PENDAHULUAN

    Penimbangan adalah tahap yang sering dilakukan pada prosedur analitik, oleh karena itu timbangan adalah perlengkapan penting suatu laboratorium. Informasi umum yang dijelaskan pada lampiran berlaku untuk timbangan elektronik. Meskipun sebagian besar berlaku untuk semua timbangan, bagian tertentu lampiran ini berlaku hanya untuk jenis timbangan analitik. Informasi pada lampiran ini dapat digunakankan tidak hanya untuk bahan yang harus ditimbang secara akurat (seperti tertera pada Timbangan <41>) tetapi juga dalam semua penimbangan pada prosedur analisis.

KUALIFIKASI

    Pengguna harus mengacu pada kualifikasi alat, standard operating procedure (SOP) dan rekomendasi dari pabrik ketika menyusun rencana kualifikasi. [Catatan Untuk menghindari kesalahan pemilihan timbangan.].

Instalasi

    Kinerja timbangan tergantung pada kondisi fasilitas dimana alat akan dipasang. Pengguna harus mengetahui informasi dari manual timbangan sebelum pemasangan timbangan.

DUKUNGAN LINGKUNGAN TIMBANGAN

    Timbangan harus dipasang pada permukaan yang padat dan datar, non magnetik, minimal dari transmisi getaran (seperti meja timbang dari granit). Jika meja timbangan  mengandung bahan metal, permukaan meja ditambahkan antistatis (grounded) untuk mencegah terjadinya penumpukan arus listrik stastis.

RUANGAN

    Timbangan harus ditempatkan dalam ruangan dengan suhu dan kelembapan terkendali. Tempat harus bersih, dengan arus listrik yang stabil. Ruangan harus bebas dari debu dan jauh dari oven, tanur, saluran AC atau kipas pendingin yang berasal dari peralatan atau komputer. Timbangan harus terhindar dari sinar matahari langsung. Tidak boleh dipasang dekat dengan sumber radiasi elektromagnetik seperti generator frekuensi radio, motor listrik atau perangkat komunikasi genggam (termasuk telepon nirkabel, telepon selular). Timbangan tidak boleh ditempatkan di dekat medan magnet yang berasal dari  instrumentasi laboratorium atau peralatan lain.

    Kinerja timbangan harus dapat dinilai setelah dipasang dan sebelum digunakan untuk menunjukan kinerja yang optimal. Dalam kondisi tertentu, timbangan mungkin berada dalam lingkungan yang tidak optimum. Contoh hal-hal yang berpotensi menjadi masalah seperti:

1.       Adanya aliran udara dalam laboratorium.

2.       Suhu yang berfluktuasi secara berlebihan (cek sensitivitas suhu pada manual alat).

3.       Kelembapan yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Kedua kondisi tersebut dapat meningkatkan variasi bobot sampel karena penambahan atau kehilangan air. Kelembapan rendah meningkatkan penumpukan listrik statis.

4.       Pekerjaan yang menyebabkan getaran.

5.       Ditempatkan dekat dengan bahan korosif dan/atau bahan korosif yang ditimbang berulang.

6.       Penempatan timbangan dalam lemari asam yang digunakan untuk menimbang bahan korosif atau bahan berbahaya.

7.       Penempatan timbangan yang berdekatan dengan peralatan yang menghasilkan medan magnet (contoh pengaduk magnetik).

8.       Terkena sinar matahari langsung.

Jika timbangan diletakkan dekat peralatan atau sistem yang menginduksi getaran, drafts, radiasi elektromagnetik, medan magnetik, atau perubahan suhu dan kelembapan, penilaian harus dilakukan  terhadap gangguan yang ditimbulkan oleh sistem tersebut.

Kualifikasi Operasional

    Kualifikasi operasional harus dilakukan baik oleh teknisi atau pihak ketiga setelah peralatan terpasang.

    Sebelum timbangan dapat dioperasikan, timbangan harus diaktifkan sesuai dengan petunjuk pada buku manual (1-24 jam, tergantung pada jenis timbangan). Sesuai jenis timbangan, teknisi harus mengikuti prosedur sesuai kualifikasi operasional meliputi:

1.       Fungsi mekanik pada semua bagian alat.

2.       Pengendalian indikasi stabil.

3.       Penyetelan secara manual atau otomatis menggunakan built-in weights

4.       Pengoperasian peralatan pendukung.

5.       Fungsi tara (nol)

6.       Kalibrasi awal

    Beberapa tipe timbangan analitik elektronik menggunakan built-in weights sebagai penyetelan  manual atau otomatis. Penyetelan biasanya dilakukan untuk mengembalikan timbangan ke kondisi awal karena adanya penyimpangan timbangan yang berlebih dan untuk mengkompensasi penyimpangan yang disebabkan variasi pada suhu ruang.

