Top Banner
Spektroskopi Massa Spektroskopi Masssa adalah alat untuk mendapatkan BERAT MOLEKUL. Alat ini mengukur m/z, yaitu perbandingan MASSA terhadap muatan (umumnya muatan +1). Contoh:
49

MS Handout1

Aug 02, 2015

Download

Documents

sugabagus
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: MS Handout1

Spektroskopi Massa

Spektroskopi Masssa adalah alat untuk mendapatkan BERAT MOLEKUL. Alat ini mengukur m/z, yaitu perbandingan MASSA terhadap muatan (umumnya muatan +1). Contoh:

Page 2: MS Handout1

Spektroskopi Massa

Prinsip dasar alat spektroskopi massa:

IONISASI IONISASI ANALISISMASSA

ANALISISMASSA DETEKSIDETEKSI

Fasa Gas (< 10-6 mmHg)

Ionisasi oleh tumbukan elektron (EI), fasa gas, M+.Ionisasi oleh reaksi kimia (CI), fasa gas, (M+H)+, (M+NH4)+

Ionisasi secara desorpsi (DI), fasa padat, (M+H)+, (M+Na)+

Ionisasi spray (SI), fasa cair (larutan), (M+H)+

Page 3: MS Handout1

Ionisasi: Tumbukan Elektron (EI)

molekul(10-5 Torr)

e-

ruang analisis massa

tegangan listrik 70 eV

Cara ionisasi dengan tumbukan elektron (70 eV) menghasilkan ion positif radikal (M+., ~ 0,01%) berenergi tinggi sehingga sebagian radikal M+ akan terpecah-pecah sebelum dianalisis dan mencapai detektor

F dan f = pecahan dari M+ radikal

Page 4: MS Handout1

Contoh spektrum massa hasil tumbukan elektron (C14H19NO4)

m/z pada:209192164148120...dst

[M]+

Ion positif radikal dari molekul

-56

fragmen netral

Ion positif radikal

ion-ion pecahan

-47

fragmen radikal

Ion positif

Fragmen paling stabil (puncak dasar)

Page 5: MS Handout1

Contoh: spektrum massa hasil tumbukan elektron hasil pirolisis polimer polietilen (15 eV)

n = 4

Page 6: MS Handout1

Kelemahan metoda ionisasi tumbukan elektron (EI)

• Hanya sesuai untuk molekul-molekul kecil (Mr < 400)• Molekul yang tidak stabil oleh panas, tidak dapat memberikan M+.

• Seringkali menghasilkan kelimpahan ion M+. yang sangat rendah (< 10%) ⇒ meragukan interprestasi

Keuntungan metoda ionisasi tumbukan elektron (EI)

• Harga peralatan relatif lebih murah• Adanya ion-ion pecahan membantu dalam identifikasi gugus fungsi

(aspek struktural)• Sesuai untuk analisis dan identifikasi minyak (GC-MS)

Page 7: MS Handout1

Ionisasi: Ionisasi Kimia (CI)

Metoda ionisasi sama dengan EI, tetapi menggunakan gas ion sebagai agen pengionan molekul ⇒ tekanan 0,1 – 2 Torr

(pembentukan pereaksi ion)

(transfer proton ke M)

(reaksi adisi elektrofilik)

Pereaksi ion yang lazim digunakan:CH5

+, (CH3)3C+, dan NH4+

Page 8: MS Handout1

Contoh spektrum massa hasil ionisasi kimia (CI)

M+. = 171-17 = 154

[M+. – CH3]

Page 9: MS Handout1

BAGAIMANA UNTUK MOLEKUL BESAR ?

(sehingga sulit dibuat fasa gas)

DAN

KELIMPAHAN ION MOLEKUL YANG BESAR ?

(sehingga penetapan Mr menjadi pasti)

Page 10: MS Handout1

Ionisasi: Ionisasi oleh medan listrik (FI, Field Ionization)Metoda ionisasi dilakukan dengan cara pengambilan elektron oleh medan listrik yang yang sangat tinggi (107 – 108 V/cm) pada fasa gas, sehingga dihasilkan ion M+ radikal dengan energi internal lebih rendah dari metoda tumbukan elektron

pembentuk medan listrik

celah pemusat

ke analisis massa

pelat ekstraksi107 – 108 V/cm

Page 11: MS Handout1

Contoh perbandingan spektrum EI-MS dan FI-MS

Polietilen 630

distribusi massa polimer tidak tampak karena adanya fragmentasi (cenderung menghasilkan massa rendah)

Page 12: MS Handout1

Contoh perbandingan spektrum EI-MS dan FI-MS

Polietilen 630

distribusi massa polimer

Page 13: MS Handout1

Contoh FI-MS polistiren 12500

distribusi massa polistiren dari 9000 – 15000 (9 – 15 kDa)

Page 14: MS Handout1

Ionisasi: metoda tumbukan atom cepat (FAB)Sampel yang akan diukur dicampur dengan cairan kental (gliserol,tiogliserol, 3-nitrobenzilalkohol, atau dietanolamin) sebagai matriks, dan ditembak dengan atom yang dipercepat (kilo eV)

Analisis Massa

campuran sampel dan matriks

partikel penumbuk

[M + H]+[M + Na]+[M + K]+

Page 15: MS Handout1

Contoh spektrum FAB-MS (tetramer resveratrol dari tumbuhan Meranti)

Page 16: MS Handout1

Contoh spektrum FAB-MS (tetramer resveratrol dari tumbuhan Meranti)

