MAKALAH

ANALISIS INSTRUMENTAL

FLOW INJECTION ANALYSIS

Flow Injection Analysis

Injeksi alir analisis (FIA) adalah teknik aliran kontinu untuk otomatis basah-analisis

kimia. Metodologi yang digunakan oleh penganalisa injeksi aliran ini mirip dengan yang

digunakan oleh AutoAnalyzers, dengan terus menerus mengalir sungai reagen, 'manifold'

reaksi, dan aliran-melalui detektor. Namun, FIA tidak menggunakan udara-gelembung

segmentasi untuk sampel terpisah dan mempromosikan pencampuran. Sebaliknya, pipa

berdiameter kecil digunakan dalam manifold, sehingga kondisi aliran laminar di mana

pencampuran berlangsung dengan difusi aksial dan radial, dan manifold membersihkan

dirinya sendiri. euntungan praktis utama dari teknologi ini atas bahwa udara-segmentasi,

adalah bahwa hasil analisis biasanya tersedia dalam satu menit atau lebih dari waktu sampel

disedot, sehingga setiap masalah dalam sistem dapat terlihat dengan cepat dan diperbaiki,

dengan sedikit waktu terbuang. Waktu keseluruhan analisis juga cenderung lebih pendek

dengan FIA, sampel sehingga lebih biasanya dapat dianalisis dalam jangka waktu tertentu.

Injeksi alir analisis (FIA) adalah sebuah pendekatan untuk analisis kimia yang

dilakukan dengan menyuntikkan sebuah plug sampel ke dalam aliran pembawa

mengalir.  Prinsipnya mirip dengan analisis aliran tersegmentasi (SFA), tetapi tidak ada udara

yang disuntikkan ke dalam sampel atau aliran reagen. Flow injection analysis (analisis aliran

injeksi) merupakan salah satu teknik kimia mikro untuk mengotomatiskan metode kimia cair.

Pada suatu sistem FIA, zat terlarut pengemban dan reagen kimia secara langsung dipompa ke

pipa dan mencampur ke kumparan dan akhirnya sel alir diteruskan pada sebuah detector.

Menurut braun (1987:957): Flow injection analysis (FIA) adalah suatu teknik aliran

langsung dimana sample diijeksi secara langsung hingga cairan yang dibawa mengalir atau

suatu kondisi reagen kimia. Tetapi bukan bagian cairan pengemban yang mengalir secara

langsung, sampel diinjeksikan ke sebuah area hingga pengemban mengalir dan ditambahkan

reagen kimia hingga mengalir, dimana kemudian ditransport kearah detector yang direkam

langsung absorbansinya.

Injeksi alir analisis (FIA) juga diperkenalkan oleh Ruzickadan Hansen (1988) sebagai

aliran teknik yang inovatif non-tersegmentasi dimana sebuah plug sampel dimasukkan ke

dalam aliran laminar secara terus-menerus. Sampel ini akan menyebar keadalam campuran

radial dan aksial, sedangkan analit akan bereaksi dengan senyawa pembawa dari reagen.

Istilah injeksi pada teknik ini bermula karena pada awalnya teknik ini mensyaratkan

menggunakan jarum suntik untuk menyuntikkan sampel melalui spektrum ke aliran reagen.

Definisi pertama, yang dikemukakan oleh Ruzicka dan Hansen adalah "Sebuah metode

berdasarkan injeksi cairan sampel ke dalam aliran kontinu yang bergerak dengan tidak

beruas-ruas terhadap cairan yang sesuai. Sampel disuntikkan membentuk zona, yang

kemudian diangkut menuju detektor yang terus mencatat absorbansi, potensial elektroda

atau setiap parameter fisik lainnya, yang terus berubah sebagai akibat dari bagian dari

bahan sampel melalui aliran sel ". Definisi ini lalu dianggap usang dan direvisi yaitu teknik

yang mengumpulkan informasi dari konsentrasi gradient yang terbentuk dari sampel yang

disuntikan, sebuah zona yang jelas dari cairan, dan tersebar ke dalam aliran pembawa secara

teru-menerus.

Selain itu, Fang juga mendefinisikan FIA sebagai "Sebuah teknik aliran analisis yang

dilakukan melalui kemampuan memanipulasi sampel dan zona reagen dalam aliran arus di

bawah kondisi termodinamika non-equilibrated".

