98603321 Makalah Spektroskopi Fluoresensi

5/24/2018 98603321 Makalah Spektroskopi Fluoresensi

1/13

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan

cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi

tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari

interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu

kepada cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur

materi serta analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi

spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk

memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi

elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang

radio,elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya.

Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk

mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yangdiserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga

digunakan secara intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh. Kebanyakan

teleskop-teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur

komposisi kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk

mengukur kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis

spektral. Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi fluoresensi atom (AS!.

Spektroskopi luoresensi merupakan suatu metode yang didasarkan pada

penyerapan energi oleh suatu materi sama seperti metode spektroskopi lainnya.

edanya terletak pada energi yang dibebaskannya setelah terjadi peristi#a pengujaan

(eksitasi!. Dengan Spektroskopi luoresensi, energi yang dipancarkan lebih kecil dari

energi untuk eksitasi, karena sebagian energi yang digunakan misalnya untuk getaran

($ibrasi!, Akibat panjang gelombang untuk eksitasi berbeda dengan panjang

gelombng untuk pancaran (emisi! dan perubahan panjang gelombang.


2/13

B. TUJUAN

%ujuan dari makalah ini untuk mengetahui pengertian dari Spektroskopi

luoresensi, alat yang digunakan, prinsip penggunaannya, manfaat (penerapan!, dan

kelebihan serta kekurangan dari Spektroskopi luoresensi.

&. RUMUSAN MASALAH

'. engertian dari Spektroskopi luoresensi

). Alat yang digunakan Spektroskopi luoresensi

&. rinsip Spektroskopi luoresensi

*. +anfaat dari Spektroskopi luoresensi

. Kelebihan serta kekurangan dari Spektroskopi luoresensi.


3/13

BAB II

PEMBAHASAN

1. Pengertian

luoresensi adalah emisi cahaya setelah penyerapan sinar ultra$iolet (!

atau cahaya tampak oleh molekul fluoresensi atau substruktur disebut fluorophore .

Dengan demikian, fluorophore menyerap energi dalam bentuk cahaya pada panjang

gelombang spesifik dan membebaskan energi dalam bentuk cahaya yang dipancarkan

pada panjang gelombang yang lebih tinggi.

luoresensi adalah proses pemancaran radiasi cahaya oleh suatu materi setelah

tereksitasi oleh berkas cahaya berenergi tinggi. /misi cahaya terjadi karena proses

absorbsi cahaya oleh atom yang mengakibatkan keadaan atom tereksitasi. Keadaan

atom yang tereksitasi akan kembali keadaan semula dengan melepaskan energi yang

berupa cahaya (deeksitasi!. luoresensi merupakan proses perpindahan tingkat energi

dari keadaan atom tereksitasi (S' atau S)! menuju ke keadaan stabil (ground states!.

roses fluoresensi berlangsung kurang lebih ' nano detik sedangkan proses

fosforesensi berlangung lebih lama, sekitar ' sampai dengan '000 mili detik.

luoresensi spektroskopi menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk

merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih

rendah. %eknik ini telah menjadi populer untuk biokimia dan aplikasi medis, dan

dapat digunakan untuk mikroskopi confocal, fluoresensi mentransfer resonansi energi,

dan pencitraan fluoresensi seumur hidup.

Spektroskopi luoresensi Atom. ada metode ini seperti pada spektroskopi

absorpsi atom untuk membentuk partikel-partikel atom diperlukan nyala api. /nergi

radiasi yang diserap oleh partikel atom akan dipancarkan kembali ke segala arah

sebagai radiasi fluoresensi dengan panjang gelombang yang karakteristik. Sumber

radiasi ditempatkan tegak lurus terhadap nyala api sehingga hanya radiasi fluoresensi

yang dideteksi oleh detektor setelah melalui monokromator. 1ntensitas radiasi

fluoresensi ini berbanding lurus dengan konsentrasi unsur.


4/13

2. Alat yang digunakan

Dalam metode spektroskopi luoresensi ini, alat yang digunakan disebut

dengan Spektrofotometer luoresensi. Komponen-komponen yang penting dari suatu

instrumen untuk pengukuran flourosensi ditunjukan dalam gambar di ba#ah ini,

perhatikan bah#a komponen (sumber, monokromator, dan sebagainya! yang sama

terdapat juga dalam spektrofotometer.

erikut adalah instrumennya 2

Dasar set-up untuk sebuah alat untuk mengukur kondisi mapan fluoresense

ditampilkan pada 3ambar 4.5.


5/13

%erdiri dari sumber cahaya (biasanya 6enon atau lampu merkuri!, sebuah

monokromator 7 atau filter untuk memilih panjang gelombang eksitasi8 tempat sampel8

detektor, yang mengubah cahaya yang dipancarkan ke listrik sinyal, dan unit untuk

pembacaan data dan analisis.


6/13

3. Prinsip Spektroskopi Fluoresensi

rinsip-prinsip umum dapat diilustrasikan dengan diagram 9ablonski (eberg,

)005!,seperti yang ditunjukkan pada 3ambar 4.'.

