Detektor pada KG

Detektor merupakan perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak

(gas pembawa) yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi

merupakan sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-

komponen didalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor untuk analisa

kuantitatif  maupun kualitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fasa diam

dan fasa gerak. Detektor digunakan untuk memonitor gas pembawa yang keluar dari kolom dan

merespon perubahan komposisi solut yang terelusi.

  Syarat-syarat yang harus dimiliki oleh sebuah detektor, antara lain:

      Dapat merespon dengan cepat kehadiran solut

      Memiliki rentangan respon linier yang luas

      Memiliki kepekaan tinggi

      Stabil pada pengoperasian

  Beberapa parameter yang sering dijumpai pada detektor, yaitu:

a.       Ratio signal

Ratio signal terhadap detector (S/N) menyatakan hubungan antara respon detektor dengan getaran

rekorder setelah pembesaran maksimum. Besaran S/N digunakan untuk menentukan Batas

Deteksi Minimum.

b.      Batas Deteksi Minimum (BDM)

Harga BDM telah tercapai kesepakatan adalah sebesar 2 S/N. factor respon dinyatakan dengan

rumus A/M, dimana A adalah area puncak dan M adalah cuplikan untuk detector yang peka

terhadap massa. Untuk detector yang peka terhadap konsentraasi digunakan rumus AF/M,

dimana F adalah laju alir pembawa gas.

c.       Kisaran Dinamik Linear (KD)

Kisaran Dinamik (KD) menyatakan rasio besarnya solut terhadap besaran solut minimum yang

dapat terdeteksi secara linier. Makin besar  harga KD makin besar jangkauan konsentrasi yang

dapat dianalisis. Pengertian yang lebih operasional untuk KD adalah besaran konsentrasi

cuplikan dimana respon berdasarkan pengukuran area kurang lebih 20%.

d.      Kespesifikan/ keuniversalan detektor

  Jenis-Jenis Detektor

   Berdasarkan Kespesifikannya

1.      Detektor Spesifik

Detektor spesifik yaitu detector yang hanya dapat  mendeteksi beberapa jenis senyawa saja.

Contoh: DTE dan DFN

2.      Detektor Universal

Detektor Universal yaitu detector yang dapat mendeteksi semua jenis senyawa. Contoh: DHP

dan DIN.

   Berdasarkan pengaruhnya terhadap cuplikan

1.      Detektor Destruktif

Detektor Destruktif adalah jenis detector yang dapat merusak cuplikan,

contoh: DIN.

2.      Detektor non destruktif

Detektor non destruktif adalah jenis detector yang tidak merusak cuplikan, contoh: DHP.

   Berdasarkan cara kerjanya

1.      Detektor Hantaran Panas (DHP atau Thermal Conductivity Detector =TCD)

Detektor ini didasarkan bahwa panas dihantarkan dari benda yang suhunya tinggi ke benda lain

yang suhunya lebih rendah. Pada detektor ini filament harus dilindungi dari udara ketika filamen

itu panas dan tidak boleh dipanaskan tanpa dialiri gas pembawa. Secara teoritis keuntungannya

tidak merusak komponen yang dideteksi.  Detektor hantar panas termasuk detektor konsentrasi

yakni semua molekul yang melewatinya diukur jumlahnya dan tidak tergantung pada laju aliran

fasa gerak.

2.    Detektor Ionisasi Nyala (DIN)

Detektor ini mengukur jumlah atom karbon dan bersifat umum untuk semua senyawa organik

(Senyawa Flour tinggi dan karbondisulfida tidak terdeteksi). Respon sangat peka, dan linier

ditinjau dari segi ukuran cuplikan serta teliti.

Hal yang perlu diperhatikan dalam detektor ini adalah kecepatan aliran O2 dan H2 (H2 ± 30mL

per menit dan O2 sepuluh kalinya), serta suhu (harus diatas 100˚C untuk mencegah kondensasi

uap air yang mengakibatkan FID berkarat atau kehilangan sensitivitasnya)

3.      Detektor Tangkapan Elektron (DTE)

Detektor ini dilengkapi dengan radioaktif yaitu 3H atau 63Ni. Dasar kerja detektor ini adalah

penangkapan elektron oleh senyawa yang mempunyai afinitas terhadap elektron bebas, yaitu

senyawa yang mempunyai unsur-unsur negatif.