Injeksi alir analisis (FIA) didasarkan pada injeksi sampel cair yang bergerak, aliran

pembawa yang kontinu dan tidak beruas pada cairan yang sesuai. Sampel disuntikkan

membentuk zona, yang kemudian diangkut menuju detektor yang terus mencatat perubahan

absorbansi, potensial elektroda, atau parameter fisik lainnya akibat adanya bahan sampel

yang melalui aliran.

Komponen-komponen penting dari perangkat Flow Injection Analysis (FIA)

meruapakn alat analisis aliran sederhana yang secara garis besar terdiri dari :

1. Propulsi (tekanan) pompa.

2. Pipa alir atau pipa saluran

3. Microcromater

4. Injector 

5. Reaction coil atau mixing coil

6. Detector

7. Recorder

Pompa tersebut digunakan untuk menggerakkan pembawa aliran melalui tabung sempit

katup injeksi, Sebuah microreactor dimana sampel zone menyebar dan bereaksi dengan

komponen-komponen dari aliran pembawa, membentuk sebuah jenis yang dirasakan oleh

aliran melalui detektor dan kemudian dicatat. Dalam kasus teknik FIA keseimbangan fisik.

(Homogenisasi aliran) tidak pernah tercapai pada saat deteksi. Selain itu, hal ini juga tidak

diperlukan untuk kesetimbangan kimia yang akan diperoleh pada saat deteksi.

Konsep FIA tergantung pada kombinasi dari tiga faktor:

1. Volume yang dihasilkan oleh sampel,

2. Dispersi sampel yang terkendali,

3. Waktu yang dihasilkan dari sampel yang disuntikkan melalui sistem aliran

Kecuali untuk detektor pemanasan, sistem segera siap untuk digunakan setelah sampel

dikenal.

Tiga prinsip atau pilar FIA diidentifikasi oleh Ruzicka dan Hansen sebagai injeksi

sampel, dispersi dikendalikan dari zona sampel disuntikkan, dan diulang waktu gerakan zona

suntikan dari titik injeksi untuk detektor.

FIA mempunyai isu sentral yaitu kontrol dispersi yang merupakan dasar untuk

ekstraksi data analisis di bawah kondisi non-equillibrium.

Bentuk sederhana dari fia yaitu sampel disuntikkan ke dalam aliran kontinu reagen larutan ( pembawa ), tersebar, dan diangkut ke detektor. Sebagai contoh yaitu sampel dispersi dikendalikan melalui pilihan volume sampel injeksi yang cocok, laju aliran pembawa, panjang reaksi kumparan, dan diameter tabung yang digunakan.

Skema diagram sistem FI dasar(C = pembawa; P = pompa, S = titik injeksi sampel; RC = koil reaksi; D = detektor, W = limbah)

FIA adalah teknik solusi-penanganan umum, berlaku untuk berbagai tugas mulai dari

pengukuran pH atau konduktivitas untuk kolorimetri, titrasi, dan enzimatik tes. Untuk

merancang sistem FIA dengan benar, kita harus mempertimbangkan fungsi yang

diinginkan. Untuk pengukuran pH, atau dalam konduktometri, atau untuk penyerapan atom

sederhana, ketika komposisi sampel asli yang akan diukur, sampel harus diangkut melalui

saluran FIA dan masuk ke aliran sel dalam bentuk murni. Untuk penentuan jenis lain, seperti

spektrofotometri, analit harus diubah menjadi senyawa terukur oleh detektor tertentu. Hal itu

merupakan prasyarat untuk melakukan sebuah assay adalah bahwa selama transportasi

melalui saluran FIA, zona sampel dicampur dengan reagen dan cukup waktu yang

diperbolehkan untuk produksi senyawa yang diinginkan dalam jumlah yang terdeteksi.

Arus Injeksi Analisis (FIA) dikembangkan untuk menanggapi kebutuhan otomatis

analisis - khususnya di bidang klinis.

Pada injeksi, sampel zona (plug) profil konsentrasi persegi panjang :

Profil perubahan hilir

Laminar profil aliran berkembang karena gesekan dengan dinding

Radial difusi dari pusat ke dinding tabung

Longitudinal difusi dalam arah aliran maju dan mundur

Ketika laju alir tabung kecil (d) didekati - tidak perlu untuk gelembung!

Difusi radial dari dinding ke pusat membantu meminimalkan lintas-kontaminasi antara

colokan sampel.

