Oleh: Syntia Tanu Juwita, drPembimbing :Djoko Marsudi,dr.,MS.,SpPK

PENDAHULUAN

Cairan tubuh mengandung air,elektrolit dan non elektrolit.Elektrolit merupakan zat yang

terdisosiasi dalam cairan dan membawa muatan listrik.Elektrolit dibedakan menjadi ion positif

(kation) dan ion negatif (anion). Jumlah kation dan anion dalam suatu

larutan pada umumnya sama(dalam miliekuivalen).

2

Kation utama dalam cairan ekstraseluler adalah sodium(Na+).Kation utama dalam cairan intraseluler

adalah potassium (K+).Anion utama dalam cairan

ekstraseluler adalah klorida (Cl-) dan bikarbonat (HCO3

-)Anion utama dalam intraseluler adalah

ion fosfat(PO43-).

3

Metode Pemeriksaan Natrium dan Kalium.

1. Flame fotometri 2. Atomic Absoption Spectrophotometry.3. Metode Fotometri Enzimatik4. ISE (Ion Selective electroda)

4

Sampel untuk pemeriksaan Na+, K+ , dan Cl-

-Darah utuh (whole blood)-Plasma-Serum-Urine-Cairan Serebrospinal-Feses

5

Flame Fotometer

EMISSION FLAME FOTOMETER

Galvanometer

DDetectorMonocromator

6

Prinsip kerja Flame fotometer:1.Larutan sampel dihisap oleh aspirator yang

merupakan kapiler dan menuju ke dalam suatu chamber,bersama-sama dengan gas yang bertekanan tinggi.Kemudian larutan tadi oleh atomizer disemprotkan dalam bentuk butiran air yang mengandung uap atom bebas yang masuk ke dalam flame .

2.Suatu atom terdiri atas proton dan elektron yang bergerak pada lintasan tertentu dengan energi tertentu.Selama bergerak,elektron tidak memancarkan atau menyerap energi.Tapi apabila atom tersebut diberi energi tinggi maka elektron terluarnya akan berpindah ke lingkaran lebih luar dan keadaan ini disebut tereksitasi. 7

3.Pada keadaan tereksitasi ,atom menjadi tidak stabil dan berusaha kembali ke keadaan semula (ground state) dengan mengeluarkan emisi sinar spesifik dengan panjang gelombang tertentu .Energi yang dipancarkan atom-atom itu berupa sinar polikromatis.

4.Kemudian sinar polikromatis masuk ke celah,dan melalui monokromator akan disaring menjadi sinar monokromatis.Monokromator disini berfungsi membedakan sinar yang diemisikan masing-masing masing logam.

5.Sinar monokromatis ditangkap fotodetektor,dan diubah menjadi sinyal listrik yang besarnya diukur dengan galvanometer.

8

Metode Flame fotometer

1.Merupakan metode rujukan yang baik& umum dikerjakan

2.Kadar diukur secara kuantitatif3.Eksitasi atom menghasilkan emisi

sinar spesifik4.Gas bakar yang bisa digunakan

dengan metode flame fotometer iniadalah LPG (propana) dan bahan lainmetana dan butana.

9

Atomic Absorption Spectrophotometer

10

10

Prinsip kerja Atomic Absorption Spectrophotometer

1.Sampel larutan dihisap oleh aspirator berbentuk kapiler,dan dengan daya kapiler larutan tadi menuju ke chamber,bersama-sama dengan gas yang bertekanan tinggi.Kemudian larutan tersebut oleh atomizer disemprotkan dalam bentuk butiran air yang mengandung uap atom bebas menuju ke flame.

2.Sumber sinar yang berupa tabung (Hollow cathoda lamp) yang menghasilkan sinar monokromatis dengan panjang gelombang tertentu,dan sinar monokromatis itu akan melewati flame atau api.

11

3.Flame disini tidak berfungsi untuk eksitasielektron. Melainkan untuk memanaskanatom-atom,sehingga atom logam yangdibakar tersebut dapat menyerap sinarsecara spesifik,dan atom sifatnya akanlebih stabil.

4.Kemudian sinar akan masuk kemonokromator .

5.Energi sinar dari monokromator akandiubah menjadi energi listrik di detektor.

6.Sistem pembacaan akan menampilkan datayang dapat dibaca dari grafik.

