MAKALAH ANALISA FARMASI IISPEKTROFOTOMETRI MASSA OLEH : KELOMPOK 5 ABDUL MANAN : 13081090100 ARISTA MAULIDA : 1308109010014 AYANATUN HUSNA : 13081090100 HARYANTI : 13081090100 RAHMA PUTRI GAYO : 13081090100 JURUSAN FARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2015 Amin.KATA PENGANTAR Alhamdulillah pada kesempatan ini. serta kita selaku umatnya yang InsyaAllah setia hingga akhir zaman. anugerah dan karunia-Nya yang begitu luar biasa kepada kam sehingga kami bisa menyelesaikan makalah ini. azza wa jalla dan Puji Robbul izzati. Puja Allah. tiada kata yang pantas terucap. kami membahas tentang “Spektrofotometri Massa. Untuk itu kami memohon maaf dan maklum serta selalu mengharapkan segala kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca yang budiman serta para pembimbing yang bijak. Amin. Semoga tulisan yang sederhana ini bisa bermanfaat. Darussalam.” Kami sadari bahwa dalam makalah ini banyak terdapat kekurangan dan kesalahan.teman semua dan semoga dapat menambah khazanah keilmuan kita. Tuhan seluruh alam yang telah memberikan begitu banyak limpahan rahmat. kepada sahabat yang telah setia menemaninya. Dalam makalah ini. Habibina wasyafiina. tiada kalimat yang patut terungkap. baik dari isi maupun dalam hal penyampaiannya. khususnya bagi kami dan umumnya bagi teman . Shalawat serta salam senantiasa kita senandungkan dengan syahdunya kepada. wa maulana Muhammad Rasulullah SAW. selain untaian persembahan syukur. 19 Mei 2015 Mengetahui : (Penulis) 1 . kepada keluarganya yang telah membimbingnya. ....................................DAFTAR ISI KATA PENGANTAR................................................................................................. 7 3. ii I. 8 BAB IV KEUNTUNGAN – KERUGIAN 4....................1............................................. 6 3........... 4 BAB III APLIKASI SPEKTROFOTOMETRI MASSA 3.........2 Aplikasi Spektrofotometri Massa.......................3 Penemuan Baru yang melibatkan Spektofotometri Massa.................................................................1 Pengertian dan kegunaan ................................... 7 3............. Kerugian.. 11 LAMPIRAN........................................................................ 10 4............1........1 Aplikasis Spektrofotometri Massa dalam Perkembangannya ........2.................................. 12 2 ................................................................... Keuntungan ............... Dasar Teori....................................... i DAFTAR ISI..... 10 DAFTAR PUSTAKA...1........................................................2 Aplikasi Umum Spektrometri Massa .................................. Latar Belakang ................. PENDAHULUAN 1....................................................2................2....................................DASAR TEORI 2............................ 7 3...............1 II....................................................................................................................................................................................................... struktur dan massa fragmen memberikan petunjuk mengenai stuktur molekul induknya dan untuk menentukan bobot molekul suatu senyawa dari spektrum massanya 1 . Penggunaan spektrometer massa berkembang dengan pesat karena banyak senyawa organik dpat diionisasi pada keadaan uap dan dicatat berat molelkulnya dengan mengukur perbandingan massa terhadap muatan. Alat ini sangat sensitif dan hanya memerlukan sampel dalam ukuran mikro gram. suatu sampel dalam keadaan gas dengan elektron berenergi cukup untuk mengalahkan potensial ionisasi pertama senyawa tersebut (potensial ionisasi kebanyakan senyawa organik antara 185-300 kkal/mol).Oleh karena itu.BAB I PENDAHULUAN 1 Latar Belakang Penggunaan spektrometer massa dimulai tahun 1960. Muatan ion dari kebanyaka partikel yang dideteksi dalam suatu spektrometer massa adalah +1. Tabrakan antara sebuah molekul organik dan salah satu elektron berenergi tinggi menyebabkan lepasnya sebuah elektron dari molekul itu dan terbentuknya suatu ion organik. Selain itu. maka nilai m/z sama dengan massa molekulnya (M). Spektrum