Nama: Wulandari NRP NRP : C31 C311 13!"# 3!"#1 1 METABOLOMIK/PROTEOMIK
Metabo Metabolom lomik ik merupa merupakan kan suatu suatu proses proses penguk pengukura uran n senya senyawa wa hasil hasil metabo metabolit lit yang yang memilik memilikii berat berat molek molekul ul (BM) (BM) 50-500 50-5000. 0. Secara Secara garis garis besar, besar, terdapat terdapat dua macam macam metode metode analisis analisis metabolomi metabolomik k yaitu metabolomik metabolomik sidik ari dan penanda kimia. !erbedaan !erbedaan mendasar mendasar di antar antaraa kedu keduan anya ya adala adalah h metab metabol olom omik ik sidi sidik k ari ari akan akan mene menela laah ah meta metabo bolis lisme me dari dari bioindikator secara keseluruhan, sedangkan metode penanda kimia hanya akan melakukan kuanti"ikasi terhadap senyawa target tertentu yang kadarnya berkorelasi terhadap perubahan lingkungan. #edua metode ini akan dielaskan sebagai berikut$ 1. META METABOL BOLOMI OMIK K SIDI SIDIK K JARI JARI !enguk !engukura uran n sidik sidik ari metabo metabolism lismee dilaku dilakukan kan dengan dengan mengek mengekstra strak k bioind bioindika ikator tor meng menggu guna naka kan n pela pelaru rutt tert terten entu tu,, misal isalny nyaa metan etanol ol,, kemu kemudi dian an lang langsu sung ng dian dianal alis isis is menggunakan teknik spektroskopi ultra%iolet, in"ra merah, massa, proton-&M' ( Nuclear ( Nuclear Magnetic Resonance), Resonance), dan lain-l lain-lain ain.. eknik eknik spektr spektrosk oskopi opi dikemb dikembang angkan kan berdas berdasark arkan an peman"aatan range "rekuensi tertentu yang berbeda-beda. eknik eknik spektroskopi massa dan proton-&M' merupakan teknik yang paling sering digunakan karena mampu mendeteksi metabolit dalam wilayah yang lebar dan memiliki reproduksibilitas yang baik. abel abel . 'adiasi *lektromagnetik dan ipe Spektroskopi 'adiasi elektromagnetik ipe spektroskopi Sinar gamma Spektroskopi *misi Sinar +amma Sinar Spektroskopi bsorpsi Sinar Spektroskopi *misi Sinar ltra %iolet Spektroskopi bsorpsi / /akum Spektroskopi bsorpsi / Spektroskopi *misi / Spektroskopi louresensi / Sinar tampak Spektroskopi bsorpsi /is Spektroskopi *misi /is /is Spektroskopi louresensi /is /is 1n"ra merah Spektroskopi bsorpsi 1' Spektroskopi 'aman +elombang mikro Spektroskopi +elombang Mikro Spektroskopi 'esonansi !aramagnetik *lektron (*!') +elombang radio Spektroskopi 'esonansi Magnet 1nti
+ambar . 2aerah utama spektrum elektromagnetik
A$li%a&i 'mum !engukuran spektroskopi si"atnya melengkapi pengukuran di"raksi, hal ini dikarenakan spektroskopi hanya mengukur local order sementara sementara di"raksi long range order . !enerapannya bisa pada penentuan bilangan koordinasi dan situs simetri, mendeteksi %ariasi pada local order, adanya pengotor dan kristal tidak sempurna, material amor" seperti gelas dan gel. 2ikenal 2ikenal dua kelompok kelompok utama spektroskopi spektroskopi yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi dan spektroskopi . 2asar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau molekul unsur unsur sedang sedangkan kan dasar dasar dari dari spektr spektrosk oskop opii moleku molekull adalah adalah tingka tingkatt energi energi molek molekul ul yang melibatkan energi elektronik, energi %ibrasi, dan energi rotasi. Berdasarkan signal radiasi elektr elektroma omagne gnetik tik penggo penggolon longan gan spektr spektrosk oskopi opi dibagi dibagi menad menadii empat empat golong golongan an yaitu yaitu (a) spek spektr tros osko kopi pi abso absorp rpsi si,, (b) (b) spek spektr tros osko kopi pi emisi emisi,, (c) (c) spek spektr tros osko kopi pi scattering , dan (d) spektr spektrosk oskopi opi "luore "luoresen sensi. si. Spektr Spektros oskop kopii absor absorpsi psi melipu meliputi ti spektr spektrosk oskopi opi absorp absorpsi si sinar sinar , spektroskopi absorpsi /-/a /-/akum, kum, spektroskopi absorpsi /-/1S, spektroskopi