Pada saat melakukan analisis di laboratorium, salah satu faktor kritis yang harus kita perhatikan adalah limit deteksi. Secara umum, “limit deteksi” atau “limit of detection” mengacu pada konsentrasi terendah suatu zat yang dapat diandalkan untuk dideteksi atau diukur dengan metode analitik tertentu. Metode analitik ini termasuk instrumen dan prosedur yang digunakan untuk mengukur atau menganalisis kandungan zat tertentu dalam sampel.

Kemampuan untuk mendeteksi konsentrasi rendah dengan akurasi tinggi sangat penting dalam banyak bidang, termasuk kimia, biologi, dan ilmu forensik, karena umumnya analit yang menjadi target pengujian ada di dalam konsentrasi sangat rendah, hingga ppm atau ppt. Dalam artikel ini, saya akan memaparkan arti limit deteksi, faktor-faktor yang mempengaruhinya, dan strategi untuk meningkatkan batas deteksi di laboratorium.

Memahami Definisi dari Limit Deteksi

Batas deteksi sesungguhnya adalah suatu subjek yang cukup kontroversial. Anda yang sudah lama berkecimpung di dunia laboratorium dan sering berdiskusi dengan pihak ketiga pasti akan menyetujui pernyataan saya ini. Pemahaman Anda seringkali tidak sejalan dengan pemahaman rekan Anda. Contohnya saja, hingga kini masih saja banyak pihak yang menggunakan istilah IDL dan MDL secara terbalik, dan bisa saling menggantikan.

Anda akan menemukan banyak definisi dan implementasi perhitungan akibat dari definisi yang berbeda tersebut. Untuk Anda yang mengelola sebuah laboratorium terakreditasi, siap-siap saja untuk menghadapi masalah dengan hal ini. Karena dari sekian banyak asesor, mereka pun punya banyak pemahaman yang berbeda yang akan berbenturan dengan kita sebagai praktisi.

Walaupun begitu, Anda tidak perlu khawatir. Mulai sekarang coba mari kita luruskan kembali definisi dari batas deteksi yang Anda gunakan di laboratorium Anda. Itu salah satu tips dari Saya untuk menentukan batas deteksi. Tips kedua, pastikan Anda gunakan salah satu definisi yang muasalnya kredibel, lalu simpan di dalam sistem dokumentasi laboratorium Anda dengan baik.

Baca juga: Definisi Validasi, yang Penting untuk Suatu Metode Analisis

Apa itu Limit Deteksi? Secara umum batas deteksi dinyatakan sebagai konsentrasi terendah ketika sinyal dapat dibedakan dengan jelas dari latar belakang atau “noise” yang terkait dengan analisis. Umumnya, limit deteksi dinyatakan sebagai “batas deteksi” atau “batas kuantifikasi”. Kenapa Saya sebut “umumnya”? Karena sekali lagi, mereka tidak terstandar.

Batas deteksi merujuk pada konsentrasi di mana sinyal dapat dengan pasti kita bedakan dari kebisingan. Sedangkan batas kuantifikasi adalah konsentrasi di mana analit dapat kita ukur secara akurat dengan tingkat ketidakpastian tertentu. Berikut ini Saya sampaikan beberapa uraian definisi dari batas deteksi berdasarkan beberapa sumber yang kredibel di bidang pengujian.

Batas Deteksi Menurut APHA (American Public Health Association)

APHA membahas tentang batas deteksi pada bagian 1030C. Pada APHA edisi 2017, tercantum bahwa limit deteksi adalah nilai terkecil di atas noise yang dapat terdeteksi dari suatu analit. Namun APHA pun tidak lagi menggunakan istilah limit deteksi secara umum, alih-alih IDL (Instrument Detection Level), MDL (Method Detection Level), LLD (Lower Level of Detection) dan LoQ (Limit of Quantitation).

Batas Deteksi Menurut USEPA (Unites States Environmental Protection Agency)

Saya tidak menemukan uraian definisi dari “Batas Deteksi” yang secara persis USEPA gunakan. Pencarian dengan kata kunci “Limit Detection” yang Saya cari dalam dokumen USEPA selalu berakhir kepada MDL. Tidak aneh, masih satu arah dengan APHA sebetulnya, karena mereka pun dalam dokumennya tidak menggunakan lagi istilah batas deteksi, seperti yang sudah Saya sebutkan sebelumnya.

Batas deteksi metode (MDL) menurut USEPA dalam Definition and Procedure for the Determination of the Method Detection Limit, Revision 2, December 2016, didefinisikan sebagai konsentrasi terukur minimum suatu zat yang dapat dilaporkan dengan keyakinan 99% bahwa konsentrasi terukur dapat dibedakan dari hasil blangko metode.

Limit Deteksi Menurut NATA (National Association of Testing Authorities, Australia)

Dalam dokumennya, yaitu General Accreditation Guidance —Validation and verification of quantitative and qualitative test methods (January 2018), NATA menyebutkan bahwa Limit of Detection (LoD), terbagi ke dalam dua komponen yaitu MDL dan LoQ.

MDL harus diterapkan pada metode ekstraksi dan analisis yang dikembangkan untuk analisis analit tertentu dalam matriks. Definisi MDL menurut NATA yaitu jumlah atau konsentrasi terkecil dari analit yang dapat dideteksi atau dibedakan secara andal dari latar belakang untuk matriks tertentu (dengan metode tertentu).

Dengan kata lain, LOD adalah nilai terendah yang diukur dengan suatu metode yang lebih besar dari ketidakpastian yang terkait dengannya (Taylor, 1989). Semua gangguan matriks harus kita perhitungkan dalam menentukan MDL.