12

Fotometri Enzimatik

Dasar pemeriksaan reaksi Natrium Pengaktifan enzim β-galaktosidase oleh Na+

untuk hidrolisis o-nitrofenil-β-D-galactopyranoside (ONPG).Nilai yang dihasilkan dari o-nitrofenol diukur

λ 420 nmNa +

ONPG ------------------ > galaktosa + o-nitrofenol beta galaktosidase

λ max 420nm13

Dasar Pemeriksaan Reaksi Kalium• Pengaktifan enzim piruvat kinase oleh Ion

K+ dalam reaksi phosphoenolpyruvate (PEP) menjadi piruvat.

• Sebagai indikator reaksi ,piruvat yang terjadi diubah menjadi laktat oleh enzim LDH (Lactic dehydrogenase)

• Menggunakan koenzim NADH,penurunan kadar NADH dikuti dengan pembacaan panjang gelombang 340 nm.

14

REAKSI KALIUM

K +

PEP + ADP ---------------- > Piruvat + ATPPiruvat kinase

LDHPiruvat + NADH + H+ -------- > laktat + NAD+

λ 340nm

15

Ion Selectif Electroda

16

ISEMetode pemeriksaan berdasarkanpotensiometer ion yang merupakan bagian dari elektrokimia

PotensiometerAnalisis berdasarkan perbedaan potensial antara dua elektroda

ElektrokimiaPengukuran gerakan elektron dalam larutan elektrolit

17

Elektroda : konduktor yang diletakkanpada larutan elektrolit yang sesuaisehingga ada kecenderungan dari atomnyauntuk meninggalkan permukaan danmasuk dalam larutan sebagai ion.

Elektroda indikator : elektroda denganbesar potensial yang bervariasi sesuaidengan aktivitas/konsentrasi dari larutanyang diukur.

Elektroda referen: elektroda yang memilikibesar potensial konstan yang diketahuibesarnya.

18

Prinsip dasar pengukuran ISE:1.Dasar pengukurannya adalah interaksi

pergerakan ion-ion bebas dalam sampel dengan bahan sensor aktif .

2.Setiap elektroda mempunyai membran ion selektif.Dimana elektroda referense mempunyai konsentrasi larutan yang diketahui dan stabil.Sedangkan elektroda indikator mempunyai konsentrasi larutan yang tidak diketahui.

19

3.Membran ion selektif akan memisahkan sampel yang tidak diketahui konsentrasinya dengan larutan elektroda yang diketahui konsentrasi larutannya.

4.Bila suatu membran tipis memisahkan dua larutan yang berbeda aktivitas ionnya ,maka akan terjadi perbedaan potensial antara kedua sisi membran.

5.Potensial yang terjadi akan diteruskan ke amplifier.Proses selanjutnya,elektroda reference (acuan) dihubungkan dengan ground. Hasil potensial masing-masing elektroda diketahui dan dihitung perbedaan potensialnya.

20

Rumus yang digunakan :

Ecell = Eind – Eref + Eij

Keterangan:Ecell = potensial cellEind = potensial indicatorEreff = potensial referensEij = potensial liquid junction

21

Dimension® RxL Max™ IMT Fluidics

22

IMTRotary Valve

ToWaste

DiluentPump

IMTPump

X1

X2

R1

X0

X

F2F1

B

A

D2

D1

SaltBridge

Solution

W

Out

P55F

Out

Standard A

Standard B

Flush

X1

X2

R1

X1

12

ToWaste

W2

FlushPump

P55E

Out

QuikLYTE®SampleDiluent

D1

IMTSample

Port

Air

Pengukuran Na+, K+ dan Cl- memakai alat Dimension® RxL Max dengan metode ISE

23

1. Sampel dihisap oleh sampel tip

2. Kemudian sampel dimasukkan ke Aliqurt

24

3. Sampel ditambahkan dengan standar A dan standar B serta flash solution

4 .Ditambahkan diluent sebagai pengencer dengan perbandingan 1:10

25

5.Sampel,standar A dan standar B,diluent,masuk ke Port Integrated Multisensor Technology(IMT)

26

6.Ditambahkan salt ke Quiklyte elektrolit yang berfungsi sebagai elektroda,terdapat 3 elektroda ion selektif untuk ion Na+,K+,dan CL.Juga terdapat elektroda reference.Setelah diposisikan dimultisensor ion Na+,K+,dan CL- akan membentuk keseimbangan dengan permukaan elektroda.Potensial elektroda Na+,K+,dan CL- diukur secara berurutan dibandingkan terhadap listrik yang dihasilkan pada larutan. Konsentrasi yang diinginkan di hitung dengan Nerst equation.

