Kromatografi gas-Spektrometer Massa (GC-MS)
Kromatografi gas-spektrometer massa (GC-MS) adalah metode yang mengkombinasikan kromatografi gas dan spektrometri massa untuk mengidentifikasi senyawa yang berbeda dalam analisis sampel. Kromatografi gas dan spketometer masa memilki keunikan masingmasing dimana keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan. Dengan menggambungkan kedua teknik tersebut diharapkan mampu meningkatkan kemamapuan dalam menganalisis sampel dengan mengambil kelebihan masing-masing teknik dan meminimalisir kekurangannya. Kromatografi gas dan spketometer masa dalam banyak hal memiliki banyak kesamaan dalam tekniknya. ntuk kedua teknik tersebut! sampel yang yang dibutuhkan dalam bentuk fase uap! dan keduanya "uga sama-sama membutuhkan "umlah sampel yang sedikit ( umumnya kurang dari # ng). Disisi lain! kedua teknik tersebut memiliki perbedaan yang $ukup besar yakni pada kondisi operasinya. Senyawa yang terdapat pada kromatografi gas adalah senyawa yang digunakan untuk sebagai gas pembawa dalam alat GC dengan tekanan kurang lebih %&' torr! sedangkan spketometer massa beroperasi pada kondisi akum dengan kondisi tekanan #'-& #'-* torr.
+rinsip ker"a GC-MS adalah terdiri dari dua blok bangunan utama, kromatografi gas dan spektrometer massa . Kromatografi gas menggunakan kolom kapiler yang tergantung pada dimensi kolom itu (pan"ang! diameter! ketebalan film) serta sifat fase (misalnya * fenil polisiloksan). +erbedaan sifat kimia antara molekul-molekul yang berbeda dalam suatu $ampuran dipisahkan dari molekul dengan melewatkan sampel sepan"ang kolom. Molekul-molekul memerlukan "umlah waktu yang berbeda (disebut waktu retensi) untuk keluar dari kromatografi gas! dan ini memungkinkan spektrometer massa untuk menangkap! ionisasi! memper$epat! membelokkan! dan mendeteksi molekul terionisasi se$ara terpisah. Spektrometer massa melakukan hal ini dengan meme$ah masing-masing molekul men"adi terionisasi mendeteksi fragmen menggunakan massa untuk mengisi rasio.
nstrumen/alat , #.
Gas Chromatography (GC)
0
n"e$tion port
Dalam pemisahan dengan G1C $uplikan harus dalam bentuk fase uap. 2etapi kebanyakan senyawa organik berbentuk $airan dan padatan. 3leh karena itu! senyawa yang berbentuk $airan dan padatan pertama-tama harus diuapkan. ni membutuhkan pemanasan sebelum masuk dalam kolom. +anas itu terdapat pada tempat in"eksi. 4amun demikian suhu tempat
in"eksi tidak boleh terlalu tinggi! sebab kemungkinan akan ter"adi perubahan karena panas atau penguraian dari senyawa yang akan dianalisa. Kita "uga tidak boleh mengin"eksikan $uplikan terlalu banyak! karena GC sangat sensitif. 5iasanya "umlah $uplikan yang diin"eksikan pada waktu kita mengadakan analisa '!* -*' ml gas dan '!6 - 6' ml untuk $airan seperti pada gambar di bawah. 0
3en
3en digunakan untuk memanaskan $olumn pada temperature tertentu sehingga mempermudah proses pemisahan komponen sample. 5iasanya oen memiliki "angkauan suhu 7'oC 76'oC. 0
Column
Kolom merupakan "antung dari kromatografi gas. 8da beberapa bentuk kolom! diantaranya lurus! bengkok! misal berbentuk 9 atau :! dan kumparan/spiral. Kolom selalu merupakan bentuk tabung. 5erisi fasa diam! sedangkan fasa bergerak akan lewat didalamnya sambil membawa sample. Se$ara umum terdapat 6 "enis kolom! yaitu, #) +a$ked $olumn! umumnya terbuat dari glass atau stainless steel $oil dengan pan"ang # * m dan diameter kira-kira * mm. 6) Capillary $olumn! umumnya terbuat dari purified sili$ate glass dengan pan"ang #'-#'' m dan diameter kira-kira 6*' mm. 5eberapa "enis stationary phase yang sering digunakan, ; +olysilo
6.
Mass Spe$trometer (MS) sebagai detektor
0
Sumber ion
Setelah analit melalui kolom kapiler! ia akan diionisasi. onisasi pada spektroskopi massa yang terintegrasi dengan GC ada dua! yakni =le$tron mpa$t ioni>ation (=) atau Chemi$al oni>ation (C)! yang lebih "auh lagi terbagi men"adi negatif (4C) dan positif (+C). 5erikutnya akan di"elaskan ionisasi =. Ketika analit keluar dari kolom kapiler! ia akan diionisasi oleh elektron dari filamen tungsten yang diberi tegangan listrik. onisasi ter"adi bukan karena tumbukan elektron dan molekul! tapi karena interaksi medan elektron dan molekul! ketika berdekatan. ?al tersebut menyebabkan satu elektron lepas! sehingga terbetuk ion molekular M@! yang memiliki massa sama dengan molekul netral! tetapi bermuatan lebih positif. 8dapun perbandingan massa fragmen tersebut dengan muatannya disebut mass to $harge ratio yang disimbolkan M/A. on yang terbentuk akan didorong ke Buadrupoles atau mass filter. uadrupoles berupa empat elektromagnet.
