Show
Timbangan (balance) di dalam mikrobiologi umumnya digunakan untuk menimbang sampel sebesar porsi ujinya untuk dianalisis. Selain itu, dapat juga digunakan menimbang media, reagen atau mengukur perbandingan pengenceran. Alat pengukur perbandingan pengenceran berdasarkan berat cairan ini disebut gravimetric diluters. Terdapat berbagai macam jenis timbangan berdasarkan ketelitiannya. Pembagian timbangan tersebut dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel. Klasifikasi timbangan berdasarkan ketelitiannya. Diadaptasi dari (EDQM Annex 8, 2013:2)
Di dalam laboratorium mikrobiologi umumnya dipakai timbangan analitik atau presisi untuk mendukung kegiatan sehari-hari. Namun pemilihan ini juga tergantung tujuan dan kebutuhan suatu laboratoium. 1. Persyaratan timbangan1.1. Spesifikasi AlatTerdapat beberapa persyaratan timbangan yang umum digunakan di laboratorium mikrobiologi untuk menjamin ketelitian data yang dihasilkan. APHA SM 9030B (2000) menyarankan memakai timbangan dengan sensitivitas minimal 0,1 g pada beban 150 g dan sensitivitas minimal 1 mg pada beban 10 g (hal. 9.16). FDA-BAM Ch. 1 (2001) dan AOAC OM 966.23 (2005) memberikan saran bahwa dalam penimbangan sampel mikrobiologi digunakan timbangan dengan kapasitas 2000 g dan sensitivitas 0,1 g. Dari syarat diatas dapat disimpulkan bahwa untuk penimbangan sampel cukup dipilih timbangan presisi dengan sensitivitas 0,1 g atau 1 mg. Sensitivitas timbangan yang dimaksud diatas adalah nilai skala interval terkecil atau disebut juga resolusi timbangan (d). Gambar 1. Salah satu contoh timbangan dengan kapasitas 220 g dan resolusi (skala interval) 0,01 g. Diambil dari dokumentasi pribadi. Sedangkan ISO 7218 (2007) memberikan syarat bahwa timbangan dalam laboratorium mikrobiologi sebaiknya memiliki MPE (Maximum Permisible Error) sebesar 1% (hal. 9). OIML R 76-1 (2006) menjelaskan MPE adalah selisih pengukuran terbesar timbangan baik bernilai + atau – yang diizinkan oleh suatu aturan antara pembacaan alat dengan nilai benar yang diukur berdasarkan standar massa referensi (anak timbangan) (hal. 19). 1.2. Spesifikasi LingkunganTimbangan harus ditempatkan pada ruangan yang memiliki suhu konstan karena suhu dapat berpengaruh terhadap penimbangan. Deviasi suhu sebaiknya tidak lebih dari 5 °C per jam. RH yang sesuai untuk penimbangan adalah sekitar 40 – 60% untuk timbangan kelas I dan II. Timbangan harus terhindar dari cahaya matahari langsung dan dijauhkan dari alat pengubah suhu misalnya oven atau freezer (EDQM Annex 8, 2013: 4). Syarat lainnya yaitu timbangan harus diletakkan di tempat yang minim pengaruh aliran udara, misalnya AC, fan, pintu atau pergerakan operator. Perlu dipertimbangkan untuk meletakkan timbangan pada meja semen atau batu yang tertanam pada lantai untuk memperkecil getaran. Meja ini sebaiknya tidak mempunyai komponen besi atau plastik untuk mencegah kemungkinan adanya efek magnet atau listrik statis. Listrik statis akan semakin meningkat jika RH semakin menurun, Selain itu timbangan juga memiliki sumber tegangan listrik yang konstan. Sekeliling timbangan dijaga supaya rapi dan bersih. Jika perlu disediakan kuas untuk pembersihan debris sampel setelah menimbang. 2. Penanganan TimbanganBerikut beberapa saran penggunaan timbangan secara umum yang patut diperhatikan.