Page 17: MS Handout1

Contoh spektrum FAB-MS (poli-bisfenol-karbonat)

a) A + dimetilkarbonatb) Metanolisis dari A dengan berat molekul tinggi

Page 18: MS Handout1

Ionisasi: metoda MALDI (matrix-assisted laser desorption ionization)• Sampel yang akan diukur dicampur dengan larutan matriks.• “Setetes” larutan (sampel+matriks) dikeringkan di atas pelat emas yang

diberi tegangan tinggi• Sampel+matriks yang kering disinari dengan sinar laser UV (atau IR)

Matriks UV yang lazim digunakan

Page 19: MS Handout1

Ionisasi: metoda MALDI (matrix-assisted laser desorption ionization)Mekanisme pengionan pada MALDI

sinar l

aser

sampel + matriks

ion-ion terlepas dari matriks

AnalisisMassa

Page 20: MS Handout1

Ionisasi: contoh spektrum MALDI-MS

Polistiren330000

Polistiren600000

Polistiren900000

+

+

+

2+3+

4+

2+

3+4+

2+

Page 21: MS Handout1

Ionisasi: contoh spektrum MALDI-MSPerbandingan hasil MALDI-MS dengan metoda konvensional

Page 22: MS Handout1

Ionisasi: Electro Spray Ionization (ESI)

Page 23: MS Handout1

Contoh spektrum ESI-MS (tetramer resveratrol dari tumbuhan Meranti)

Page 24: MS Handout1

ANALISIS MASSA(pemisahan partikel ion sesuai dengan nilai m/z)

• Analisis dengan cara kuadrupol• Analisis dengan medan magnet

• Analisis dengan waktu terbang (TOF)• Analisis massa resolusi tinggi

Page 25: MS Handout1

Analisis massa dengan kuadrupolPrinsip kerja: partikel dibuat berosilasi secara stabil melewati celah empat batang listrik DC, sehingga dapat memasuki detektor; partikel yang tidak dapat berosilasi stabil akan terbuang. Dengan cara scanning (variasi voltase), maka masing-masing partikel dengan nilai m/z masing-masing dapat terpisahkan satu dengan yang lain pada saat memasuki detektor

Page 26: MS Handout1

Analisis massa dengan medan magnetPrinsip kerja: dengan memvariasikan medan magnet B, maka partikel ion dengan nilai m/z masing-masing dapat memasuki detektor

Page 27: MS Handout1

Analisis massa dengan waktu terbang (TOF)Prinsip kerja: dengan memberikan energi kinetik yang sama, maka masing-masing partikel dengan nilai m/z tertentu akan memasuki detektor pada waktu yang berbeda-beda

Page 28: MS Handout1

BEBERAPA PENERAPAN

• Bidang Biokimia• Bidang Polimer

• Bidang Kimia Anorganik• Bidang Kimia Organik

Page 29: MS Handout1
Page 30: MS Handout1
Page 31: MS Handout1

Identifikasi hasil hidrolisis β-kasein dengan tripsin

Penyerapan dengan ZrP-pSi

Tanpa penyerapan dengan ZrP-pSi

Page 32: MS Handout1

Identifikasi hasil hidrolisis α-kasein dengan tripsin

Page 33: MS Handout1

Identifikasi hasil hidrolisis α-kasein dengan tripsin

Page 34: MS Handout1

BEBERAPA PENERAPAN

• Bidang Biokimia• Bidang Polimer

• Bidang Kimia Anorganik• Bidang Kimia Organik

Page 35: MS Handout1
Page 36: MS Handout1

Spektrum massa MALDI-TOF sampel polikarbonat (PC)

Page 37: MS Handout1

Spektrum massa MALDI-TOF pirolisis PC pada 300 oC

Page 38: MS Handout1

Spektrum massa MALDI-TOF pirolisis PC pada 300 dan 350 oC

Page 39: MS Handout1

Komposisi polimer PC

Page 40: MS Handout1

Spektrum massa MALDI-TOF pirolisis PC pada 450 oC (30 menit)

Page 41: MS Handout1

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)

Teknik ini adalah cara cepat mengidentifikasi senyawa dalam suatu campuran.

Page 42: MS Handout1

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)

Spektrum massa metoda EI dan CI dari puncak kromatogram no. 2

Page 43: MS Handout1

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)

Penggunaan GC-MS dalam mendeteksi keadaan molekuler atmosfir Mars

pesawat Viking yang pernah diluncurkan ke Mars

Page 44: MS Handout1

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)

Hasil pengukuran GC-MS pada ketinggian sekitar 135 km dari permukaan Mars

CO2

CO2ArO2

O2

Ar H2O

N2/CO

N2

Page 45: MS Handout1

Penentuan rumus molekul dengan spektroskopi massa resolusi tinggi Contoh: penentuan rumus molekul suatu senyawa baru

yang diisolasi dari Morus macroura

C28H24O8(488.1471)

OH

OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

7'

8'

7

8

Page 46: MS Handout1

Identifikasi Protein (Enzim) dengan ESI-MSContoh: protein yang diidentifikasi dari ekstrak E. coli

Pengembangan lebih lanjut: SELDI-MS, Surface Enhancement Laser Desorption Ionization dan HPLC-MS

Page 47: MS Handout1

Identifikasi Interaksi antar Biomakromolekul (RNA) dengan obat

Contoh: identifikasi TAR-RNA dengan Neomisin dan peptida Tat

Page 48: MS Handout1

HPLC-MS dalam identifikasi metabolit

Contoh: identifikasi dan kuantifikasi likopene dalam jaringan prostat pada pasien yang diberi suplemen saus tomat

Page 49: MS Handout1

HPLC-NMR-MS dalam identifikasi metabolit

Contoh: identifikasi hasil transformasi 4-triflorometil-2-bromoanilin dalam tikus