absorpsi in"ra merah (1'), spektroskop spektroskopii absorpsi absorpsi gelombang gelombang mikro, spektroskop spektroskopii resonansi resonansi magnet magnet inti (&M'), spektroskopi resonansi spin elektron (*S'), dan spektroskopi photoacoustic spektroskopi photoacoustic.. Spektr Spektrosk oskopi opi emisi emisi terdir terdirii atas emisi emisi sinar sinar gamma, gamma, spektr spektrosk oskopi opi emisi emisi sinar, sinar, dan spektroskopi emisi /-/is. Spektroskopi scattering Spektroskopi scattering adalah spektroskopi 'aman, sedangkan Spektr Spektrosk oskopi opi "luore "luoresens sensii terdiri terdiri dari dari spektr spektrosk oskop opii "luore "luoresen sensi si sinar sinar dan spektr spektrosk oskopi opi "luoresensi /-/1S. !enggolongan spektroskopi lainnya yaitu berdasar analisis permukaan seperti *S *S ( Auger Electron Spectroscopy), Spectroscopy), S1MS (Secondary (Secondary Ion Mass Spectroscopy), Spectroscopy ), 1SS ( Ion Ion Scattering Spectroscopy), Spectroscopy), dan *S3 ( Electron Spectroscopy Spectroscopy for Chemical Analysis) Analysis) atau !S ( X-Ray hotoelectron Spectroscopy). Spectroscopy). !enggolongan lainnya yaitu berdasar kimia ion yang dikenal dengan spektroskopi massa. Berbagai Berbagai teknik spektroskopi spektroskopi banyak banyak digunakan digunakan dalam analisis senyawa senyawa anorganik anorganik (senyawa (senyawa kompleks kompleks koordinasi), koordinasi), antara lain$ spektroskop spektroskopii /-/ /-/1S, 1S, spektroskop spektroskopii absorpsi absorpsi atom, spektroskopi in"ra merah, spektroskopi "luorensi, spektroskopi &M', dan spektroskopi masses. 2aerah sinar tampak mulai dari warna merah pada panang gelombang 40 nm sampai warna ungu pada panang gelombang 60 nm (kisaran "rekuensi 700-78600 cm-l), sedang sedangkan kan daerah daerah ultra ultra %iolet %iolet dan panang panang gelom gelomban bang g 60 nm sampai sampai 0 nm (kisara (kisaran n "rekuensi 78600-55500 cm- l). *nergi pada daerah ultra %iolet dan sinar tampak berkisar dari 90 sampai 880 k:;mol. Spektr Spektrosk oskopi opi in"ra in"ra merah merah dilaku dilakukan kan pada pada daerah daerah in"ra in"ra merah merah yaitu yaitu dari dari panan panang g gelombang 0.4 sampai 000 urn atau pada kisaran "rekuensi 700 - 0 cm . eknik spektroskop spektroskopii in"ra merah terutama terutama untuk untuk mengetahui mengetahui gugus "ungsional "ungsional suatu senyawa, senyawa, uga untuk mengidenti"ikasi senyawa, menentukan struktur molekul, mengetahui kemurnian, dan mempelaari reaksi yang sedang beralan. nalisis senyawa anorganik dengan spektroskopi "luoresensi adalah sangat spesi"ik dan sensiti". eknik analisisnya serupa dengan spektroskopi absorpsi /-/1S, pengukurannya uga pada daerah ultra %iolet dan sinar tampak. 2alam hal ini perbedaannya yang diukur adalah radiasi yang diemisikan oleh sampel. Salah satu kelemahan dari teknik ini adalah terb terbat atasn asnya ya baha bahan n kimi kimia. a.
. mumnya mumnya gabungan gabungan antara spektrum spektrum &M' dengan spektrum in"ra merah digunakan digunakan untuk menentukan struktur suatu senyawa yang belum diketahui.
1.1. S$(%)r*&%*$i S$(%)r*&%*$i R(&*nan&i R(&*nan&i Ma+n() Ma+n() In)i In)i ,NMR - Nuclear Magnetic Magnetic Resonance Resonance Spektroskopi resonansi magnetik nuklir (&M') memberikan gambaran mengenai enis atom, atom, umlah umlah,, maupun maupun lingku lingkunga ngan n atom atom hidrog hidrogen en ( = &M') serta karbon ( 63 &M') &M').. Spektroskopi &M' didasarkan pada penyerapan gelombang radio oleh inti-inti tertentu dalam molekul organik, apabila molekul tersebut berada dalam medan magnet yang kuat. 1nti-inti atom unsur-unsur dapat dikelompokkan sebagai mempunyai spin atau tidak mempunyai spin. Suatu Suatu inti inti berspin berspin akan akan menimb menimbulk ulkan an medan medan magnet magnet kecil, kecil, yang yang ditun ditunukk ukkan an oleh oleh suatu suatu momen magnet nuklir, berupa suatu %ektor.