27

Elektroda pada Dimension® RxL Max :

28

7. Pembuangan melalui pump IMT

29

Metode Pemeriksaan Klorida.

1. Titrasi merkurimetri2. Kolometrik-amperometrik titrasi3. ISE4. Metode fotometri

30

Metode Titrasi MerkuriPrinsip :1. Filtrat bebas protein (pengendapan dengan

asam tungstat) ditambah dengan difenilkarbazon sebagai indikator.Selanjutnya dititrasi merkuri nitrat.

2.Hg2+ bebas bereaksi dengan Cl- membentuk merkuri kloridaCl‾ + Hg(NO3)2 HgCl2 + 2 NO3

3.Kelebihan ion Hg²+ bereaksi dengandifenilkarbazon membentuk senyawa komplek berwarna biru ungu

4.Saat mulai timbul perubahan warna merupakantitik akhir dari titrasi.

31

Kolometri-amperometrik titrasiPrinsip :1.Pengukuran Cl‾ ini menggunakan ion

perak (Ag) yang dikombinasi dengan ion klorida untuk menghitung konsentrasiklorida.Ag+ + Cl‾ AgCl

2. Saat semua ion Cl‾ berikatan dengan ion Ag+ , kelebihan ion Ag+ bebas digunakansebagai endpoint.

32

QUALITY CONTROLPENGGUNAAN SERUM KONTROL:

Lyphochek Assayed Chemistry Control level 1

Lyphochek Assayed Chemistry Control level 2

33

QUALITY CONTROL

34

• Minimal dilakukan kontrol 1 kali dalamsehari,dari bahan kontrol dengan konsentrasiprotein yang sudah diketahui .

• Menggunakan reagen Lyphochek AssayedChemistry Control level 1 dan level 2 yangberupa serum dari manusia yang dibentukkanserum beku kering (Lyophilized sera)

• Reagen Lyphochek Assayed Chemistry Controllevel 1 ini untuk kontrol normal, ReagenLyphochek Assayed Chemistry Control level 2untuk kontrol tinggi.

• Serum kontrol ini akan tetap stabil sampai padawaktu kadaluarsa selama kondisi tidak terbukadengan suhu 2-8°C

PARAMETERLyphochek Assayed

Chemistry Control level 1

Lyphochek Assayed Chemistry Control

level 2

Sodium 139-153 mmol/L 123-137 mmol/L

Potassium 3.10-4.10 mmol/L 5.20-6.60 mmol/L

Chlorida 87-101 mmol/L 80-90 mmol/L

35

Cara rekonstitusi serum beku kering (Lyophilized sera) :• Digunakan pipet volumetrik,tiap vial

serum kontrol ditambahkan 5 ml aquadest.

• Dicampurkan dengan baik,dan jangan sampai berbuih karena akan menyulitkan pada saat pengambilan oleh pipet ,bila buih ikut terambil maka pengukuran tidak akurat.

• Didiamkan 30 menit sebelum dianalisis.

36

Cara pemeriksaan serum kontrol:

•Serum kontrol diletakkan ditengah deretan serum pasien .

•Serum kontrol diperlakukan sama seperti serum pasien

37

KALIBRASI ISE

Ada 2 cara kalibrasi otomatis 1.Memakai 2 titik yaitu memakai 2

standar yang berbeda.2.Memakai 1 titik yaitu

membandingkan sampel dengan standar A.

38

:Kalibrasi 2 macam standard A dan B

•Selama kalibrasi ,standar B akan melewati elektroda ion selektif Na,K,Cl dan elektroda reference.

•Dengan cara yang sama untuk standar A juga melewati elektroda ion selektif Na,K,Cl dan elektroda referene.

•Perbedaan tegangan antara standar A dan standar B digunakan untuk menghitung slope kalibrasi(kemiringan).

39

Slope range:Sodium :53 – 62Potassium:53 – 62Chloride:-60 sampai -40

Bila melebihi atau kurang dari slope range maka hasil failed.