massa adalah alur kelimpahan jumlah relative fragmen bermuatan positif berlainan versus massa per muatan (m/z atau m/e) dari fragmenfragmen tersebut. ion molekul dapat diputus-putus lagi atau difragmentasi lebih kecil yang dapat berguna untuk penentuan struktur molekul. Kebanyakan metoda spektroskopi yang lain timbul dari penyerapan energi oleh molekul organik. fragmen yang bermuatan positf ini akan dideteksi. baik berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain. Dalam sebuah spektrometer. Suatu molekul atau ion pecah menjadi fragmen-fragmennya bergantung pada kerangka karbon dan gugus fungsional yang ada. Ion organik yang dihasilkan oleh penembakan elektron berenergi tinggi tersebut tidak stabil dan pecah menjadi fragmen kecil. tetapi spektroskopi massa memiliki prinsip yang berbeda. Dalam sebuah spektrometer massa yang khas. Besarnya pembelokan tergantung massa ion. yang dapat dipecah menjadi ion-ion lebih kecil (ion-ion pecahan). pengumpul ion danpenguat. tabung analisator. Dalam spektroskopi massa. Berkas dari ion-ion induk melewati medan magnet yang kuat dalam tabung analisator. yang dapat membelokkan berkas.BAB II DASAR TEORI Metode spektroskopi massa adalah suatu teknik analisis yang mendasarkan pemisahan berkas ion-ion yang sesuai dengan perbandingan massa dengan muatan dan pengukuran intensitas dari berkas ion-ion tertsebut. yang akan melepaskan ion-ion induk. Gambar 36. Skema Instrumentasi Spektrofometer Massa 2 . pencatat. Spektrofometer Massa terdiri lima komponen utama yaitu system penanganan cuplikan. molekul.molekul senyawa organk ditembak dengan berkas elektron dan diubah menjadi ion-ion bermuatan positif yang bertenaga tinggi (ion-ion molekuler atau ion.ion induk). ruang pengionan dan pemercepat. yang selanjutnya ditembak dengan elektron berenergi tinggi. Cuplikan diuapkan dalam ruang cuplikan sebelum masuk ke ruang pengionan. pecahan kolekul-molekul biasanya bermasa ganjil kecuali kalau terjadi rearrangement (penataan ulang). maka akan dilepaskan sebuah elektron pi. 2 Aturan elektron genap Aturan elektron genap menyatakan bahwa species-species elektron genap biasanya tidak akan pecah menjadi dua species yang mengandung elektron ganjil. mengandung nitrogen maka jumlah nitrogennya harus genap. Namun demikian kadang.Dalam penentuan struktur molekul suatu senyawa minimal diperlukan tiga atau empat data. Dari sini dapat kita simpulkan bahwa . Jika tidak terdapat elektron n maupun elektron pi.kadang untuk senyawa yang kompleks gabungan keempat data tersebut juga belum cukup untuk menentukan struktur molekul senyawa. NMR dan MS. yang menghasilkan ion molekul. Beberapa aturan yang dapat digunakan dalam Interprestasi Spektra MS : 1 Hukum nitrogen Dalam identifikasi suatu rumus molekul maka hukum nitrogen sangat banyak memberikan bantuan. Diduga bahwa elektron dalam orbital berenergi tinggi adalah elektron yang pertama-tama akan lepas. bobot molekul senyawa ini dapat ditentukan. Peak untuk radikal ion ini biasanya adalah peak paling kanan dalam spektrum. tidak mungkin mengandung nitrogen. data spektra UV-VIS. karena tenaga total dari campuran ini akan sangat tinggi. Jika tidak terdapat elektron n. IR. Hukum nitrogen menyatakan bahwa suatu molekul yang berat molekulnya kalaupun genap.(halogen /2) + (nitrogen trivalent /2) 3 . Jika sebuah molekul mempunyai elektron-elektron n menyendiri. Dalam spektrofometer massa reaksi pertama suatu molekul adalah ionisasi pelepasan sebuah elektron. 3 Jumlah ketidak jenuhan Jumlah ketidak jenuhan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : Jumlah ketidakjenuhan = Karbon + (hidrogen /2) . maka salah satunya akan dilepaskan. ia tidak akan pecah menjadi radikal dan ion radikal. maka ion molekul yang akan terbentuk sengan lepasnya sebuah elektron sigma. Teknik ini mampu menyediakan informasi kualitatif dan kuantitatif tentang atom dan komposisi molekuler dari senyawa organic dan anorganik. Wilhelm Wien membuat peralatan madan magnet dan medan listrik parallel yang dapat memisahkan sinar positif berdasarkan perbandingan muatan per massa ( Q/M ). Baru kemudian teknik spektrofotometri massa dikembangkan secara modern oleh Franci William Aston dan Arthur Jeffrey Dempster tahun 1918-1919 dengan prinsip kerja “pembelokan partikel bermuatan dalam medan magnet”. MS sekarang sangat umum di gunakan dalam labor analitik yang mempelajari sifat fisika atau sifat biologi dari senyawa-senyawa yang luar biasa bervariasi. menghitung jumlah senyawa dalam sample dan mempelajari kimia ion fasa gas ( kimia ion dan neutron dalam vakum ). 