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) aeefleni@gmail.com

c) freddy@fi.itb.ac.idd) herman@fi.itb.ac.id

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

PROSIDINGSKF2017paling 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

PROSIDINGSKF2017penyerapan pada 877 cm-1- 867 cm-1 menunjukkan ion 𝑃𝑂4

3−, 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