Elektroda pH untuk Sampel Semisolid
Telah dibahas pada Artikel sebelumnya, bahwa tidak semua elektroda pH dapat digunakan untuk semua sampel, melainkan terdapat elektroda - elektroda yang dipersiapkan secara khusus untuk tipe sampel tertentu. Hal ini juga berlaku pada aplikasi seperti produk kesehatan dan kecantikan. Mengapa? Karakteristik sampel pada aplikasi ini cenderung pada jenis suspensi dan keruh atau bahkan semisolid seperti jeli (gel), krim dan pasta. Tipe sampel ini cenderung sulit dibersihkan dan dapat menyebabkan sumbatan pada area junction elektroda yang dapat mengakibatkan ketidakakuratan atau bahkan error pada saat pengukuran berlangsung. Salah satu cara mencegahnya adalah dengan memilih dan mempertimbangkan elektroda pH yang tepat untuk aplikasi ini.
Derajat keasaman atau pH merupakan elemen penting yang perlu diuji untuk mengetahui sifat dan kandungan dari suatu sampel. Dalam konteks produk kesehatan dan kecantikan, parameter ini sangat berperan sebagai tolak ukur stabilitas produk sediaan, kestabilan formula yang dibuat, homogenitas sediaan hingga kajian terkait khasiat dan efek samping terhadap konsumen. Untuk menjaga stabilitas pH produk, diperlukan sistem buffer untuk mencegah perubahan pH produk, baik selama distribusi maupun saat produk sampai ke tangan konsumen. Dengan adanya sistem buffer pada produk, pH produk akan terjaga pada rentang tertentu yang dapat memaksimalkan fungsi dari bahan aktif yang terkandung dalam produk.
Dalam konteks produk perawatan kulit dan kosmetik, perubahan pH produk dapat menyebabkan bahan aktif pada produk tidak efektif atau justru dapat merusak kulit. Hal yang sama juga terjadi pada produk obat, misalnya pada larutan suspensi amoxicillin. Dikutip dari US Pharmacist, larutan suspensi amoxicillin komersial stabil pada pH 5 - 7.5, dan berdasarkan studi yang dikaji oleh Markan dkk (2014) bahwa pH mempengaruhi kadar bahan aktif, bahkan beberapa hari setelah proses rekonstitusi amoxicillin, yang mana kadar bahan aktif semakin turun dari hari ke hari bahkan hingga dibawah kadar minimum keberterimaan obat. Hal ini membuktikan betapa penting sistem buffer diaplikasikan pada produk kesehatan, produk kecantikan maupun produk perawatan kulit (skincare).
Jenis larutan buffer yang dapat ditambahkan pada produk pun beragam, yang pastinya perlu disesuaikan dengan karakteristik bahan aktif yang digunakan dalam formulasi produk. Larutan buffer sitrat, buffer fosfat, buffer asetat, buffer laktat dan buffer askorbat adalah beberapa contoh dari larutan buffer yang sering digunakan pada produk dipasaran. Untuk mengetahui kompatibilitas dari larutan buffer yang digunakan, analis perlu menguji dan mengevaluasi pH dari formula yang dikerjakan secara berkala, yakni dengan menggunakan Alat pH meter yang terdiri dari meter dan elektroda pH.
Alat pH Meter dan Bagian - Bagiannya
Alat pH meter adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur nilai pH dengan membaca aktivitas ion hidrogen yang terkandung dalam sampel. Ketika elektroda pH diaplikasikan pada sampel, akan terjadi interaksi antara ion hidrogen yang ada pada badan elektroda dengan ion hidrogen pada sampel melalui bagian balb. Interaksi ini menyebabkan potensial mengalir pada badan elektroda melewati junction sehingga nilai potensial dapat dibandingkan dengan potensial referensi dari elektroda referensi. Beda potensial yang dihasilkan kemudian dikalkulasikan secara otomatis oleh meter sehingga nilai pH sampel muncul pada display Alat pH meter sebagai satuan pH. Interaksi ini diilustrasikan pada Gambar 1.
Meski secara prinsip terlihat mudah, proses pengukuran pH tetap bertumpu pada kecocokan elektroda pH pada karakteristik sampel yang diuji. Hal ini mengindikasikan bahwa mempertimbangkan tipe elektroda pH adalah hal esensial yang perlu dilakukan sebelum memilih Alat pH meter. Jenisnya bergantung pada sistem dan material yang menyusunnya. Adapun bagian - bagian elektroda pH beserta fungsinya dijelaskan sebagai berikut :
1. Material Penyusun (Body Material) dan Bentuk Balb Sensor
Badan elektroda berfungsi untuk melindungi dan membungkus keseluruhan rangkaian sistem menjadi satu kesatuan. Material penyusun badan elektroda ini beragam, dari logam, kaca maupun polimer. Tentunya pemilihan material penyusun tetap didasarkan pada implikasi elektroda pH tersebut. Umumnya, elektroda pH dengan material penyusun berupa kaca dan polimer dipilih untuk penggunaan secara laboratorium, sedangkan material logam/baja serta polimer lebih dipilih untuk penggunaan lapangan karena lebih kuat terhadap benturan.