+ambar 7. Standar "rekuensi MS 1nti atom yang mempuny mempunyai ai nilai geseran kimia (?) daerah rendah (dekat MS) disebut high shielded shielded field (daerah medan magnet tinggi), sedangkan daerah makin auh dari MS diseb disebut ut lo! shielde shielded d field (daerah medan rendah). #erapatan elektron disekeliling proton dipengaruhi oleh berbagai "aktor antara lain$ indu%&i berbag . E(% indu%&i berbagai ai gugus gugus yang yang bekera bekera melalu melaluii ikatan ikatan kimia kimia yang yang terdapa terdapatt pada pada proton, yang umumnya disebabkan oleh adanya atom-atom yang bersi"at elektronegati", seperti @, &, 3l. !roton atau inti atom yang makin dekat dengan atom elektronegati" elektron yang mengelilingi proton tersebut menadi kurang rapat. 7. E(% ani&*)r*$i sepertii adany adanyaa ikatan ikatan kimia kimia yang yang mengan mengandun dung g ani&*)r*$i &ua)u &ua)u i%a)an i%a)an %imia, sepert gugus gugus alkena alkena (3A3), alkuna alkuna (33), (33), karbonil karbonil (3A@), dan aromatik aromatik (r). *"ek anisotropy anisotropy ini ini dapa dapatt meng mengha hasil silka kan n meda medan n magn magnet et pada pada daera daerah h prot proton on yang memp memper erku kuat at atau atau memperlemah medan magnet yang digunakan. 6. I%a)an 0idr*+(n , pembentukan ikatan hidrogen dari suatu atom = dari gugus hidroksil dengan gugus karbonil (3A@) menyebabkan nilai geseran kimia ke arah medan rendah, menauhi dari MS dan akan muncul pada daerah sekitar 6 ppm. 9. P(laru), pelarut yang polar akan sedikit berpengaruh terhadap senyawa polar, sebab dapat teradi ikatan hidrogen, terutama pada sampel yang mengandung gugus 3@@=, &= 7, dan @=. *"ek ikatan ikatan hidrogen hidrogen terhadap pelarut pelarut dapat dihindari dengan menggunakan menggunakan pelarut pelarut yang kurang polar, konsentrasi encer, atau temperatur ditinggikan. 5. T(m$(ra)ur, akan sedikit berpengaruh pada sampel yang cenderung membentuk ikatan hidrogen. hidrogen. 2aerah geseran kimia proton proton bernilai bernilai antara 0C7 ppm, berikut daerah geseran kimia yang penting untuk beberapa proton.
+ambar 6. 2aerah geseran kimia proton bernilai antara 0C7 ppm
Lan+%a0lan+%a0 2ara m(n+in)(r$r()a&i &$(%)ra NMR entukan;perhatikan entukan;perhatikan $ :umlah sinyal, menunukkan ada berapa macam perbedaan proton yang terdapat dalam • molekul. #edudukan sinyal, ditunukkan oleh geseran kimia (?) ppm, menunukkan enis proton. • 1ntensitas sinyal atau harga integrasi masing-masing sinyal, perbandingan harga integrasi • menyatakan perbandingan umlah proton. !emecahan ( spliting spliting ), ), menerangkan tentang lingkungan dari sebuah proton dengan proton • lainnya yang berdekatan. 3ara penulisan data &M'$ ? ppm (umlah =, m, : =>), m A multiplisitas (singlet (s)D • doublet (d)D (d)D triplet (t), (t), "uartet (E)D (E)D dan multiplet (m). (m).
