakan alat, pereaksi, instrumen dan waktu yang sama tetapi operator atau analisnya berbeda
3) Kekhasan / selektivitas (selectivity)
• Definisi:– Kemampuan metode yang hanya menentukan analit tertentu saja
secara cermat dan seksama dalam terokan yang mengandung komponen lain
• Penentuan– Penetapan kadar analit dalam terokan yang mengandung pengotor,
hasil urai, atau senyawa lain yang sengaja ditambahkan dan dibandingkan dengan analisis terokan yang mengandung analit saja
– Selisih kadar menunjukkan derajat kekhasan metode tersebut
4) Linieritas dan rentang• Definisi:
– Liniertas: kemampuan metode analisis memberikan respon baik secara langsung maupun dengan bantuan transformasi matematik yang baik, proporsional terhadap konsentrasi analit dalam terokan
– Rentang: batas terrendah dan tertinggi analit yang sudah ditunjukkan dapat ditetapkan dengan kecermatan, keseksamaan dan linieritas yang dapat diterima
• Linieritas diuji untuk:– Membuktikan adanya hubungan linier antara konsentrasi analit dengan
respon detektor instrumen• Penentuan:
– Dilakukan penetapan kadar pada rentang konsentrasi tertentu, kemudian dibuat hubungan linieritas melalui kurva kalibrasi
– Koefesien korelasi (r) pada analisis regresi linier digunakan sebagai parameter liniertas
4) Linieritas dan Rentang• Parameter lain yang dihitung selain koefisien
korelasi (r)– Simpangan baku residual (Sy)
Rentang pengujian linieritas dilakukan pada rentang konsentrasi 25 s/d 200% dari kadar analit dalam terokan
5) Batas Deteksi (LOD) dan Batas kuantisasi (LOQ)
• Definisi
– LOD adalah jumlah analit terkecil yang dapat memberikan respon signifikan dibandingkan dengan blangko
– LOQ adalah jumlah analit terkecil yang dapat ditentukan dengan derajat kecermatan dan keseksamaan terentu sesuai dengan kondisi percobaan
• Penentuan
– Tergantung pada teknik analisis yang digunakan
5) Batas Deteksi (LOD) dan Batas kuantisasi (LOQ)
• Penentuan:– Menggunakan prosedur instrumental:
• LOD ditentukan melalui ratio signal/noise (S/N) dari terukan yang diketahui kadarnya dibandingkan terhadap blangko
• Mengukur sejumlah tertentu terokan blanko lalu dihitung simpangan baku (SD) dari respon yang diberikan
– LOD = 3 SD– LOQ = 10 SD
5) Batas Deteksi (LOD) dan Batas kuantisasi (LOQ)
• Penentuan:– Menggunakan prosedur instrumental:
• Dihitung secara statistik dari kurva regresi linier– Y = ax +b
– Simpangan baku blanko = simpangan baku residual (Sy/x)
6) Ketangguhan “ruggedness”
• Definisi– Menunjukkan derajat ketertiruan hasil uji yang
diperoleh dari analisis terokan yang sama dalam berbagai kondisi uji normal, seperti laboratirum, analisis, instrumen, bahan pereaksi, suhu, hari yang berbeda dll.
• Ketangguhan biasanya dinyatakan sebagai tidak adanya pengaruh perbedaan operasi atau lingkungan kerja pada hasil uji
• Merupakan ukuran ketertiruan pada kondisi operasi normal antar lab dan antar analis, pereaksi sama,
• Ketangguhan dikaji secara studi kolaboratif (antar lab)
7) Kekuatan (Robustness)
• Untuk memvalidasi kekuatan suatu metode perlu dibuat perubahan metodologi yang kecil dan terus menerus dan mengevaluasi respon analitik dan efek keseksamaan dan kecermatan.
• Contoh: pada HPLC– perubahan komposisi fase gerak (1%)
– pH fase gerak (± 0,2 unit)
– Perubahan temperatur kolom (± 2-3 oC)
SELEKSI PARAMETER VALIDASI• Pemilihan parameter validasi tergantung pada tipe prosedur
analitik:• USP XXII
– Kategori I: • Metode yang digunakan untuk kuantitas komponen
maupun substansi bahan baku obat atau bahan aktif (termasuk pengawet) pada hasil akhir farmasetika
– Katagori II:• Metode yang digunakan untuk menentukan campuran
dalam substansi bahan baku obat atau komponen sisa pada produk akhir farmasetika.
• Metode ini termasuk perhitungan kembali secara kuantitatif dan tes batas
– Katagori III• Metode yang digunakan untuk menevaluasi sediaan
farmasi, seperti pada uji disolusi dan keseragaman kandungan
SELEKSI PARAMETER VALIDASI