4 . Berikut beberapa kegunaan atau studi kasus yang melibatkan Spektroskopi Massa: Mengetahui komposisi unsur dari bahan yang dianalisa sehingga diketahui berat dan rumus molekulnya Mengetahui unsur senyawa baik senyawa organic maupun anorganik Untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif suatu kompleks Untuk penentuan struktur senyawa dari komponen permukaan padatan dengan mengamati fragmen-fragmennya.1 Pengertian dan kegunaan Bab sebelumnya telah menjelaskan bahwa spektrofotometri massa (MS) merupakan instrumen analisa yang dapat menyeleksi molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Untuk menentukan perbandingan dan komposisi isotop atom dalam suatu sampel atau molekul. penemuan spektrofotometri massa dimulai dari Wilhelm Wien yang menemukan bahwa medan listrik dan medan magnet yang kuat membelokkan sinar canal. pada tahun 1899. Awalnya.BAB III APLIKASI SPEKTROFOTOMETRI MASSA 3. Wiem menemukan bahwa rasio muatan per massa bergantung pada sifat gas dalam tabung tidak bermuatan. 2 Aplikasi umum spektrometri massa Contoh aplikasi yang spektrometri massa paling sederhana jenis massa analizer seperti identifikasi komposisi sampel NaCl. Atom klorida dan ion terdiri dari 2 isotop dengan kelimpahan 75 % 35 amu dan 25% 27 amu. 3.2. Ion-ion 5 . Hal ini dimanfaatkan baik oleh industry elektronika maupun nuklir. Sample natrium klorida dalam komponen sumber ion. Tingkat pembelokan pada ion-ion yang bergerak bergantung pada rasio massa atau muatan ion-ion tersebut. Perkembangan terakhir. Basisnya adalah pola fragmen ion masingmasing dengan massa berbeda. Kemudian pada Pertengahan 1950. di uapkan ( membentuk gas ) dan diionkan ( di rubah ke dalam partikel yang bermuatan listrik ) Ion natrium ( Na ) dan klorida (C1).2 Aplikasi spektrofotometri massa 3. lalu berkembang penggunaannya untuk identifikasi berbagai komponen senyawa organik yang dihasilkan oleh industri kimia. Atom natrium adalah monoisotop. Baru kemudian pada awal tahun 1960. dirancang untuk penentuan unsure secara kualitatif dan kuantitatif berdasar mass to charge ratio ion-ion dasar yang dihasilkan oleh electric spark. spektrometri massa digunakan untuk identifikasi dan analisis struktur molekul yang kompleks.3. Spektrometri Massa digunakan secara luas sebagai detector untuk kromatografi gas maupun cair.kecepatan partikel bermuatan dapat di tingkatkan atau di turunkan ketika melalui medan listrik dan arah tersebut dapat diubah oleh medan magnet. Bagian analizer terdiri dari medan magnet dan medan listrik yang menggunakan sumber ion-ion yang berpindah melalui medan . Spektrofotometri massa juga diaplikasikan untuk menganalis asam amino dan peptide yang pertama kali di laporkan tahun 1958. Carl-Ove Andersson mengobservasikan Ion-ion fragmen utama dalam metil ester. Keduanya berdasar pada material yang sensitive untuk trace kontaminan. dengan massa sekitar 23 amu.2. yang terbentuk saat molekul besar terionisasi.1 Aplikasi spektrofotometri massa dalam perkembangannya Spectrometri massa pertama dirancang untuk menentukan komponen dalam campuran hidrokarbon kompleks dalam minyak (tahun 1940). Bier. Informasi ini di gunakan untuk menghitung kelimpahan relative masing-masing tipe ion.a. yakni sebuah kompleks protein dalam darah yang diperlukan untuk 6 . sesuai dengan hukum ke 2 newton f = m. Prof. Sehingga dapat di gunakan untuk menentukan komposisi sampel ( natrium dan klorin ) dan komposisi isotop (perbandingan 35 C1 dan 37 C1). dan juga mengumpulkan spektrum massa peningkatan faktor von Willebrand. direktur Pusat Analisis Molekuler di Departemen Kimia di Mellon College of Science. Proses 3. Arus yang melewati analizer masuk ke defector. Tahun 2007 lalu sejumlah artikel