+ambr 9. Spektrum =-&M' (800 M=>, 323 l6)
S$(%)r*&%*$i Kar*n13 , 13C NMR Spek Spektro trosk skop opii 63 &M' mengh menghasil asilkan kan in"orm in"ormasi asi strukt struktur ur mengen mengenai ai karbon karbon-ka -karbo rbon n dalam sebuah molekul molekul organik. organik. Spektroskopi Spektroskopi = &M' kita bekera dengan isotop hidrogen alamiah dengan dengan kelimpahan kelimpahan FF,F5 G, atom hidrogen hidrogen alamiah adalah =, sedangkan atom karbon dalam alam F,F G adalah 73, suatu isotop yang intinya tak mempunyai spin (1 A 0). #arbon-6 hanya merupakan , G atom karbon yang terdapat di alam (1 A H). 2isamping itu transisi transisi dari parale paralell ke antiparal antiparalel el dari dari sebuah sebuah inti 63 adalah transisi energi rendah. Spektra 63 &M' &M' hany hanyaa dapa dapatt dipe dipero role leh h deng dengan an spek spektr trom omete eterr yang yang sanga sangatt sens sensit iti" i".. 6 6 #elimpahan 3 yang rendah akan mengurangi mengurangi kerumitan spektra 3 dibandingkan spektra = &M'. &M'. ntu ntuk k mene menent ntuk ukan an spek spektr traa 63 luas luas di bawa bawah h punc puncak ak tida tidak k perl perlu u seba seband ndin ing g 6 terhada terhadap p umlah umlah atom-at atom-atom om karbon karbon yang yang ekui%a ekui%alen len,, akibat akibatny nyaa spektra spektra 3 tidak dapat di 6 integr integrasik asikan. an. erdap erdapat at dua tipe tipe utama utama spektr spektrum um 3 &M'. &M'. ipe ipe spek spektr trum um 63 &M &M' off resonansi, interaksi antar karbon yang berdekatan diabaikan, tetapi karbon dapat berinteraksi dengan proton yang diikat oleh masing-masing karbon menyebabkan teradinya spliting yang yang menunukkan puncak (n I ), n A umlah =, oleh karena itu sinyal masing-masing karbon dari$
J J J J
karbon metil (3=6-3) akan muncul 9 puncak karbon metilen (-3=7-) akan muncul 6 puncak karbon metil (-3=-) akan muncul 7 puncak karbon kuarterner (-3-) akan muncul puncak
Spek Spektru trum m 63 & M' M' off resonansi resonansi ini memiliki memiliki keuntungan keuntungan,, karena karena langsung langsung dapat membedakan membedakan enis-enis enis-enis karbon, karbon, namun namun akan menadi sangat rumit apabila apabila banyak banyak terdapat terdapat siny sinyal karb karbon on yang yang salin saling g o#erlap. o#erlap. ipe ipe spektr spektrum um karbon karbon yang yang kedua kedua adalah adalah spektr spektrum um 6 6 dekopling-p dekopling-proton roton 3, adalah suatu spektrum spektrum dimana dimana 3 tidak tidak terkop terkoplin ling g dengan dengan =, adi tidak menunukkan menunukkan pemisahan pemisahan spin-spin. spin-spin. $ekopling dapat dapat dicapai secara elektronis dengan menggu menggunak nakan an suatu suatu radio radio "rekuen "rekuensi si kedua kedua terhada terhadap p sampel sampel.. *nerg *nergii tambah tambahan an terseb tersebut ut menyebabka menyebabkan n teradinya teradinya interkon%ersi interkon%ersi cepat antara keadaan keadaan spin paralel dan antiparalel dari 6 proton-proton tersebut. kibatnya kibatnya sebuah inti 3 hanya hanya meliha melihatt suatu suatu rata-rat rata-rataa dari dari dua keadaan spin proton dan isyaratnya tak akan terurai, #arena tak ada penguraian dalam suatu spektrum dekopling-proton, maka isyarat untuk tiap kelompok atom karbon yang ekui%alen secara magnetik akan muncul sebagai suatu singlet. ntuk membedakan enis karbon, metil, metilen, metilen, metin, dan karbon kuarterner kuarterner digunakan digunakan analisis spektrum 2*! 63 &M' atau &M' dua dimensi (=MK3 A korelasi antara proton-karbon satu ikatan). da dua enis spektrum 2*! 63 &M', yaitu $ •
•
2*! F0 oA hanya muncul sinyal 3-= 2*! 65 oA muncul sinyal 3= dan 3= 6 masing-masing berharga positi", sedangkan sinyal 3=7 akan muncul sebagai sinyal berharga negati".
2aerah geseran kimia proton bernilai antara 0 C 700 ppm, berikut daerah geseran kimia yang penting untuk beberapa enis karbon
+ambar 5. 2aerah geseran kimia proton bernilai antara 0 C 700 ppm
+ambar 8. Spektrum 63-&M' (800 M=>, 323l 6) dengan teknik !