4.      Detektor Fotometri Nyala (DFN)

Prinsip detektor ini yaitu senyawa yang mengandung sulfur atau fosfor dibakar  dalam nyala

hydrogen/oksigen maka akan terbentuk spesies yang tereksitasi dan menghasilkan suatu emisi

yang spesifik yang dapat diukur pada panjang gelombang tertentu. Untuk yang mengandung S

diukur pada λ 393 nm, sementara yang mengandung fosfor diukur pada λ 526 nm.

5.      Detektor Nitrogen Fosfor (DNF)

Detektor ini sangat selektif terhadap nitrogen dan fosfor karena adanya elemen aktif diatas aliran

kapiler yang terbakar oleh plasma (1600˚C). Elemen dapat berupa logam kalium, rubidium atau

sesium yang dilapiskan pada silinder kecil alumunium, dan berfungsi sebagai  sumber ion di

dalam plasma yang menekan ionisasi hidrokarbon di dalam plasma tetapi menaikkan ionisasi

sampel yang mengandung N atau P

Table. Karakteristik beberapa detector kromatografi

Detektor BDM (g det-1) KD Batas Suhu (˚C) Tanda-tanda KhasDHP 10-9 104 450 Tidak merusak, peka

terhadap suhu dan aliranDIN 10-12 107 400 Merusak, sangat stabilDTE 10-13 102-105 350 Tidak merusak, mudah

terkontaminasi, peka terhadap suhu

DNF 10-14 (P)10-12 (N)

105

105400400

Mirip DINMirip DIN

5.      Komputer pada KG

Kromatografi gas modern menggunakan komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunak

(software) untuk digitalisasi signal detektor dan mempunyai beberapa fungsi, yaitu:

a.       Memfasilitasi setting parameter-parameter instrument seperti: aliran fase gas; suhu oven dan

pemrogaman suhu; serta pemyuntikan samel secara otomatis.

b.      Menampilkan kromatogrm dan informasi-informasi lain dengan menggunakan gafik berwarna.

c.       Merekam data kalibrasi, retensi, serta perhitungan-perhitungan dengan statistic.

d.      Menyimpan data parameter analisis untuk analisis senyawa tertentu.

D.    DERIVATISASI PADA KROMATOGRAFI GAS

Derivatisasi merupakan proses kimiawi untuk mengubah suatu senyawa menjadi senyawa

lain yang mempunyai sifat-sifat yang sesuai untuk dilakukan analisis menggunakan kromatografi

gas.

Macam-macam derivatisasi:

-          Silylation: membuat dengan mudah sample menjadi volatile.

-          Alkylation: melindungi hydrogen aktif tertentu

-          Acylation: untuk senyawa yang mengandung fluorinated group

Alasan dilakukan derivatisasi adalah :

1.      Senyawa tersebut memungkinkan dilakukan analisis dengan KG terkait dengan volatilitas dan

stabilitasnya.

2.      Untuk meningkatkan batas deteksi dan bentuk kromatogram. Beberapa senyawa tidak

menhasilkan bentuk kromatogram yang bagus(misal pucak kroatogram yang tumpang tindih)

atau sampel yang dituju tidak terdeteksi, oleh karena itu diperlukan derivatisasi sebelum

dilakukan analisis dengan kromatografi gas.

3.      Meningkatkan volatilitas, misal senyawa gula. Tujuan utama derivatisasi adalah untk

meningkatkan volatilitas senyawa-senyawa yang tidak mudah menguap(non-volatil). Senyawa-

senyawa dengan dengan berat molekul rendah biasanya tidak mudah menguap karena adanya

gaya tarik menarik inter molekuler antara gugus-gugus polar, karenanya jika gugus-gugus polar

ini ditutup dengan cara derivatisasi, maka akan mampu meningkatkan volatilitas senyawa

tersebut secara dramatis.