2.1. Penimbangan BahanBerikut metode umum penimbangan dengan perhitungan selisih (weighing by difference). Metode 1
Metode 2
Setiap timbangan memiliki batas (kapasitas) yang harus tidak dilampaui. Sebaiknya dipilih timbangan yang memiliki kisaran berat bahan yang akan ditimbang sehingga tercapai akurasi penimbangan yang diinginkan. Total berat wadah atau kontainer (disebut juga receivers/weighing vessel) dan material harus tidak melebihi batas tersebut. Wadah yang digunakan sebaiknya kering, bersih dan memiliki berat sekecil mungkin. Wadah yang umumnya digunakan adalah botol, piring kaca, corong, labu, atau kertas. Pemilihan wadah tergantung dengan tipe bahan (liquid, solid atau powder) dan jumlah bahan yang akan ditimbang. Umumnya jika akan menimbang media maka dapat menggunakan wadah berupa botol atau erlenmeyer lalu langsung ditambah air destilasi sesuai resep sehingga tidak ada sisa media. Selain itu spatula yang digunakan harus dibersihkan atau diganti jika menimbang media yang berbeda. Substansi yang dapat menghambat pertumbuhan bisa saja mengkontaminasi media lainnya. Gambar 2. Contoh wadah berupa piring gelas untuk menimbang. Diambil dari dokumentasi pribadi. 2.2. Penanganan Anak TimbanganSuatu standar massa dengan beragam berat dan ukuran yang digunakan untuk mengkalibrasi alat disebut sebagai anak timbangan atau test weight atau disebut juga check weight. Anak timbangan yang digunakan untuk pengecekan antara ini seharusnya tidak boleh disentuh dengan tangan. Sisa minyak dari tangan yang menempel dapat menambah nilai anak timbangan tersebut. Anak timbangan dengan berat kecil dapat ditangani dengan pinset dan anak timbangan yang besar dapat diangkat dengan sarung tangan (yang terbuat dari chamois, katun atau plastik). Anak timbangan juga harus disimpan pada suhu ruang yang konstan dan dihindarkan dari alat pemanas seperti oven atau inkubator. Lebih baik anak timbangan didimpan dalam container tertutup dan diletakkan di dekat alat. Pembersihan anak timbangan dapat dilakukan dengan kain pembersih khusus yang disebut lint–free cloth yang dibasahi dengan sedikit pelarut seperti dietil eter. Gambar 3. Anak timbangan dengan berbagai massa. Diadaptasi dari “Calibration Masses, ASTM/ANIS and OIML Standards, Individual Weights”, dari http://unisciencelab.com/product/calibration-masses-astm-class-4-weights/ 3. Pengecekan Antara TimbanganTerdapat beberapa parameter penting untuk mengetahui bahwa timbangan tersebut memiliki kesalahan, diantaranya adalah pengecekan drift, precision, accuracy dan eccentricity yang dapat digambarkan pada grafik berikut. Grafik 1. Grafik yang menggambarkan berbagai parameter pengecekan antara timbangan. Grafik lonceng menggambarkan sebaran data pengecekan precision dan drift, garis putus-putus adalah grafik selisih dengan nilai benar (pengecekan accuracy) dan titik-titik pada pan timbangan adalah bagan pengecekan eccentricity. Diadaptasi dari “Good Weighing Practice® – The Standard, Science Based Weighing”, oleh Mettler Toledo (2013:6) Lebih baik pengecekan antara ini diuji pada titik penimbangan yang sering digunakan, terutama yang tertera pada metode yang dianut, misalnya 50 g sampel. Berikut cara pengecekan antara timbangan dengan anak timbangan terkalibrasi yang dirangkum berdasarkan beberapa referensi. 3.1. Pengecekan Drift TimbanganDrift (hanyutan) adalah perubahan yang terjadi pada layar timbangan digital yang mengindikasikan bahwa pembacaan tidak stabil yang sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, misalnya suhu, listrik statis, medan magnet, aliran udara atau getaran. Terdapat dua versi cara dalam menentukan nilai ini dan dengan keberterimaan dan referensi yang berbeda.