1.". S$(%)r* S$(%)r*&%*$ &%*$ii Ma&&a Ma&&a !rinsip dasar kera spektroskopi massa, spektroskopi massa ber"ungsi untuk$ Menghasilkan berkas sinar kation dari >at • Menghasilkan berkas kation menadi bentuk spektrum massa (m;>) • Mendeteksi dan mencatat nilai massa relati" (m;>) dan kelimpahan isotopnya (G) atau • intensitasnya Ta0a$ $(r)ama: I*ni&a&i tom di-ionisasi dengan mengambil satu atau lebih elektron dari atom tersebut supaya terbentuk ion positi". 1ni uga berlaku untuk unsur-unsur yang biasanya membentuk ion-ion negati" (sebagai contoh, klor) atau unsur-unsur yang tidak pernah membentuk ion (sebagai contoh, argon). Spektrometer massa ini selalu bekera hanya dengan ion positi". Ta0a$ %(dua : P(r2($a)an 1on-ion tersebut dipercepat supaya semuanya mempunyai kinetik yang sama. 1on-ion positi" yang ditolak dari ruang ionisasi ionisas i tersebut akan melewati 6 celah, dimana celah terakhir itu bermuatan 0 /. 3elah yang berada di tengah mempunyai %oltase menengah. Semua ionion tersebut dipercepat sampai menadi sinar yang sangat ter"okus. Ta0a$ %()i+a : P(m(l*%an 1on-ion tersebut dibelokkan dengan menggunakan medan magnet, pembelokan yang teradi teradi tergan tergantun tung g pada pada massa massa ion tersebu tersebut. t. Semaki Semakin n ringan ringan massany massanya, a, akan akan semaki semakin n dibelokan. Besarnya pembelokannya uga tergantung pada besar muatan positi" ion tersebut. 2engan kata lain, semakin banyak elektron yang diambil pada tahap , semakin besar muatan ion tersebut, pembelokan yang teradi akan semakin besar. Ta0a$ %((m$a) : P(nd()(%&ian Sinar-sinar ion yang melintas dalam mesin tersebut dideteksi dengan secara elektrik. #etika sebuah ion menubruk kotak logam, maka ion tersebut akan dinetralisasi oleh elektron yang pindah dari logam ke ion (gambar kanan). =al ini akan menimbulkan ruang antara elektron-elek elektron-elektron tron yang ada dalam logam tersebut, tersebut, dan elektron-elektron elektron-elektron yang berada dalam kabel akan mengisi ruang tersebut. liran elektron di dalam kabel itu dideteksi sebagai arus listrik yang bisa diperkuat dan dicatat. Semakin banyak ion yang datang, semakin besat arus listrik yang timbul. I*ni&a&i dan ra+m(n)a&i 2alam spektro"otometer massa, reaksi pertama suatu molekul adalah ionisasi awal, pengambilan sebuah elektron. M I e L MoI I 7 e MoI disebut ion massa molekul (m;> paling besar, peak paling paling kanan pada spektrum MS. *lektron yang paling mudah terlepas dalam molekul biasanya adalah elektron dalam orbital berenergi tertinggi. :ika sebuah molekul mempunyai elektron-elektron n (menyendiri), maka salah satunya akan dilepaskan. :ika tidak terdapat elektron n, maka akan dilepaskan sebuah elektron pi, dan ika tidak terdapat elektron pi barulah elektron pada orbital sigma ().
Setelah ionisasi awal, ion molekul akan mengalami "ragmentasi, suatu proses dimana radikal-radikal bebas atau molekul netral kecil dilepaskan dari ion molekul tersebut. Sebuah ion molekul tidak pecah secara acak, melainkan cenderung membentuk "ragmen-"ragmen yang yang paling paling stabil. stabil. 2alam 2alam persam persamaan aan yang yang menun menunukk ukkan an "ragme "ragmenta ntasi si biasany biasanyaa "ragmen "ragmen radika radikall bebas bebas tidak tidak dituli dituliska skan n karena karena tidak tidak terdet terdeteks eksii dalam dalam spektro spektro"ot "otome ometer ter massa. massa. Beberapa molekul kecil yang stabil yang mudah terlepas dari ion molekul antara lain = 7@D 3@7 D 3@D 3 7=9
!ercab !ercabang angan an dalam dalam suatu suatu rantai rantai hydro hydrogen gen mengha menghasilk silkan an "ragmen "ragmentasi tasi yang yang teradi teradi terutama pada cabang, karena radikal ion sekunder dan karbokation sekunder lebih stabil dari pada bentuk primer, sebagai contoh ion molekul metilpropana menghasilkan terutama kation isopropyl dan radikal metil.
E(% 0()(r*a)*m ragmentasi ion molekul biasa teradi pada posisi Nterhadap heteroatom, terutama teradi pada amina atau eter.