0
ilter
+ada Buadrupoles! ion-ion dikelompokkan menurut M/A dengan kombinasi frekuensi radio yang bergantian dan tegangan DC. ?anya ion dengan M/A tertentu yang dilewatkan oleh Buadrupoles menu"u ke detektor. 0
Dete$tor
Detektor terdiri atas ?igh =nergy Dynodes (?=D) dan =le$tron Multiplier (=M) dete$tor. on positif menu"u ?=D! menyebabkan elektron terlepas. =lektron kemudian menu"u kutub yang lebih positif! yakni u"ung tanduk =M. Ketika elektron menyinggung sisi =M! maka akan lebih banyak lagi elektron yang terlepas! menyebabkan sebuah arus/aliran. Kemudian sinyal arus dibuat oleh detektor proporsional terhadap "umlah ion yang menu"u detektor.
7.
Komputer
Data dari spekrometri masa dikirim ke $omputer dan diplot dalam sebuah grafik yang disebut spe$trum masa.
1imitasi/5atasan Se$ara umum! penggunaan metode GC-MS hanya terbatas untuk senyawa dengan tekanan uap berkisar#'-#' torr. Kebanyakan senyawa dengan tekanan lebih rendah hanya dapat dianalisis "ika senyawa tersebut merupakan senyawa turunan ($ontoh ! trimetilsili eter). +enentuan penentuan gugus fungsional pada $in$in aromati$ masih sulit. ntuk senyawa isomer tidak dapat dibedakan oleh spketometer (sebagai $ontoh , naftalena s a>ulena)! tapi dapat dipisahkan dengan kromatograpi. Sensiitas dan 5atas Deteksi 5ergantung pada faktor pelarutan dan metode ionisasi! sebuah ekstrak dengan '!# #'' ng dari setiap komponen mungkin dibutuhkan agar sesuai "umlah yang diin"eksikan. +erbandingan dengan 2eknik lainnya E spketometer dapat menyediakan informasi posisi aromati$ isomer dimana GC-MS tidak bisaF namun E biasanya lebih rendah sensitiitasnya sebesar 6 . 4ME (nu$lear magneti$ resonan$e) spektrometri dapat memberikan informasi rin$i pada konformasi molekuler ekstrakF namun biasanya 4ME lebih rendah sensiitasnya sebesar 6-. Sampel Keadaan sampel harus dalam keadaan larutan untuk dii"eksikan ke dalam kromatografi. +elarut harus bersifat olatile dan organi$ (sebagai $ontoh heksana atau dikllorometana). Humlah sampel bergantung pada metode ionisasi yang dilakukan! biasanya yang sering digunakan untuk analisis sensiitas adalah sebesar # #'' pg per komponen.
nformasi analitikal GC-MS digunakan untuk identifikasi kualitatif dan pengukuran kuantitatif dari komponen indiidual dalam senyawa $ampuran kompleks. 2erdapat perbedaan strategi analisis data untuk aplikasi keduanya. Keunggulan dari metode ini adalah sebagai berikut , #. =fisien! resolusi tinggi sehingga dapat digunakan untuk menganalisa partikel berukuran sangat ke$il seperti polutan dalam udara 6.
8liran fasa bergerak (gas) sangat terkontrol dan ke$epatannya tetap.
7. +emisahan fisik ter"adi didalam kolom yang "enisnya banyak sekali! pan"ang dan temperaturnya dapat diatur. . 5anyak sekali ma$am detektor yang dapat dipakai pada kromatografi gas (saat ini dikenal #7 ma$am detektor) dan respons detektor adalah proporsional dengan "umlah tiap komponen yang keluar dari kolom. *.
Sangat mudah ter"adi pen$ampuran uap sampel kedalam fasa bergerak.
&. Kromatograf sangat mudah digabung dengan instrumen fisika-kimia yang lainnya! $ontohnya GC/2-E/MS. %.
8nalisis $epat! biasanya hanya dalam hitungan menit.
I.
2idak merusak sampel.
J. Sensitiitas tinggi sehingga dapat memisahkan berbagai senyawa yang saling ber$ampur dan mampu menganalisa berbagai senyawa meskipun dalam kadar/konsentrasi rendah. Seperti dalam udara! terdapat berbagai ma$am senyawa yang saling ber$ampur dan dengan ukuran partikel/molekul yang sangat ke$il. Kekurangan dari metode ini adalah sebagai berikut , #.
2eknik Kromatografi gas terbatas untuk >at yang mudah menguap
6. Kromatografi gas tidak mudah dipakai untuk memisahkan $ampuran dalam "umlah besar. +emisahan pada tingkat mg mudah dilakukan! pemisahan pada tingkat gram mungkin dilakukan! tetapi pemisahan dalam tingkat pon atau ton sukar dilakukan ke$uali "ika ada metode lain. 7. ase gas dibandingkan sebagian besar fase $air tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan >at terlarut.
D828E +S28K8 ?ites. Eonald. Gas Chromatography Mass Spe$trometry. S$hool of +ubli$ and =niromental 8ffairs and Departement of Chemstry. ndiana niersitas Khopkar! S.?. #JI*. Konsep Dasar Kimia 8nalitik. +enerbit niersitas ndonesia (-+ress) , ndonesia Skoog! Douglas 8.! :est! Donald M.! dan ?oller! .Hames. #JJ&. 8nalyti$al Chemistry. Saunders College +ublishing , 8merika. Shalahuddin! Bbal. 6'#6. Mengenal Kromatografi Gas. http,//iBshalahuddin.wordpress.$om/6'#6/'7/#*/mengenal-kromatografi-gas/ (diakses 6% noember 6'#6). Skoog! Douglas 8.! :est! Donald M.! dan ?oller! .Hames. #JJ&. 8nalyti$al Chemistry. Saunders College +ublishing , 8merika.