40

Typical Na slopes 58 to 62K slopes 57 to 61CL slopes -49 to -53

Nilai rujukan kadar elektrolitElektrolit Spesimen Nilai rujukan

Natrium Urin(24 jam)Serum dan plasma cairan serebrospinal

40-220 mmol/hari136-145 mmol/L136-150 mmol/L

Kalium Urin(24 jam)Serum dan plasma

25-125 mmol/hari3.4-5.0 mmol/L

Klorida Urin(24 jam)Serum dan plasma

110-250 mmol/hari98-107 mmol/L

41

Terima kasih

42

HIPERNATREMIA

1.Terjadi jika pemasukan melebihi pengeluaran, yang disebabkan oleh abnormalitas mekanisme homeostatis.

2.Karena natrium beredar dalam cairan ekstraseluler (CES), peningkatan natrium total akan disertai peningkatan volume CES

3.Peningkatan volume ini terutama pada cairan interstitial yang menyebabkan oedema.

4.Pada kasus : Gagal jantung kongestif, penyakit hati, penyakit ginjal, kehamilan

43

HIPONATREMIA1.Jumlah pengeluaran natrium melebihi

pemasukannya2.Didapatkan pada keadaan seperti pengeluaran

melalui gastrointestinal (diare,muntah), jumlah keringat yang meningkat, luka bakar, penyakit ginjal, dan diuretika

3.Pseudohiponatremia : hiperglikemia, hiperglobulinemia.

44

HIPERKALEMIA

1.Terjadi jika perpindahan kalium dari CIS ke CES , peningkatan pemasukan (intake), atau penurunan pengeluaran (ekskresi)

2.Penyebab hiperkalemia : Asidosis, Hipoksia, Defisiensi insulin, Trauma otot, intake peningkat, pengeluaran menurun

3.Pseudohiperkalemia : hemolisis, lekositosis

45

HIPOKALEMIA

1.Terjadi karena perpindahan kalium CES menuju CIS

2.Penyebab hipokalemia : Alkalosis, pemberian diuretik, intake menurun, dan peningkatan ekskresi di gastrointestinal

3.Pseudohipokalemia : peningkatan ekskresi di urin

46

HIPERKLORIDA1.Terjadi jika pemasukan melebihi

pengeluaran pada gangguan mekanisme homeostatis dari klorida

2.Umumnya penyebab retensi klorida sama dengan penyebab retensi natrium

HIPOKLORIDATerjadi karena pengeluaran klorida melebihi pemasukan

47

Interferens pada pemeriksaan Natrium Pada umumnya hemolisis tidak

mempengaruhi kadar natrium dalam serum dan plasma.Untuk sampel berupa feses ,harus cair

dan ini perlu disaring atau diputar (sentrifugasi )sebelum dilakukan pemeriksaan.

48

Interferens pada pemeriksaan kalium 1.Hemolisis harus dihindari dari

pemeriksaan kalium .2.Pada proses pembekuan darah kalium

banyak dilepaskan oleh platelet,sehingga kadar K+ dalam serum 0.2-0.3 mmol/l lebih tinggi.

3.Sampel urine yang digunakandikumpulkan selama 24 jam untukmengurangi variasi diurnal,bila kurang dari 24 jam hasil dipengaruhi variasi diurnal.

49

4.Pada penggunaan tourniquet saat pengambilan darah menyebabkan kenaikan level potasium 10-20%.

5.Peningkatan kadar kalium yang menyebabkan false high bisa disebabkan karena aktivitas otot

6.Peningkatan juga dapat terjadi jika darah dibekukan sebelum dipisahkan.

7.Adanya lekositosis dan trombositosis yang ekstrem dapat meningkatkan kadar kalium serum.

50

Kelebihan metode Atomic Absorption Spectrophotometer 1.Metode ini menganalisa konsentrasi

logam berat dalam sampel secara akurat karena konsentrasi yang terbaca pada alat AAS berdasarkan banyaknya sinar yang diserap yang berbanding lurus dengan kadar zat.Metode ini bisa menganalisa sampel sampai pada kadar rendah,sedangkan pada metode lain seperti volumetrik hanya dapat menganalisa pada kadar yang tinggi.

2.Analisa sampel dapat berlangsung lebih cepat

51

Kekurangan metode Atomic Absorption Spectrophotometer 1.Berdasarkan pengaruh kimia,metode ini

tidak mampu menguraikan zat menjadi atom.Dan hanya dapat menganalisa logam berat dalam bentuk atom-atom.

2.Sampel yang dianalisa harus dalam suasana asam ,sehinggasemua sampel yang akan dianalisa harus dibuat dalam suasana asam,dengan ph antara 2 sampai 3.