P(na)aan ulan+ M2 La(r)4 !enataan ulang Mc
•
•
Suatu u molek olekul ul yang ang mass massaa molek olekul ulny nyaa gena genap p tida tidak k mung mungki kin n 5u%um ni)r* 5u%um ni)r*+( +(n n. Suat mengandun mengandung g nitrogen, nitrogen, kalaupun kalaupun mengandu mengandung ng nitrogen nitrogen maka umlah umlah nitrogenny nitrogennyaa harus genap. !ecahan molekul umumnya bermassa ganil kecuali kalau teradi penataan ulang. :umlah :umlah ketidakenuhan ketidakenuhan (2B* A double bond ekui#alent ) A (umlah karbon I ) CH (P= -P I P& ) = A hidrogenD A halogenD & A nitrogen
1.3. S$(%)r*&%*$i S$(%)r*&%*$i 6ira&i*nal: 6ira&i*nal: IR dan Raman tom dalam padatan ber%ibrasi pada "rekuensi 0 7 hingga 0 6 =>. +erak %ibrasi ini melibatkan pasangan atau satu kelompok atom yang terikat dan dapat tereksitasi ke keadaan energi lebih tinggi dengan menyerap radiasi pada "rekuensi yang sesuai. !ada teknik 1', "rekuensi radiasi yang diberikan, di%ariasikan kemudian kuantitas radiasi yang terabsorpsi atau ditransmisikan diukur. !ada teknik 'aman, sampel disinari dengan sinar monokromatik hingga hingga dihasilkan dihasilkan dua cahaya cahaya sebaran. sebaran. Sebaran Sebaran 'ayleigh 'ayleigh timbul timbul dengan dengan energi energi dan panang
gelombang sama persis dengan sinar awal. Sebaran 'aman biasanya memiliki intensitas kuran urang g diban iband ding ing 'ayle ayleig igh h dan muncu uncull pada pada pan panang ang gelom elomb bang ang beda eda (leb (lebih ih panang;pendek) dibanding sinar awal. idak seperti spektra 1' senyawa molekular organik, spektra spektra padatan padatan memiliki memiliki perbedaan perbedaan karena aturan seleksi yang berbeda, berbeda, agar menadi akti" 1' momen momen dipole dipole ybs ybs harus harus beruba berubah-u h-ubah bah selama selama siklus siklus %ibrasi %ibrasi,, konsek konsekuen uensiny sinyaa pusat pusat simetr simetrii tak tak akti akti"" 1', 1', agar agar men menad adii akti akti"" 'ama 'aman, n, gerak gerak inti inti yang yang terli terliba batt haru haruss mamp mampu u menghasilkan perubahan polarisabilitas.
+ambar 4. Spektra bsorpsi 1' (a) 3alcite, 3a3@6 (b) &a&@6 (c) gypsum, 3aS@ 9.7=7@ 3ontoh aplikasi 'aman untuk membedakan dua polimor" silika, Euart> dan cristobalite
+ambar . (b) kristabolit 1.7. S$(%)r* S$(%)r*&%*$ &%*$ii 6i&i 6i&il( l( dan dan 'l)ra8i*l( 'l)ra8i*l()) ransisi elektron dikulit terluar terkait dengan perubahan energi pada range Q0 9-05 cm- atau 07-06 k:;mol. Beberapa tipe transisi dapat diamati ika atom dan B saling bertetangga pada suatu struktur padatan (anion dan kation). #ulit elektron bagian dalam terlokalisasi terlokalisasi pada masing-masi masing-masing ng atom sedangkan sedangkan kulit terluar saling o#erlap o#erlap membentuk pita energi terdelokalisasi.
+ambar F. ransisi elektronik pada padatan P(n9(la&an 1. !romosi elektron dari orbital terlokalisasi pada satu atom ketingkat energi lebih tinggi pada orbital terlokalisasi atom yang sama !romosi elektron dari orbital terlokalisasi satu atom ke orbital terlokalisasi diatom ". sebelahnya 3. !romosi elektron dari orbital terlokalisasi satu atom ke pita energi terdelokalisasi, pita konduksi. !romosi elektron dari pita energi (pita %alensi) ke pita lain dengan energi lebih tinggi 7. (pita konduksi Prin&i$ Da&ar S$(%)r*&%*$i '66IS Molekul mempunyai tingkat energi elektron yang analog dengan tingkat energi elektron dalam atom. ingkat energi molekul ini disebut orbital molekul. @rbital molekul timbul dari antaraksi orbital atom daripada atom yang membentuk molekul itu.
1.. 1.. S$(% S$(%)r )r*& *&%* %*$i $i ES ESR R 1nteraksi 1nteraksi spin-spin spin-spin antara elektron elektron tak berpasangan berpasangan yang bertetangga bertetangga,, ini dapat diatasi diatasi dengan menggunakan konsentrasi kecil elektron tak berpasangan mis. 0, s.d. persen ion logam transisi paramagnetik dilarutkan dalam struktur host diamagnetik. danya keadaan tereksitasi tereksitasi yang terletak rendah dekat dengan dengan keadaan keadaan dasar ini menyebabka menyebabkan n seringnya seringnya
teradi transisi elektron, waktu relaksasi pendek dan puncak melebar. ntuk mengatasinya dengan pengukuran pada suhu rendah, biasanya dalam suhu helium liEuid 9,7 #.