Contoh perhitungan (USP): d (skala interval) = 0,0001 g w (anak timbangan) = 20 g Penentuan batas keberterimaan
Sehingga didapatkan kisaran toleransi: 19,9982 – 19,9986 g Pengecekan setiap penggunaan :
3.2. Pengecekan Precision TimbanganPrecision adalah ukuran atau nilai keberulangan hasil penimbangan. Precision disebut juga repeatability. Uji ini digunakan untuk mengevaluasi kesalahan acak timbangan. Perhitungan ini hampir sama dengan drift timbangan namun dengan pengulangan yang dilakukan saat itu juga dengan kondisi seragam dan operator yang sama, sedangkan perhitungan drift lebih mengarah kepada reproducibility penimbangan karena mempertimbangkan waktu, faktor lingkungan dan mungkin oleh operator yang berbeda. Berikut dua cara pengecekan precision dengan referensi yang berbeda.
Terdapat dua pilihan syarat perbandingan SD dengan 0,41d pada prosedur diatas. Hal ini karena timbangan selalu memiliki ketidakpastian dan 0,41d adalah pembulatan batasan kesalahan tersebut. Nilai berat terkecil (N) pada notasi diatas bukan berat minimum yang didefinisikan secara umum. Nilai N lebih merupakan batas penggunaan yang dipilih dan sangat berpengaruh kepada keberterimaan precision. Sedangkan definisi berat minimum (minimum weight atau minimum operating range) dengan notasi Mmin adalah jumlah material terkecil yang dapat ditimbang secara akurat dengan memperhitungkan eror penimbangan. Jika berat sampel berada dibawah berat minimum, maka nilai eror penimbangan akan lebih besar daripada nilai yang terukur yang membuat pembacaan tidak dapat dipercaya (lihat grafik). Dari nilai SD presisi ini dapat ditentukan nilai berat minimum. Berat minimum (Mmin) dapat diturunkan dari berat terkecil (N) diatas: Jika SD > 0,41d 2 SD/N ≤ 0,1% Mmin = 2SD × 1000 Jika SD < 0,41d 2 × 0,41d/N ≤ 0,1%. Mmin = 2 × 0,41d × 1000 Mmin = 820d Grafik 2. Grafik yang menggambarkan batas berat minimum (ORmin = x mg). Tidak diperbolehkan untuk menimbang pada area abu-abu karena kesalahan sangat tinggi (melebihi batas akurasi 0,1%). Batas terkecil penimbangan (N) dapat diambil di sembarang titik diatas berat minimal sampai kapasitas maksimum sesuai penggunaan. Diadaptasi dari “USP General Chapter <41>: Determining of the Operating Range of a Balance”, oleh Sartorius (2017). Contoh perhitungan precision : Diketahui : d (skala interval) = 0,01 g C (kapasitas timbangan) = 220 g w (anak timbangan) = 20 g N (berat minimal yang dipakai) = 0,1 g Penentuan kisaran anak timbangan Persyaratan = 5-100 % . C r (kisaran) = 5 % × 220 g – 100 % × 220 g = 11-220 g w = 20 g (dalam kisaran 11-220 g) Kesimpulan = anak timbangan yang digunakan memenuhi syarat. Data:
Catatan : dapat dilihat bahwa nilai N sangat berpengaruh. Semakin besar nilai N yang dipilih maka semakin longgar keberterimaanya. Jika misalnya N diubah menjadi 1g maka nilai precision akan diterima. Jika memakai cara kedua :
Selain itu dapat dihitung berat minimum timbangan yaitu : Mmin = 2SD × 1000 Mmin = 2 × 0,03695 × 1000 Mmin = 73,7 g Artinya timbangan dengan skala interval 0,01 g memiliki titik minimum untuk menimbang sebesar 73,7 g. Angka ini cukup besar karena keberulangan data yang didapatkan tidak baik. Jika misalnya SD yang didapatkan kurang dari 0,41d maka : Mmin = 820d Mmin = 8,2 g 3.3. Pengecekan Accuracy TimbanganAccuracy adalah derajat kedekatan suatu pengukuran kepada nilai benar dari massa yang sedang diukur (accuracy disebut juga trueness). Uji ini dilakukan untuk mengevaluasi kesalahan sistematik timbangan.