    Kalibrasi merupakan bagian dari kualifikasi operasional dan selanjutnya dilakukan secara berkala. Kalibrasi dilakukan di tempat timbangan digunakan pada pengerjaan normal.

Kualifikasi Kinerja

    Tabel 1 menunjukkan persyaratan kualifikasi kinerja. Beberapa uji dapat dihilangkan tergantung dari resiko dan toleransi proses penimbangan. Pengujian dapat dihilangkan jika persyaratan berpengaruh minimal dalam kinerja penimbangan. Setiap prosedur penimbangan harus konsisten mengacu pada SOP masing-masing laboratorium, yang diterapkan spesifik pada timbangan tertentu dan sesuai peruntukan. Kualifikasi kinerja harus dilakukan secara berkala sesuai dengan SOP dan jumlah dari masing-masing uji dapat bervariasi tergantung dari persyaratan kritis.

    Anak timbangan standar harus disimpan dan dijaga untuk mengurangi pengaruh kontaminan. Sebelum melakukan pengujian, pengguna harus menempatkan anak timbang standar di sekitar timbangan pada waktu yang cukup untuk mencapai kesetimbangan suhu. Jika memungkinkan, pengujian dilakukan dengan satu anak timbang standar untuk meminimalisasi kesalahan, tetapi diperbolehkan menggunakan beberapa anak timbang standar.

    Pengujian harus direkam sedemikian rupa sehingga data dapat dengan mudah ditelusur dalam rangka menilai kinerja timbangan dan untuk membantu dalam investigasi laboratorium jika diperlukan. Kriteria keberterimaan tergantung toleransi persyaratan penimbangan yaitu penyimpangan maksimum yang diperbolehkan sesuai spesifikasi, regulasi, dan sebagainya dari nilai target zat yang ditimbang. Prosedur harus tersedia untuk mengatasi hasil penimbangan yang berada diluar kriteria keberterimaan dan untuk memberi jaminan kebersihan timbangan serta daerah sekitar timbangan tidak mempengaruhi hasil penimbangan. Prosedur juga harus tersedia untuk memindahkan timbangan yang hasil penimbangan jauh diluar dari rentang keberterimaan.

Tabel 1 Persyaratan uji kinerja dan kriteria keberterimaan

    Sensitivitas, linearitas dan efek pembebanan tidak sentris menyebabkan penyimpangan sistematik contohnya membatasi akurasi timbangan (sesuai dengan definisi akurasi dalam Validasi Prodesur dalam Farmakope  <1381> dan ICH Q2.)

PEMERIKSAAN TIMBANGAN

    Pemeriksaan timbangan menggunakan anak timbang standar membantu pemastian timbangan memenuhi persyaratan. Pemeriksaan timbangan dilakukan secara berkala pada rentang waktu tertentu sesuai dengan SOP. Frekuensi pemeriksaan timbangan dilakukan berdasarkan risiko penggunaan dan persyaratan toleransi penimbangan. Pemeriksaan menggunakan anak timbang standar dapat digantikan secara parsial menggunakan built in weights dengan cara otomatis atau manual yang terpasang pada alat timbang. Ketika pengguna melakukan pemeriksaan timbangan dengan anak timbang standar, kriteria keberterimaan yang sama dapat diterapkan seperti yang dijelaskan pada uji sensitivitas.

BOBOT MINIMUM

    Bobot bersih minimum pada timbangan analitik dapat dihitung dengan rumus:

k adalah faktor cakupan (biasanya 2 atau lebih) dan s adalah nilai simpangan baku, tidak kurang dari 10 kali penimbangan ulang anak timbang. Jika diperoleh nilai simpangan baku kurang dari 0,41d,  dengan d adalah skala interval (daya baca), simpangan baku dapat digantikan dengan 0,41d. Batas terendah kesalahan pembulatan simpangan baku timbangan digital adalah 0,41d. Kesalahan pembulatan yang masih dapat diterima untuk pembacaan tunggal dihitung sebagai 0,29d. Pencatatan penimbangan selalu konsisten 2 kali pembacaan, yaitu satu kali sebelum dan satu kali sesudah pemindahan sampel dalam wadah, dengan selisih antara kedua pembacaan menjadi bobot bersih sampel. Kesalahan pembulatan antara dua pembacaan biasanya ditambahkan kuadratik, mendekati 0,41d. Pentaraan timbangan setelah penempatan wadah dalam piringan tidak mempengaruhi kesalahan pembulatan. Bobot minimum memberikan batas bawah penimbangan,  penimbangan di bawah persyaratan toleransi tidak dianjurkan. Rumus di atas adalah perhitungan kinerja timbangan analitik pada batas bawah dari rentang pengukuran yang dibatasi oleh keberulangan tertentu. 