Implikasi elektroda pH ini sangat erat kaitannya dengan aplikasi yang dituju dan aplikasi akan berkaitan pada bentuk balb yang didesain oleh produsen untuk elektroda pH. Bagian balb ini merupakan membran selektif yang berfungsi untuk mendeteksi ion secara spesifik, pada konteks ini adalah ion hidrogen. Berbagai bentuk balb tersedia pada elektroda pH dapat disimak pada Tabel 1.
Tabel 1. Jenis Balb pada Elektroda pH
2. Medium Elektrolit
Medium elektrolit pada elektroda pH dapat berupa larutan, polimer maupun jeli (gel). Fungsinya adalah sebagai penutup sirkuit arus dalam sistem dan sebagai penghubung koneksi antara elektrode referensi dengan sampel. Tentunya jenis medium elektrolit ini menentukan aplikasi penerapan untuk elektroda pH, bahkan juga umur simpannya.
3. Elektroda Referensi
Elektroda referensi adalah elektroda yang memiliki potensial referensi yang stabil dan sesuai standar yang dapat dijadikan sebagai pembanding pada saat pengukuran pH dilakukan. Terdapat banyak tipe elektroda referensi yang beredar di pasaran. Salah satu yang paling umum yakni Ag/AgCl.
4. Junction
Junction atau persimpangan dalam elektroda pH dibutuhkan untuk memberikan ruang pada potensial arus yang dihasilkan. Bagian ini sangat esensial karena berfungsi untuk menghubungkan antara elektroda referensi dengan elektroda uji sehingga beda potensial antara elektroda uji dan elektroda referensi dapat terukur dan nilai pH sampel dapat terkalkulasi oleh sistem. Komponen ini juga merupakan elemen utama yang perlu dilirik ketika memilih elektroda pH untuk suatu aplikasi. Adapun berbagai tipe junction yang beredar dipasaran dirangkum pada Tabel 2.
Tabel 2. Tipe Junction pada Elektroda
5. Elektroda Uji
Elektroda uji berfungsi untuk mengukur potensial akibat aktivitas ion hidrogen yang terkandung dalam sampel. Biasanya, elektroda ini juga disebut sebagai elektroda kaca, karena umumnya terbuat dari kaca.
6. Tipe Elektroda secara Keseluruhan
Selain dari komponen penyusunnya, elektroda pH juga dibagi atas elektroda kombinasi dan elektroda single cell. Pada elektroda kombinasi, elektroda uji dan elektroda referensi telah terpasang menjadi satu kesatuan, sedangkan elektroda single cell memisahkan antara elektroda uji dengan elektroda referensi sehingga dibutuhkan total 2 elektroda untuk elektroda single cell ini. Namun banyak analis dan operator yang lebih cenderung pada elektroda kombinasi karena dinilai lebih mudah dioperasikan, simpel, dan praktis.
Tips Memilih Elektroda pH untuk Sampel Semisolid
Dari penjelasan yang telah dibahas sebelumnya, terutama mengacu pada Tabel 1 dan Tabel 2, bahwa elektroda pH yang bersifat khusus sangat diperlukan pada tipe sampel tertentu, terutama sampel suspensi dan semisolid. Adapun rekomendasi yang dapat kami berikan pada Anda adalah sebagai berikut :
Telah kita simak penjelasan mengenai elektroda pH yang mencakup pada komponen - komponennya, prinsip kerjanya serta cakupan aplikasinya. Melalui artikel ini, analis diharapkan dapat memilih elektroda pH yang tepat dan sesuai dengan karakteristik sampel yang diuji untuk mencegah ketidakakuratan dan masalah lainnya pada pengukuran nilai pH, terutama untuk sampel semisolid.
Referensi :
Beauty Forum. 2020. The pH Value of Skin and of Cosmetics Preparation
Brook, Leon. 2022. PH Buffering Systems In Skincare, https://www.bareskincareandbeauty.com.au/blogs/news/ph-buffering-systems-in-skincare diakses pada Tanggal 6 Maret 2025 Pukul 09.32
Brandt BSc, Malcolm.J dkk. 2017. Twitter’s Water Supply (Seventh Edition), https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780081000250000120 diakses pada Tanggal 10 Maret 2025 Pukul 09.02 WIB
Markman, Blanca Elena Ortega dkk. 2014. Evaluation of the quality and stability of amoxicillin oral suspension, Journal of Applied Pharmaceutical Science, Vol. 4 (07), Hal. 38 - 40
Loyd V. Allen, Jr., PhD, RPh. 2022. Compounding : Amoxicillin 50 mg/mL Oral Suspension, US.Pharm, 47(12):59-60, https://www.uspharmacist.com/article/amoxicillin-50-mg-ml-oral-suspension#:~:text=A%200.2%25%20aqueous%20amoxicillin%20solution,of%20maximum%20stability%20is%205.77. Diakses pada Tanggal 6 Maret 2025 Pukul 09.49
Thermo Scientific. 2014. PH Measurement Handbook. USA : Thermo Scientific