Contoh perhitungan : Diketahui : d (skala interval) = 0,01 g C (kapasitas timbangan) = 220 g w (anak timbangan) = 20 g (ketidakpastiannya memenuhi syarat) N (berat minimal) = 0,1 g Perhitungan accuracy
Grafik 3. Grafik perhitungan accuracy pada timbangan. 3.4. Pengecekan Eccentricity TimbanganEccentricity adalah kesalahan yang berhubungan dengan variasi posisi penimbangan pada pan timbangan.
Contoh perhitungan :
Persyaratan keberterimaan berbagai indikator pengecekan antara yang didasarkan kepada referensi USP (farmasi) diatas kemungkinan akan sangat ketat jika diaplikasikan untuk bidang mikrobiologi pangan, pakan dan lingkungan. Persyaratan ini dapat diubah sesuai kebijakan laboratorium (dapat dipilih angka keberterimaan lain) sehingga lebih mendekati keadaan sebenarnya di lapangan. Indra Pradhika, 2019 4. ReferensiAOAC OM 17.2.01. 966.23 Microbiological methods, AOAC Official Method of Analysis Microbiological Methods (2005). APHA, AWWA & WEF Standard method for examination of water and wastewater 9030: Laboratory apparatus. (2004). EA-4/10 G:2002 Accreditation in Microbiological Laboratories, European Co-operation for Accreditation. (2002). EDQM Annex 8 Qualification of Equipment Annex 8: Qualification of Balances. OMCL Network Guideline “Qualification of Equipment”; PA/PH/OMCL (12) 77 7R. European Directorate for the Quality of Medicines & Healthcare. (2013). FDA-BAM Chapter 1, Food Sampling and Preparation of Sample Homogenate. (2001). Diperoleh dari: www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/ LaboratoryMethods/ucm063335.htm IANZ AS LAB C1 Spesific Criteria for Accreditation, Biological testing. (2008). International Accreditation New Zealand. Diperoleh dari: http://www.ianz.govt.nz/wpcontent/uploads/2012/05/AS_LAB_C11_Reference _Materials_Producers.pdf ISO 7218:2007 Microbiology of Food and Animal Feeding Stuffs – General Requirements and Guidance For Microbiological Examinations. (2007). Mettler Toledo (2013). Good Weighing Practice® – The Standard, Science Based Weighing. Mettler Toledo NATA General Accreditation Guidance User Checks and Maintenance of Laboratory Balances (2018). NATA Spesific Accreditation Criteria Calibration ISO IEC 17025 Annex Mass and Related Quantities (2018) OIML R 76-1 Non-automatic Weighing Instruments Part 1: Metrological and Technical Requirements – Tests. Organisation Internationale de Métrologie Légale (2006). Sartorius (2017). USP General Chapter <41>: Determining of the Operating Range of a Balance. Diakses dari: http://balances.com/sartorius/minimum-sampleweight.html UKAS LAB 15 In-house Calibration and Use of Weighing Machines. United Kingdom Accreditation Sevices (2015). Unisciencelab (2019). Calibration Masses, ASTM/ANIS and OIML Standards, Individual Weights. Diakses dari: http://unisciencelab.com/product/ calibration-masses-astm-class-4-weights/ USP 40 Chapter <1251>, Weighing on Analytical Balance. United States Pharmacopoeia (2011). USP 40 Chapter <41>, Balances. United States Pharmacopoeia (2011). |