In)(r$r()a&i ESR #eadaan oksidasi, kon"igurasi elektron dan bilangan koordinasi ion paramagnetik. • •
#eadaan dasar kon"igurasi orbital d ion paramagnetik dan adanya distorsi struktural.
•
Besa Besarn rny ya ko%a ko%ale lens nsii ikat ikatan an-i -ika kata tan n anta antarr ion ion para parama magn gnet etik ik dan dan anio anion n atau atau liga ligan n disekelilingnya.
1.. 1.. S$(%)r S$(%)r*& *&%*$ %*$ii Inr Inram( am(ra ra0 0 Spektrum in"ramerah terletak pada daerah dengan panang gelombang 0,4 sampai 000 m atau bilangan gelombang dari 700 sampai 0 cm-. Spektrum in"ramerah dapat dibagi dibagi menadi menadi in"ram in"ramerah erah dekat, dekat, in"ram in"ramerah erah perten pertengah gahan, an, dan in"ram in"ramerah erah auh, auh, seperti seperti diperlihatkan pada abel abel 7.
abel abel 7. 2aerah spektrum s pektrum in"ramerah
!enggu !enggunaa naan n yang yang paling paling banya banyak k adalah adalah pada pada daerah daerah perten pertengah gahan an dengan dengan kisaran kisaran bilangan gelombang 9000 sampai 840 cm- at-au dengan panang gelombang 7.5 sampai 5
Rm. #egunaan yang paling paling penting penting adalah untuk identi"ikasi identi"ikasi senyawa senyawa berikatan berikatan ko%alen ko%alen karena spektrumnya sangat kompleks terdiri dari banyak puncak-puncak. radiasi in"ra merah dengan dengan "rekuensi "rekuensi dalam kisaran 0000 sampai sampai 00 cm- atau dengan dengan panang panang gelombang gelombang sampai 00 um, maka radiasi akan diserap oleh molekul dan dikon%ersi ke dalam energi %ibrasi molekul. /ibrasi molekul hanya akan teradi bila suatu molekul terdiri dari dua atom atau lebih. erdapat erdapat dua enis %ibrasi %ibrasi molekul molekul yaitu stretching (ulur) (ulur) dan bendin bending g (tekuk). /ibrasi stretching /ibrasi stretching adalah pergerakan atom yang teratur sepanang sumbu ikatan. antara dua atom sehingga arak antara atom dapat bertambah atau berkurang. /ibrasi stretching meliputi stretching simetris dan stretching dan stretching asimetris.
+ambar 0. /ibrasi lur Simetris dan simetris /ibrasi bending adalah pergerakan atom yang menyebabkan perubahan sudut ikatan antara dua ikatan atau pergerakan dari sekelompok atom terhadap atom lainnya. /ibrasi bending meliputi scissoring meliputi scissoring %deformation&' !agging' t!isting dan rocking . +ambar di dawah menunukkan gerakan dari keempat %ibrasi bending .
+ambar . . ipe %ibrasi tekuk 2ari keempat %ibrasi bending , %ibrasi scissoring %ibrasi scissoring dan rocking terletak pada satu bidang sedangkan %ibrasi !agging dan t!isting terletak di luar bidang. anda I dan - pada %ibrasi twisting menunukkan arah tegak lurus dengan bidang, I arahnya ke muka dan - arahnya ke belakang.
+ambar 7. /ibrasi /ibrasi tekuk ke-luar bidang dan ke-dalam bidang
Spektrum in"ra merah ini menunukkan hubungan antara absorpsi dan "rekuensi atau bilanEan gelombang atau panang gelombang. Sebagai absis adalah "rekuensi (=ert>, detik-) atau panang gelombang (Rm) atau bilangan gelombang (cm-) dan sebagai ordinat adalah
transmitans (G) atau absorbans. 3ontoh spektrum absorpsi in"ra merah dapat dilihat pada gambar 5.0. dan 5..