4.      Meningkatkan deteksi, misal untuk kolesterol dan senyawa-senyawa steroid.

5.      Meningkatkan stabilitas. Beberapa senyawa volatil mengalami dekomposisi parsial karena panas

sehingga diperlukan derivatisasi untuk meningkatkan stabilitasnya.

6.      Meningkatkan batas deteksi pada penggunaan detektor tangkap elektron (ECD).

7.      Menurunkan volatilitas suatu senyawa yang terlalu volatile.

8.      Senyawa polar yang umumnya akan menyerap permukaan aktif dari column, dibuat kurang polar

dengan derivatisasi.

Berikutnya akan diuraikan beberapa cara derivatisasi yang dilakukan pada kromatografi gas

sebagai berikut:

a.          Esterifikasi

Digunakan untuk membuat derivat gugus karboksil. Pengubahan gugus karboksil menjadi

esternya akan meningkatkan volatilitas karena akan menurunkan ikatan hidrogen. Derivatisasi

dengan esterifikasi dapat dilakukan dengan cara esterifikasi Fisher biasa dalam asam kuat,

menurut reaksi:

                                                H atau BF3

R-OH + R’-COOH                                   R’-COOR

Ester metil paling banyak digunakan, meskipun demikian ester etil, propil, dan butil juga sering

dimanfaatkan untuk derivatisasi ini. Ester alifatik yang lbih panjang dibuat dengan tujuan untuk

menurunkan volatilitas, meningkatkan respon detektor, meningkatkan resolusi atau daya pisah

dari bahan pengganggu, dan meningkatkan resolusi dari senyawa-senyawa yang mempunyai

rumus molekul yang hampir sama.

b.          Asilasi

Jika sampel yang diuji mengandung fenol, alkohol, atau amin primer atau sekunder maka sering

digunakan derivatisasi dengan asilasi yang merupakan reaksi yang paling umum. Derivatisasi

dengan cara ini dilakukan dengan menggunakan asam asetat. Asilasi pada umumnya

memberikan bentuk kromatogram yang baik.Asilasi dilakukan dengan menggunakan

perfluoroanhidrida yang murni atau dalam pelarut, misalnya asetonitril dan etil asetat.

c.            Alkilasi

Digunakan untuk menderivitasi alkohol, fenol, amina primer dan sekunder, imida, dan

sulfhidril.Derivat dapat dibuat dengan sintesis Wiliamson, yakni alkohol atau fenol ditambah

alkil atau benzil halida dengan adanya basa.

d.          Sililasi

Derivat silil saat ini digunakan untuk menggantikan eter alkil untuk analisis sampel yang bersifat

polar yang tidak mudah menguap.Derivat yang paling sering dibuat adalah trimetilsilil.

Derivatisasi dengan cara sililasi mempunyai beberapa keuntungan:

         Dapat dilakukan dalam vial kaca dengan tutup bersekrup yang dilapisi dengan teflon.

         Eter silil mudah dibuat untuk banyak gugus fungsi., dll.

e.            Kondensasi

Reaksi kondensasi dapat digunakan untuk derivatisasi amina yang mana pereaksinya

mengandung gugus karbonil.Amina primer bereaksi dengan keton membentuk enamin atau

bereaksi dengan karbon disulida membentuk isotiosianat.Aseton dan siklobutanon bereaksi

dengan amin primer membentuk enamin yang menghasilkan puncak tunggal dalam KG.

f.              Siklisasi

Penutupan gugus polar melalui siklisasi dilakukan pada senyawa yang mengandung 2 gugus

fungsi yang kira-kira sangat mudah dibuat heterosiklis beratom 5 atau 6.Beberapa heterosiklis

yang terbentuk adalah ketal, boronat, triazin, dan fosfit.Asam amino juga bereaksi dengan

anhidrida asam atau klorida membentuk azlakton yang bersifat lebih volatil.