+enurut diagram 9ablonski (3ambar 4.'!, energi emisi lebih rendah dibandingkan

dengan eksitasi. 1ni berarti bah#a emisi fluoresensi yang lebih tinggi terjadi pada

panjang gelombang dari penyerapan (eksitasi!. erbedaan antara eksitasi dan panjang

gelombang emisi dikenal sebagai pergeseran Stoke.


7/13

:angkah pertama (i! adalah eksitasi,

di mana cahaya diserap oleh molekul, yang

ditransfer ke keadaan tereksitasi secara

elektronik yang berarti bah#a sebuah

elektron bergerak dari keadaan dasar

singlet, S0, ke keadaan singlet tereksitasi

S'. 1ni diikuti dengan relaksasi getaran

atau kon$ersi internal (ii!, dimana molekul

ini mengalami transisi dari elektronik atas

ke yang lebih rendah S ;', tanpa radiasi

apapun. Akhirnya, emisi terjadi (iii!,

biasanya '0 - < detik setelah eksitasi, ketika


8/13

kembali elektron kekeadaan dasar lebih stabil, S0, memancarkan cahaya pada panjang

gelombang yang sesuaidengan perbedaan energi antara kedua negara elektronik.

Dalam molekul, masing-masing kondisi elektronik memiliki beberapa kondisi

bagian getaran terkait. Dalam keadaan dasar, hampir semua molekul menempati

tingkat $ibrasi terendah. Dengan eksitasi dengan sinar atau terlihat, adalah

mungkin untuk mempromosikan molekul yang tertarik ke salah satu tingkat getaran

beberapa tingkat tereksitasi secara elektronik yang diberikan. 1ni berarti bah#a emisi

fluoresensi tidak hanya terjadi pada satu panjang gelombang tunggal, melainkan

melalui distribusi panjang gelombang yang sesuai untuk transisi $ibrasi beberapa

sebagai komponen dari transisi elektronik tunggal. 1nilah sebabnya mengapa eksitasi

dan spektrum emisi diperoleh untuk menggambarkan secara rinci karakteristik

molekul fluoresensi.

4. Penerapan dari Spektroskopi Fluoresensi

=anya sedikit ion anorganik yang berpendar, yang paling dikenal adalah ion

uranil, >))?

. mumnya alanisis fluorometrik melibatkan molekul organik. Ada

beberapa senya#a kelat logam yang berpendar yang memberikan metode yang peka

untuk beberapa ion logam. Seringkali kelat logam diekstraksi dari dalam larutan

berair menjadi suatu pelarut organik sebelum pengukuran, suatu proses dan sekaligus

memisahkannya dari ion-ion pengganggu dan mengkonsentrasikan spesies yang

berpendar. +isalnya, banyak terdapat reagensia flourometrik untuk aluminium dan

berilium. :ogam-logam yang lebih berat seperti e)?

, @o)?

, i)?

dan @u)?

sebaliknya

cenderung mematikan flourosens yang diperagakan oleh banyak Bat pengkelat itu

sendiri, hadinya logam itu dalam kompleks mendorong dibuangnya energi yang

diserap secara tak radiantif.

Kadang suatu analit yang tidak berpendar dapat diubah menjadi suatu molekul

yang berpendar kuat, dengan suatu reaksi yang cepat dan kuantitatif, yang dengan

muadah digabungkan ke dalam suatu prosedur analitik keseluruhan. +isalnya,

hormon epinefrin (adrenalin! mudah diubah menjadi adrenolutin. Dalam larutan basa,

anion folat dari adrenolutin berpendar dengan kuat (eksitasi &50 nm8 pancaran &0

nm!. asien dengan tumor tertentu pada kelenjar adrenalin dan juga beberapa


9/13

penderita tekanan darah tinggi menunjukkan kadar efinefrina yang meningkat dalam

air seninya. =ormon yang terdapat pada kadar yang sangat rendah dapat dipekatkan

dari dalam $olume besar air seni dengan suatu prosedur penukar ion pada suatu p=

dimana nitrogen amino diprotonkan untuk membentuk suatu kation C-=)-@=),

dielusi dalam sedikit $olume dengan ditukar-ganti dengan =?dan diolah seperti di

atas untuk membentuk flourofor itu.

eberapa $itamin dapat ditetapkan secara fluorometrik. >ksidasi lembut

tiamina ($itamin '! oleh e(@!5&-

, misalnya akan menghasilkan suatu produk yang

disebut tiokrom yang memperagakan fluoresens biru pada kondisi yang tepat. 9ika

pancaran pendaran itu diukur terhadap dua porsi sampel, satu diolah dengan

ferisianida dan yang lain tidak, orang dapat mengurangi kontribusi pengganggu non-

tiamina yang berpendar untuk meningkatkan selekti$itas. Cibofla$in ($itamin '! dan

piridoksin (5! merupakan $itamin lain yang dapat ditetapkan oleh fluoresensi.

+eskipun kebanyakan asam amino tidak berpendar, tetapi mudah bereaksi

dengan reagen fluoresamina untuk membentuk senya#a yang sangat berpendar yang

telah digunakan dalam biokimia untuk mendeteksi kuantitas.