Contoh: Injeksi Valve

(I) memungkinkan memuat volume tertentu analit (5-200 uL)

(II) cepat injeksi plug sampel ke dalam aliran tanpa mengganggu tabung aliran

Pompa :

(I) Variabel kecepatan pompa peristaltik

(II) Tingkat Arus (,0005-40 mL / menit) dikendalikan oleh pompa kecepatan dan

tabung

Tabung dan Reaktor:

(I) Diameter tabung kecil (<0,1-1 mm id)

(II) Koil Reaktor (<50 cm) erat luka untuk meningkatkan percampuran

Deteksi:(I) Photometer (λ tunggal)

(II) UV-vis spektrofotometer (deteksi multichannel)

(III) Elektrokimia (potensiometri)

(IV) Atomic spektroskopi (AES atau AAS)

Instrumentasi bisa sangat kompleks:

Contoh: fase pencampuran

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, kontrol dispersi adalah aspek yang paling penting

dalam sistem Flow Injektion. Penyebaran zona cairan dimasukkan ke dalam non-

tersegmentasi aliran cairan pembawa selama transportasi dari zona ke detektor adalah

fenomena fisik yang paling penting dalam semua sistem Flow Injection.  Fitur khusus dari

proses dispersi di FIA adalah bahwa mereka dihasilkan dan dikontrol melalui manipulasi

parameter aliran dan geometri dimensi saluran aliran. Penggerak aktif dalam dispersi dari

zona disuntikkan ke dalam aliran pembawa adalah molekul difusi dan konveksi, tetapi efek

konveksi mendominasi, dan efek difusi molekul dapat diabaikan dalam banyak

kasus. Konveksi terjadi baik sebagai akibat dari aliran linier-tingkat perbedaan elemen fluida

terletak di berbagai titik sepanjang sumbu radial dari saluran tersebut dan sebagai hasil arus

sekunder yang diciptakan oleh kekuatan sentrifugal tegak lurus dengan arah aliran non-

straight conduits. Depan parabolik cembung zona disuntikkan dan tepi cekung tailing

parabola yang dikembangkan dengan penetrasi ke dalam aliran pembawa, tingkat meningkat

dengan jarak yang ditempuh. Dengan demikian, di bawah kondisi tertentu diterapkan di FIA

dan dengan saluran tetap, gaya yang bekerja dengan baik di bawah kendali, sehingga tidak

terjadi turbulensi. Hasilnya adalah bahwa hubungan waktu konsentrasi yang sempurna dapat

diperoleh, bila direkam dan disuperposisikan, tepatnya tumpang tindih satu sama lain untuk

membentuk sebuah kurva tunggal.

Hal ini memberikan dasar untuk mengekstraksi pembacaan hasil di bawah keduafisik

dan kimia non-ekuilibrium. Dispersi proses khas sistem FIA ditunjukkan pada Gambar :

Gambar. Proses khas sistem FIA dispersi

Zona cairan disuntikkan dalam aliran non-tersegmentasi dapat dimanipulasi hasilnya

untuk menghasilkan berbagai tingkat dispersi. Untuk memberikan kriteria kuantitatif yang

mengevaluasi tingkat dispersi, Koefisien dispersi istilah (D) didefinisikan sebagai rasio

konsentrasi konstituen dalam elemen cairan dari zona suntikkan sebelum dan sesudah

dispersi, persamaannya yaitu :

D = C0 / C

di mana C0 adalah konsentrasi asli dari konstituen dalam larutan sebelum dispersi, dan C

adalah konsentrasi elemen fluida yang tersebar pada zona cairan dari pembacaan analitis

ekstrak. Ketika fluida elemen dengan konsentrasi tertinggi digunakan untuk pembacaan,

persamaan dinyatakan sebagai:

D = C0 / C max

di mana Cmax adalah konsentrasi konstituen di puncak maksimum. D adalah nilai berdimensi

yang setara dengan faktor pengenceran cairan elemen dalam pertimbangan. Misalnya, jika

sampel diencerkan 1:01 oleh operator, sehingga koefisien dispersi adalah 2.

Sistem FI dikategorikan ke dalam sistem dispersi tinggi, sedang, dan rendah, tergantung

pada derajat dispersi dari zona disuntikkan pada dibacakan titik. Sistem dengan D di atas 10

diklasifikasikan sebagai tinggi, diantara 2 dan 10 sebagai media, dan di bawah 2 sebagai

sistem dispersi rendah. Eksperimental parameter utama yang mempengaruhi dispersi dari

suatu zona cairan suntikkan termasuk volume sampel, laju aliran pembawa dan

penggabungan aliran fluida, dimensi geometris dan konfigurasi saluran transportasi dan pada

garis reaktor, dan pola segmentasi aliran dalam sistem dengan dua fase

bercampur. Kebanyakan kasus volume zona cairan suntikkan adalah sampel yang merupakan

faktor penting yang mempengaruhi dispersi. Dispersi menurun dengan peningkatan volume

sampel.