    Timbangan <41> menetapkan bahwa pengulangan dianggap memenuhi syarat jika dua kali simpangan baku dari nilai bobot yang ditimbang  dibagi dengan nilai nominal zat yang ditimbang tidak lebih dari  0,10%. Untuk kriteria ini, rumus di atas dapat disederhanakan menjadi:

    Jika simpangan baku yang diperoleh kurang dari 0,41d, dengan d adalah skala interval (daya baca), gunakan nilai simpangan baku dengan nilai 0,41d.

    Jika timbangan tidak termasuk kategori dalam persyaratan pada Timbangan <41>, nilai penimbangan minimum dapat bervariasi tergantung toleransi penimbangan dan spesifikasi timbangan.

    Anak timbang yang digunakan dalam uji keberulangan tidak harus berdasarkan nilai bobot minimum, tetapi dapat lebih besar karena simpangan baku keberulangan tidak tergantung dari nominal anak timbang.

    Untuk memenuhi persyaratan toleransi penimbangan, nilai bobot sampel (yaitu bobot bersih) yang ditimbang ditimbang harus sama dengan atau lebih besar dari bobot minimum. Bobot minimum berlaku untuk bobot sampel, bukan untuk yang ditara atau bobot kotor.

    Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi keberulangan saat timbangan digunakan, meliputi:

1.       Kinerja dari timbangan dan bobot minimum dapat bervariasi dari waktu ke waktu karena perubahan kondisi lingkungan;

2.       Pengguna yang berbeda dapat memberikan hasil penimbangan yang berbeda pula;

3.       Simpangan baku dari sejumlah tertentu replikasi penimbangan merupakan estimasi simpangan baku yang nilai benarnya tidak diketahui;

4.       Penentuan bobot minimum dengan  satu anak timbang tidak dapat mewakili penggunaan penimbangan secara keseluruhan;

5.       Wadah yang digunakan untuk menimbang juga dapat mempengaruhi bobot minimum karena terdapat interaksi antara lingkungan dengan permukaan wadah.

    Oleh karena itu, penimbangan harus dilakukan pada nilai yang lebih besar dari bobot minimum.

PENGOPERASIAN TIMBANGAN ANALITIK

    Gunakan timbangan yang sesuai dengan kuantitas dan kinerja yang dibutuhkan. Lampiran Timbangan <41> memberikan persyaratan timbangan yang digunakan untuk menimbang bahan yang harus ditimbang secara akurat. Pengguna timbangan harus memeriksa keadaan timbangan (getaran, aliran udara dan kebersihan) dan status kalibrasi sebelum digunakan.

Wadah untuk Menimbang

    Untuk memastikan kinerja timbangan yang sesuai dalam mengukur bobot sampel, pengguna harus mempertimbangkan pemilihan wadah yang tepat.

Karakteristik Umum Semua wadah harus bersih, kering dan inert. Berat total dari wadah ditambah dengan sampel tidak boleh melebihi kapasitas maksimum timbangan. Untuk sampel dengan ukuran dan luas permukaan kecil, penimbangan dilakukan dengan menggunakan wadah yang sesuai.

    Wadah harus dibuat dari material non-magnetik dengan tujuan untuk menghindari gangguan magnetik dari komponen elektromagnetik timbangan. Wadah harus digunakan pada suhu ruang untuk mencegah aliran udara dalam chamber timbangan.

Sampel Padat Wadah untuk penimbangan sampel padat dapat berupa kertas timbang, piring timbang, botol timbang, wadah dengan penutup, termasuk botol, vial, dan labu. Kertas higroskopis tidak disarankan untuk penimbangan karena dapat mengakibatkan gangguan pada saat pengamatan.