Dalam definisi NATA, mereka menyebutkan bahwa LoD tidaklah sama dengan respon terendah dari instrumen, atau IDL. IDL sendiri secara definitif menurut NATA adalah jumlah terkecil analit yang dapat dideteksi atau dibedakan secara andal dari latar belakang instrumen.

Dalam implementasinya nanti, pengujian signal to noise ratio ketika suatu standard kita ujikan ke dalam suatu instrumen bisa menjadi indikator yang baik untuk menguji performa suatu instrumen, tapi hal ini tidak sesuai untuk mengestimasi nilai LoD dari suatu metode.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Limit Deteksi

Beberapa faktor dapat mempengaruhi batas deteksi dalam lingkup laboratorium. Berikut adalah beberapa faktor yang perlu kita perhatikan:

Sensitivitas Instrumen

Instrumen analitik yang memiliki karakteristik sensitivitasnya sendiri adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi kemampuan untuk mendeteksi, mengukur, dan menganalisis senyawa atau bahan kimia dengan akurasi dan keandalan tinggi. Sensitivitas instrumen mengacu pada kemampuan suatu instrumen untuk mendeteksi perubahan kecil dalam konsentrasi zat target yang kita analisis.

Semakin tinggi sensitivitas instrumen, semakin rendah konsentrasi zat yang dapat kita deteksi dan ukur dengan akurasi yang bagus. IDL yang rendah tentunya akan selaras dengan MDL atau LoD method yang juga rendah.

Metode Analisis

Metode analisis yang kita gunakan juga berpengaruh pada limit deteksi. Beberapa metode memiliki batas deteksi yang lebih rendah daripada yang lain karena perbedaan dalam prinsip teknis.

Seperti yang umum kita ketahui, metode uji logam menggunakan AAS tungku grafit akan menghasilkan batas deteksi yang jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan menggunakan FAAS. Bahkan jika perbandingannya dalam suatu instrumen yang sama, metode yang berbeda pun akan memiliki karakteristik batas deteksi yang berbeda, seperti pengujian phosphorus dengan metode SnCl vs asam askorbat.

Kebersihan Sampel

Kualitas sampel yang kita analisis juga dapat mempengaruhi limit deteksi. Kontaminasi atau adanya interferen dalam sampel dapat menyebabkan penurunan limit deteksi.

Pengujian COD dalam matriks air laut memerlukan penanganan khusus, seperti penambahan merkuri sulfat yang berlebih. Efek dari berlebihnya komponen pengganggu seperti klorida dalam air laut akan sangat mempengaruhi performa metode. Walaupun penambahan merkuri sulfat untuk mengikat klorida berlebih dalam air laut itu kita lakukan, tetap saja kemampuan metode akan berubah.

Pengolahan Data

Cara analisis dan pemrosesan data juga dapat mempengaruhi limit deteksi. Penggunaan algoritma yang tepat untuk menghitung sinyal dan mengurangi kebisingan dapat membantu meningkatkan limit deteksi.

Tipe-tipe metode pengujian seperti kromatografi memerlukan operator dengan tingkat pemahaman tinggi. Interpretasi yang kita lakukan dalam analisis kromatografi bisa sangat bervariatif. Termasuk dalam mementukan batas deteksi dari metode yang terkait.

Optimalisasi Limit Deteksi

Berdasarkan yang Saya uraikan sebelumnya, maka ada beberapa strategi yang dapat kita gunakan untuk meningkatkan batas deteksi dalam lingkup laboratorium:

1. Pemilihan Metode Analisis yang Tepat: Memilih metode analisis yang paling sensitif dan sesuai untuk analit yang akan kita uji dapat membantu meningkatkan batas deteksi.
2. Persiapan Sampel yang Baik: Melakukan persiapan sampel yang hati-hati dan memastikan sampel bebas dari kontaminasi atau interferen dapat membantu meningkatkan batas deteksi.
3. Peningkatan Sensitivitas Instrumen: Memperbarui atau mengkalibrasi.

Kesimpulan Limit Deteksi

Batas deteksi merupakan hal yang sangat penting. Terutama bagi kita yang memerlukan kemampuan pengukuran dengan ketelitian yang sangat rendah. Laboratorium uji lingkungan yang harus memenuhi regulasi (limit deteksi di bawah regulasi) memerlukan batas deteksi pengujian yang andal. Begitupun dengan laboratorium forensik yang harus mampu mendeteksi jejak yang sangat kecil.

Sayangnya limit deteksi tidaklah benar-benar jelas. Tidak ada kesepakatan terkait definisinya. Banyak definisi yang beredar, yang membuat kebingungan di antara praktisi, atau ketidaksesuaian saat assesmen (karena lagi-lagi perbedaan pendapat).

Untuk itu kita sebagai praktisi bisa mengambil salah satu definisi yang kita rasa paling cocok untuk kita terapkan di dalam laboratorium yang kita kelola. Tentu saja definisi yang kredibel seperti APHA, USEPA, NATA, AOAC, atau apapun itu. Penggunaan definisi MDL akan lebih aman untuk kita gunakan daripada penggunaan istilah LoD, yang dalam beberapa sumber justru pada akhirnya akan kembali lagi kepada MDL atau lainnya.

Beberapa hal pun dapat kita lakukan untuk mencapai batas deteksi yang kita harapkan, seperti pemilihan instrumen, metode atau proses persiapan sampel yang kita tingkatkan.

Baca Juga: Perbedaan Validasi, Verifikasi dan Kalibrasi di Laboratorium