3.Biaya operasional tinggi dan harga peralatan yang mahal.

52

Interferens pada metode AAS:1.Interferens secara kimiawi,sampel disini tidak

memisah menjadi ion-ion bebas yang penting untuk absorbsi.

2.Interferens saat ionisasi,yaitu dimana atom bebas pada flame terionisasi, sementara tetap berada di tempat semula(ground state) sehingga bila sinar spesifik dari hallow cathoda lamp melewati flame tidak bisa diserap oleh atom di flame.

3.Interferens di bahan pemeriksaan,yaitu dimana misalnya pada sampel yang diperiksa mengandung protein,sementara pada standart tidak mengandung protein,sehingga terdapat perbedaan kepekatan ,komposisi pelarut,dan konsentrasi garam.

4.Interferens karena spektrum,dimana terjadi absorbsi lainnya dalam sampel.

53

Perbedaan interpretasi dari metode direk dan indirek :1.Pada metode direk,hasil yang didapat

merupakan gambaran aktivitas elektrolit dalam air plasma(93%),dan hanya dapat dibandingkan dengan hasil pemeriksaan flame fotometer atau fotometer ,jika kadar protein dan bikarbonat normal.

2.Pada metode indirek hasil pemeriksaan dinyatakan dalam kadar yang sudah dikoreksi dengan faktor kompensasi ,sehingga nilainya dapat dibandingkan dengan hasil dari flame fotometer maupun fotometer enzimatik.

54

Nernst Equation

ΔE = ΔEo - RT ln ax

nF

Eo = potensial standar sel elektrokimia R = sebagai konstan; T = Suhu, di degress Kelvin;n = jumlah elektron yang terlibat dalam elektroda

reaksi F = konstanta faraday;ln = logaritma naturalax = aktivitas ion

55

Keuntungan Pemakaian Metode ISE1) ISE relatif murah dan mudah digunakan .2) Dapat memakai bodi dari plasik namun cukup kuat dan

tahan lama sehingga ideal digunakan di dalam dan diluar laboratorium.

3) Dapat dipakai untuk mengukur ion terlarut dalampelarut air secara cepat dan mudah.

4) ISE sangat berguna dalam aplikasi untuk menentukankonsentrasi yang besar.

5) ISE dipakai untuk pemantauan kontinyu dariperubahan konsentrasi: misalnya dalam titrasipotensiometri atau n. pemantauan penyerapan nutrisi, atau konsumsi reagen.

6) Berguna dalam aplikasi biologis / medis karenamengukur aktivitas ion secara langsung.

56

7) Dalam aplikasi di mana ada interferen ion, pH, ataumasalah konsentrasi terlalu tinggi , dapat dilakukanmodifikasi melalui metode eksperimental khusus danreagen khusus untuk mengatasi banyak dari kesulitanini.

8) Dengan pemakaian yang hati-hati, kalibrasi yang teratur, akurasi dan tingkat presisi ± 2 atau 3% untukbeberapa ion dan dengan demikian menguntungkandibandingkan dengan teknik analisis lain yang jauhlebih kompleks dan mahal

9) ISE adalah salah satu dari beberapa teknik yang bisamengukur baik ion positif dan negatif.

10) ISE tidak terpengaruh dengan warna sampel ataukekeruhan.

11) ISE dapat digunakan dalam larutan air pada rentangtemperatur yang luas. Kristal membran dapatberoperasi dalam kisaran 0°C sampai 80°C danmembran plastik dari 0°C sampai 50 ° C. 57

KURVA STANDAR KALIBRASI

58

Interferens klorida:1.Bila proses pemisahan sampel serum dan

plasma dari sel-selnya terlalu lama akan terjadi persinggungan antara darah dan udara yang menyebabkan gas CO2 keluar sehingga terjadi perubahan distribusi klorida antara sel-sel darah dengan plasma.

2.Salisilat dalam jumlah tinggi mengganggu elektroda klorida dan menyebabkan hasil klorida bias positif .Konsentrasi salisilat dalam level terapi tidak menyebabkan gangguan yang signifikan.

59

4.Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari:Hukum Lambert : bila suatu sumber sinar

monokromatis melewati medium transparan ,maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorbsi.Hukum Beer: Intensitas sinar yang diteruskan

berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesifik yang menyerap sinar tersebut.

60