Ruzicka dan Hansen menyatakan dispersi yang berkurang dengan penurunan dalam laju

aliran. Hal ini terjadi karena laju aliran penurunan meningkatkan retensi waktu transportasi

sampel menunggu ke detektor. Dalam hal ini fase reaksi antara sampel dan reagen hampir

mencapai kesetimbangan. Oleh karena itu, sinyal puncak akan lebih tinggi dalam laju aliran

lambat.

Fang mengatakan bahwa kondisi tersebut hanya berlaku pada aliran sangat rendah.

Tingkat di mana laju difusi molekul pendekatan yang konveksi. Hal ini telah ditunjukkan

oleh eksperimen Karlberg dan Pacey: dengan manifold tetap, dispersi minimal dipengaruhi

oleh laju alir variasi dalam berbagai 1,6-4,0 mL / menit.

Penyebaran zona suntik ditingkatkan dengan peningkatan di dalam diameter saluran

tersebut. Hubungan terukur umumnya tidak tersedia, namun, karena kompleksitas dari

pengaruh dari parameter lain.

Sifat beragam sampel yang dihadapi, serta spesifik metodologi didikte dalam banyak

kasus oleh badan regulasi, mensyaratkan bahwa Metode FIA cukup serbaguna. Metode FIA

analisis bisa sangat berguna untuk analisis air. Misalnya sampel air dari sungai, danau, atau

limbah yang menyediakan sumber potensial terbesar dalam analisis kimia air. Meskipun ada

metode elektrokimia yang dapat digunakan untuk parameter tertentu, misalnya, pH,

konduktivitas, oksigen, ion selektif elektroda, mereka tidak mencakup pada semua rentang

analisis yang diperlukan. Satu kemungkinan adalah penggunaan aplikasi bidang FIA yang

sekarang tersedia.

Selama dua puluh sembilan tahun keberadaannya, teknik FIA menjadi instrumen alat

serbaguna yang memberikan kontribusi besar terhadap pembangunan otomatisasi dalam

analisis farmasi. Fitur khusus dari analisis injeksi aliran obat-obatan yang terkait dengan

kebutuhan analit menentukan dalam matriks yang kompleks dan pada tingkat jejak. Dengan

demikian, salah satu masalah yang membatasi aplikasi FIA analisis farmasi adalah perlunya

selektif penentuan zat dengan sensitivitas yang tinggi. Penerapan yang sangat detektor

selektif memungkinkan penentuan zat obat tanpa derivatisasi. Varian tersebut termasuk

penentuan asam nukleat berdasarkan pada oksidasi konstituen guanidin mereka pada pasta

karbon elektroda dan penentuan parasetamol dalam kedokteran menggunakan FTIR

spektrometri. FIA obat-obatan dapat dilakukan dengan penerapan beberapa sistem

deteksi. Spektrofotometri adalah metode yang paling luas untuk mendeteksi obat-obatan di

FIA karena sifatnya fleksibilitas dan biaya rendah. Dalam sejumlah kasus, agen masking

digunakan untuk menghilangkan gangguan dari matriks.

Kelebihan dari teknik flow injection analysis antara lain adalah :

1. Sensor keduanya dapat selektif dan sensitive

2. Waktu analisis singkat dan cepat diperhitungkan sampai 300 analisis/jam

3. Kapiler minimum yang digunakan adalah ukuran yang kecil.

4. Sederhana, ekonomis dan cepat.

Kekurangan dari flow injection analysis adalah flow injection analysis tidak

mengandalkan pada pencampuran komplit dari reagen-reagen dan sampel-sampel (homogen

fisik). Dimana dikombinasikan dengan waktu yang tepat dari seluruh bagian yang perlu juga

menunggu sampai reaksi kimia seluruhnya diproses hingga setimbang (homogen kimia).

Daftar Pustaka :

Anonimous, (2007), Flow Injection Analysis, http://www.foss.usBraun, Robert. D. (1987). Introduction To Instrumental Analysis. Singapore : Mc. Graw-hill international editions.

Cerdá V., Elsholz, O., Horstkotte, B., 2005, Review on Automation using Multisyringe Flow Injection Analysis, J. Flow Injection Anal 22, 99–109.

Ruzicka J. Hansen dan EH, 1988,Injeksi Arus Analisis. Wiley, New York.

Skoog, Holler, Nieman, 1997, Principles of Instrumental Analysis, 5th edition, Saunders

College Publishing, Fort Worth, Ch. 10.