    Piring timbang biasanya terbuat dari polimer atau aluminium. Piring timbang antistatis dapat digunakan untuk mengukur bahan yang mengandung efek listrik statis. Botol timbang biasanya terbuat dari kaca atau polimer. Rancangan dari tipe wadah ini menggabungkan fungsi piringan dan corong, yang memudahkan pemindahan secara analitik serbuk yang ditimbang ke dalam wadah dengan saluran masuk berdiameter sempit seperti labu tentukur. Untuk sampel padat mudah menguap atau deliquescent, dan sampel higroskopis pengguna harus menimbang di dalam wadah tertutup. Pengguna harus menggunakan wadah tertutup dan pembuka yang kecil untuk mengurangi kehilangan berat sampel dari penguapan atau penambahan berat dari adsorpsi dan penyerapan air dari udara.

Sampel Cair Wadah untuk penimbangan sampel cair bersifat inert, dilengkapi dengan penutup. Untuk sampel cair yang mudah menguap atau deliquescent, dan higroskopis pengguna harus menggunakan wadah dengan penutup berdiameter kecil dan harus segera ditutup setelah pemindahan. Tindakan pencegahan khusus harus dilakukan untuk memastikan bahwa wadah dan penutup terbuat dari bahan yang sesuai dengan sampel cair. Wadah dan penutup harus disegel untuk mencegah kebocoran dari cairan yang mempunyai viskositas rendah atau tegangan permukaan yang rendah atau titik didih rendah.

JENIS PENIMBANGAN

Penimbangan untuk Analisis Kuantitatif

    Langkah awal pada penimbangan kuantitatif adalah menimbang sejumlah tertentu sampel secara akurat. Ketentuan Umum menetapkan bahwa larutan untuk pengujian kuantitatif harus dibuat menggunakan sampel yang ditimbang secara akurat oleh karena itu pengguna harus menggunakan timbangan yang memenuhi kriteria yang tertera pada Timbangan <41>. Kesalahan awal selama penimbangan akan mempengaruhi pengukuran selanjutnya.

Penimbangan dengan Penambahan

    Penimbangan dengan penambahan biasanya digunakan untuk sampel padat dan cair yang tidak ada masalah terkait penguapan. Letakkan wadah di atas timbangan. Tunggu sampai angka penunjukan pada timbangan stabil, tara (nol-kan) timbangan, kemudian masukkan sejumlah sampel yang akan ditimbang ke dalam wadah, tunggu sampai angka penunjukan pada timbangan stabil, catat angka yang tertera pada layar timbangan, pindahkan sampel secara kuantitatif ke dalam wadah lain, atau jika tidak pasti bahwa semua bahan yang ditimbang sudah terpindahkan, timbang kembali wadah, kemudian catat angka yang tertera, hitung selisih bobot yang didapat.

Penimbangan dengan Pengurangan

    Penimbangan dengan pengurangan biasanya digunakan untuk menimbang emulsi atau cairan yang kental seperti salep. Dalam hal ini tidak praktis jika bahan dipindahkan ke dalam wadah untuk menimbang. Pengguna menara timbangan terlebih dahulu, kemudian letakkan sampel yang akan ditimbang ke dalam timbangan menggunakan kemasan asli (seperti: botol, tube, pipet, atau syringe) yang bagian luarnya telah dibersihkan. Tunggu sampai angka pada layar timbangan stabil kemudian catat. Pindahkan sampel ke dalam wadah yang sesuai seperti labu tentukur, dan timbang kembali kemasan. Selisih bobot yang didapat merupakan bobot dari sampel terpindahkan.

Gravimetric dosing

    Gravimetric dosing digunakan untuk penyiapan sampel, baku atau pada pengisian kapsul. Pengguna meletakkan labu tentukur, vial atau cangkang kapsul pada timbangan. Tara (nol-kan) timbangan setelah angka pada layar stabil. Masukkan sampel padat atau cair ke dalam wadah seperti tersebut diatas menggunakan alat yang sesuai, kemudian catat bobot.