mempublikasikan bahwa Ilmuan berhasil menimbang partikel virus dengan menggunakan spektrofotometer massa Macromizer tepatnya menggunakan cryodetector berbasis MALDI TOF spektrometer massa (Macromizer) yang dilengkapi dengan 16 persimpangan terowongan superkonduktor.3 Penemuan baru yang melibatkan Spektrofotometri massa Beberapa tahun lalu sejumlah penelitian mengagumkan yang melibatkan spectro-massa baru dipublikasikan. detektor merekam kelimpahan relatif masing-masing ion. US bersama dengan kelompoknya berhasil menganalisis kulit terluar dari virus HK97. Gambar 1.yang lebih besar massa atau muatannya lebih sulit di belokkan oleh sumber magnet dari pada ion yang massa atau muatannya kecil. Mereka selama penelitiannya mengumpulkan spektrum massa shell protein matang. BAB IV KEUNTUNGAN . Metode ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi apakah sesorang telah menggunakan kokain/narkoba atau tidak dengan melihat metabolisme obat tersebut didalam darah. Yakni Para peneliti di Max Planck Institute for Chemical Ecology. seorang dokter di Los Angeles Raya VA Healthcare System. Ditemukannya teknik ini akan memungkinkan analisis menggunakan satu tetes darah (kurang dari satu mikroliter) hanya untuk dapat menganalisa senyawa metabolisme yang terkandung dalam darah tersebut. Bier bekerja sama dengan Roger Hendrix. gula. Penemuan lainnya yaitu berhasilnya dikembangkan teknik spektrofotometri massa MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) untuk analisa senyawa metabolit dalam darah dengan cepat. dan Tom Howard. yang bersama-sama studi analisis von Willebrand factors. Ia juga berkolaborasi dengan Dominic Chung. yang mempelajari bagaimana kulit terluar dari virus HK97 merakit. asam amio. Hasil ini dianggap penemuan biologis baru yang menjadi langkah besar dalam penemuan alat klinis untuk diagnosis penyakit/infeksi virus atau darah secara cepat.KERUGIAN 7 . seorang profesor ilmu biologi di University of Pittsburgh. Jena bersama dengan koleganya dari Czech Academy of Sciences di Prague berhasil mendeteksi senyawa hasil metabolisme seperti. seorang profesor penelitian di Departemen Biokimia di University of Washington di Seattle. asam lemak. dan senyawa organik lainnya dari jaringan hewan ataupun tumbuhan dengan cepat dan lengkap.pembekuan yang tepat. Prof. Pada spektrometer massa bunga api listrik. Dapat digunakan untuk menganalisis senyawa polimer dengan berat molekul tinggi. sulit menggunakan spektro-massa untuk mengidentifikasi unsur yang berat massa molekul mirip pada suatu campuran. Spektro-massa sumber bunga api listrik umumnya mempunyai sensitivitas tinggi dan dapat menentukan berat molekul unsur dari senyawa sampai tingkat ppb. adanya ketidakberaturan dari sumber dan kurang reproduksibel. 2. Eludasi Struktur Senyawa Organik. Keuntungan 1. 4. tetapi kekurangan ini dapat diatasi dengan memakai sistem deteksi fotografi.4. 4. (1986). maka MS ini dapat digunakan untuk konfirmasi dengan memperhatika bobot molekul dan kemungkinan rumus strukturnya.2. Resolusinya rendah. 8 . Jika didapat data IR dan NMR yang cukup lengkap. Bandung : Angkasa.1. 2. Kerugian 1. 3. Spektrometri massa kini tidak digunakan dalam pengendalian mutu rutin tapi ditempatkan dalam suatu lingkungan penelitian dan pengembangan yang digunakan untuk mengatasi masalah-masalah spesifik yang berasal dari proses rutin atau dalam pnegembangan proses intrumentasi ini mahal dan membutuhkan dukungan personel yang sangat terlatih dan pemeliharaan yang teratur. DAFTAR PUSTAKA Dasli Nurdin. Spektro-massa sumber bunga api listrik umumnya mempunyai sensitivitas tinggi dan dapat menentukan berat molekul unsur dari senyawa sampai tingkat ppb. 3. Jakarta : UI Press. Christian. nd Edition. Pecsok and Shield. and Haines. (1988). P. New Jersey : Prentice Hall Inc. Principles And Technigues. Analitical Chemistry 2 John Wileys & Sons.Garry D. (1968) Modern Methods of Chemical Analysis. New York : Kealey. Khopkar SM. (1971). (2002). (1990). Konsep Dasar Kimia Analitik. Analytical Chemistry.J. Oxford. D. UK: BIOS Scientific Publishers Ltd. Analytical Chemistry. Larry G Hargis. New York : John Wiley&Son LAMPIRAN 9 .