+etode fluoresensi sangat baik untuk menetapkan beberapa hidrokarbon

aromatik polisiklik yang telah dikelompokkan sebagai polutan prioritasE oleh

9a#atan erlindungan :ingkungan Amerika Serikat (/A!, yang mengatakan bah#a

fluoresens memberi deteksi yang sangat peka terhadap komponen-komponen sampel

tertentu dalam kromatografi cairan.

+isalnya pada produk Susu 2

roduk-produk susu mengandung beberapa fluorophores intrinsik. +isalnya asam

amino aromatik dan asam nukleat, triptofan, tirosin dan fenilalanin dalam protein,

$itamin A dan ), ikotinamida adenin dinukleotida (AD=! dan klorofil, dan

berbagai senya#a lainnya yang dapat ditemukan pada konsentrasi rendah atau sangat

rendah di produk makanan.


10/13

Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan dan kekurangan Spektroskopi luoresensi 2

Kelebihan :

Karakteristik flouresensi spektrometri adalah sensiti$itas yang tinggi.

luorometri dapat menerima limit deteksi dengan kekuatan sinyal lebih rendah dari

teknik lain. :imit deteksi sekitar '0-'0 + atau lebih rendah bisa saja diukur dari

sebuah molekul. :angkah pertama pada pengukuran flouresensi adalah eksitasi

elektronik dari sebuah molekul analit yang mengabsorbsi foton. Di flouresensi, spin

pada keadaan dasar dan tereksitasi adalah sama. ada banyak molekul organic, kedaan

dasar adalah singlet state (semua spin berpasangan!. louresensi terjadi ketika sebuah

molekul dipromosikan ke keadaan tereksitasi dengan absorpsi, dan kemudian kembali

pada keadaan dasar dengan emisi.

atas deteksi flouresensi sering kali berorde '0-F

+ dan dengan tehnik deteksi

yang istime#a hampir '0-')

+. Sebagai pedoman, flouresensi laBim seribu kali lebih

peka daripada spektrofotometri, meskipun nilai-nilai yang sebenarnya bergantung

pada senya#a-senya#a yang dilibatkan dan instrumen mana yang tersedia.

akta bah#a fluoresensi ditandai dengan dua parameter panjang gelombang

yang signifikan meningkatkan spesifikasi dari metode ini, dibandingkan dengan

teknik spektroskopi hanya didasarkan pada penyerapan. Suatu sifat yang menonjol

dari analisis flourosensi adalah tingginya kepekaan dibandingkan dengan tehnik laBim

lainnya, misalnya spektrofotometri. Sudah menjadi sifat lebih baik untuk mengukur

sedikit cahaya la#an tak ada cahaya ketimbang mengukur pengurangan kecil dalam

suatu berkas yang terang. Daya pancaran berpendar, emdapat diukur tak bergantung

pada daya cahaya masuk, o. ancaran dapat ditingkatan baik dengan baik dengan

meningkatkan omaupun dengan menggandakan isyarat detektor.


11/13

Kekurangan :

eberapa kondisi fisis yang mempengaruhi fluoresensi pada molekul antara

lain polaritas, ion-ion, potensial listrik, suhu, tekanan, derajat keasaman (p=!, jenis

ikatan hidrogen,$iskositas dan Guencher (penghambat de-eksitasi!. Kondisi-kondisi

fisis tersebut mempengaruhi proses absorbsi energi cahaya eksitasi. =al ini

berpengaruh pada proses de-eksitasi molekul sehingga menghasilkan karakteristik

intensitas dan spektrum emisi fluoresensi yang berbeda- beda.

ila suhu makin tinggi maka efisiensi kuantum fluoresensi makin berkurang.

=al ini disebabkan pada suhu yang lebih tinggi tabrakan-tabrakan antar molekul atau

tabrakan antar molekul dengan pelarut menjadi lebih sering yang mana peristi#atabrakan kelebihan energi molekul tereksitasi dilepaskan ke molekul pelarut.


12/13

BAB III

PENUTUP

*. KESIMPULAN

'. Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan

cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh

materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang

mempelajari interaksi antara cahaya dan materi.

). luoresensi adalah emisi cahaya setelah penyerapan sinar ultra$iolet (! atau

cahaya tampak oleh molekul fluoresensi atau substruktur disebut fluorophore .

&. Kompenen Spektroskopi luoresensi terdiri dari sumber cahaya (biasanya 6enon

atau lampu merkuri!, sebuah monokromator 7 atau filter untuk memilih panjang

gelombang eksitasi8 tempat sampel8 detektor, yang mengubah cahaya yang

dipancarkan ke listrik sinyal, dan unit untuk pembacaan data dan analisis.

*. +anfaat dari spektroskopi fluoresensi yaitu 2

'. Kesehatan

). 1ndustri

&. 1lmu pangan dan Kimia ertanian


13/13

DATAR PUSTAKA

/d. Da Hen Sun. )00

Documents

98603321 Makalah Spektroskopi Fluoresensi