SAMPEL YANG BERPOTENSI MENYEBABKAN MASALAH DALAM PENIMBANGAN

Sampel dan wadah yang bermuatan listrik

Serbuk halus kering dapat bermuatan listrik statis yang menyebabkan serbuk ditarik atau ditolak oleh wadah atau timbangan, yang dapat mengakibatkan penimbangan menjadi tidak akurat dan kehilangan bahan saat pemindahan. Drift (ketidakstabilan pembacaan) saat menimbang menjadi peringatan kepada pengguna kemungkinan bahan bermuatan listrik statis. Tersedia timbangan yang dilengkapi dengan perangkat antistatis yang dapat mengatasi permasalahan tersebut. Misalnya perangkat yang menggunakan komponen piezoelektrik atau elemen radioaktif (biasanya polonium) dalam jumlah yang sangat kecil untuk menghilangkan aliran ion bermuatan statis pada saat serbuk ditimbang. Wadah untuk menimbang antistatis, guns, dan screens antistatis juga tersedia secara komersial. Muatan statis juga tergantung kepada kelembapan di dalam laboratorium, yang bergantung pada kondisi udara. Pada kondisi tertentu muatan statis ini dapat juga dipengaruhi oleh jenis pakaian yang dikenakan oleh pengguna dan dapat menyebabkan kesalahan yang besar dalam penimbangan. Wadah kaca borosilikat dan plastik cenderung menangkap muatan statis, terutama pada kondisi kelembapan rendah. Sarung tangan yang digunakan pengguna juga dapat meningkatkan potensi muatan elektrostatis. Menempatkan wadah menggunakan pegangan logam dan sarung tangan antistatis dapat membantu mengurangi masalah muatan statis.

Sampel mudah menguap

    Pada saat menimbang cairan yang mempunyai titik didih rendah, pengguna harus menempatkan sampel di dalam wadah tertutup kedap udara dengan diameter kecil. Kemudian tara (nol-kan) wadah dan tutupnya terlebih dahulu, lalu masukkan sejumlah sampel yang diinginkan dan tutup. Tunggu sampai angka pada layar timbangan stabil, catat bobot.

Sampel hangat atau dingin

    Sampel hangat atau dingin harus dikondisikan dalam ruang timbang, jika tidak pembacaan bobot akan keliru. Untuk sampel hangat, bobot yang dibaca akan lebih kecil dibandingkan dengan bobot sesungguhnya yang disebabkan adanya konveksi panas. Misalnya, wadah yang lebih hangat dibandingkan suhu ruang akan memanaskan udara dalam chamber timbangan, sehingga terjadi aliran udara ke atas di sepanjang chamber timbangan dan mengurangi bobot sampel.

Sampel higroskopis

    Sampel higroskopis akan dengan cepat menyerap uap dari udara dan bobot akan terus bertambah jika dibiarkan terbuka. Oleh karena itu sampel higroskopis harus ditimbang segera dan dimasukkan ke dalam wadah dengan penutup kedap udara. Pada wadah kedap udara, pengguna mentara (nol-kan) wadah dan penutupnya, masukkan sejumlah sampel yang diinginkan dan tutup. Tunggu sampai angka pada layar timbangan stabil, catat bobot.

Sampel aseptis atau sampel biohazard

    Penimbangan sampel steril atau sampel biohazard dilakukan pada tempat bersih dan terlindung, misalnya biosafety cabinet, isolator, atau perangkat serupa. Aliran udara yang terdapat dalam ruang terlindung berpotensi membuat timbangan menjadi tidak stabil, oleh karena itu setelah timbangan dipasang dalam ruang terlindung, pengguna harus melakukan uji kualifikasi yang ketat seperti yang tertera pada Timbangan <41> untuk menentukan keberterimaan kinerja timbangan pada kondisi ini.

Penimbangan bahan korosif

    Berbagai jenis bahan kimia seperti garam yang bersifat korosif tidak boleh tumpah dalam wadah timbang atau di dalam chamber timbang. Ketelitian ekstra harus dilakukan pada saat penimbangan zat seperti ini. Pengguna dapat mempertimbangkan penggunaan  wadah yang bersegel seperti botol atau syringe. Jika bahan tumpah, timbangan perlu dikualifikasi kembali tergantung pada sifat bahan yang tumpah.

KESELAMATAN SAAT PENIMBANGAN

    Selama penimbangan, pengguna dapat terpapar zat berkonsentrasi tinggi. Pengguna harus berhati-hati setiap saat dengan kemungkinan seperti ini dan harus mengetahui dengan baik setiap peringatan yang terdapat dalam Material Safety Data Sheet sebelum melakukan penimbangan. Bahan berbahaya harus ditimbang dalam lingkungan tertutup dengan filtrasi udara yang sesuai. Berbagai racun dan potensi alergenik ada dalam bentuk cairan atau partikel halus. Saat melakukan penimbangan bahan ini, pengguna harus menggunakan masker untuk menutup hidung dan mulut untuk mencegah terhirupnya zat tersebut dan menggunakan sarung tangan  untuk menghindari kontak langsung dengan kulit. [Catatan Penggunaan sarung tangan sangat baik dalam penanganan bahan kimia. Jika perlu dalam penanganan wadah untuk menimbang pengguna menggunakan sarung tangan bukan hanya untuk perlindungan diri namun juga untuk mencegah kelembapan dan lemak mengendap pada wadah untuk menimbang].