+ambar 6. Spektrum bsorbans 1n"ramerah sam
+ambar 9. Spektrum ransmitans 1n"ramerah sam
diidenti"ikasi dari pada ester yang mempunyai dua puncak absorpsi yaitu 3A0 (stretching) pada 465-450 cm- dan 3-0 (stretching) pada 000-600 cm-. +ugus ester ini lebih sukar dari pada amida yang mempunyai tiga absorpsi yaitu dua puncak absorpsi yang menunukkan 3A0 (stretching) dan &-= (de"ormasi) pada 860 -8F0 cm- dan satu puncak absorpsi &-=, stretching pada 600-6500 cm-. abel abel 6. bsorpsi 1n"ramerah Beberapa +ugus ungsional
". METABOLOM METABOLOMIK IK PENANDA KIMIA BIOINDIKA BIOINDIKATO TOR R Berbeda dengan pengukuran sidik ari yang melibatkan analisis metabolit bioindikator secara keseluruhan, metabolomik penanda kimia hanya akan menganalisis satu atau beberapa senyawa target dari bioindikator. erdapat banyak senyawa yang dapat diaplikasikan sebagai penanda kimia. @leh karena itu, pengetahuan mengenai "ungsi dari penanda kimia terhadap bioindikator penghasil menadi hal yang sangat s angat penting. Misalnya Misa lnya pada lingkungan perairan
dengan kadar oksigen rendah, biota laut akan meningkatkan kadar senyawa betaines untuk menyeimbang menyeimbangkan kan kehilangan kehilangan asam amino yang teroksidasi teroksidasi dari media intraselular intraselular (/iant (/iant et al . 7006 7006). ). !ros !roses es awal awal anal analis isis is pena penand ndaa kimi kimiaa serup serupaa deng dengan an tekni teknik k sidi sidik k ari, ari, yaitu yaitu mengek mengekstra strak k bioind bioindika ikator tor menggu menggunak nakan an pelaru pelarutt terten tertentu. tu. Selanu Selanutny tnya, a, penand penandaa kimia kimia dipisahkan dipisahkan dari metabolit metabolit lain menggunakan menggunakan teknik kromatogra kromatogra"i, "i, seperti (igh erformace )i"uid Chromatography Chromatography (=!<3) atau *as Chromatography Chromatography (+3). (+3). #adar dari penanda kimia ditentukan berdasarkan luas area puncak kromatogram hasil analisis kromatogra"i tersebut. =!<3 ( (igh erformance )i"uid Chromatography Chromatography)) atau biasa uga disebut dengan kromatogra kromatogra"i. "i. #romatogra #romatogra"i "i adalah teknik teknik pemisahan campuran campuran didasarkan didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen-komponen campuran tersebut diantara dua "ase, yaitu "ase diam (padat atau cair) dan "ase gerak (cair atau gas). Bila "ase diam berupa >at padat yang akti", maka dikenal istilah kromatogra"i kromatogra"i penyerapan penyerapan (adsorption (adsorption chromatograp chromatography). hy). Bila "ase diam berupa >at cair, maka teknik ini disebut kromatogra"i kromatogra"i pembagian ( partition chromatography chromatography). ). 1nstrumentasi =!<3 pada dasarnya terdiri atas$ wadah "ase gerak, pompa, alat untuk memasukkan memasukkan sampel (tempat (tempat ineksi), ineksi), kolom, kolom, detektor, detektor, wadah penampung penampung buangan "ase gerak, dan suatu komputer atau integrator atau perekam.
+ambar 5. Skema 1nstrumen =!<3 Prin&i$ %(r9a 5PLC 2engan bantuan pompa "ase gerak dialirkan melalui kolom ke detektor. Sampel yang dilarutkan dalam sol%ent, dimasukkan ke dalam aliran "asa gerak dengan cara ineksi. 2i dalam kolom teradi pemisahan komponen-komponen campuran berdasarkan perbedaan kekuatan interaksi anatara analat (solut-solut) dengan stationary dengan stationary phase phase pada pada kolom. Solut-solut yang kurang kuat interaksinya dengan "ase diam akan keluar dari kolom terlebih dahulu. Sebaliknya, solut-solut yang kuat berinteraksi dengan "asa diam maka solut-solut tersebut akan keluar dari kolom lebih lama. Setiap komponen campuran yang keluar dari kolom dideteksi oleh detektor kemudian direkam dalam bentuk kromatogram. #rom #romat atog ogram ram =!<3 =!<3 serup serupaa deng dengan an krom kromat atog ogram ram +3 deng dengan an uml umlah ah peak peak menyatakan umlah komponenD luas area peak menyatakan konsentrasi dalam campuran Sisitim =!<3 dapat dihubungkan dengan so"tware pada komputer dan dioperasikan secara computeri>e
+ambar 8. #romatogram tablet %itamin 3
R((r(n&i
ing the e""ects o" en%ironmental stressors on organism health. En#ironmental health. En#ironmental Science ,echn ,echnologies ologies.. 64$ 9F7C9FF.
