Kromatografi 26 oktober 2010

64
Kromatograf i 1

Transcript of Kromatografi 26 oktober 2010

Kromatografi

1

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

pendahuluan

2

Proses pengolahan produk dapat dibagi menjadi 4 tahap, yaitu :

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

1. Penyingkiran zat tak larut. Unit operasi yang umum : filtrasi, sentrifugasi

2. Isolasi produk. Menyingkirkan zat-zat yang sifatnya berbeda jauh dari produk. Unit

operasi yang umum : adsorbsi, ekstraksi pelarut.

3

3. Purifikasi. Selektif terhadap produk, dan dapat menyingkirkan pengotor yang sifatnyaPendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

mirip dengan produk. Unit operasi yang umum :

kromatografi, kromatografi, elektroforesis, presipitasi.4. Penyempurnaan akhir. Tergantung bentuk produk yang diinginkan. Unit operasi yang umum : kristalisasi, pengeringan.

4

Kromatografi5

DefinisiTeknik campuran Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi analisis senyawa akan fasa kandungan yang suatu pemisahan ke

komponennya dalam dua

didistribusikan berbeda

yang

(fasa

bergerak dan fasa diam). Distribusinya dapat berupa adsorbsi, perubahan ion, maupun eksklusi ukuran Fasa gerak akan dialirkan sepanjang fasa diam dan cenderung menghanyutkan

komponen Fasa diam cenderung menahan komponen campuran6

Prinsipperbedaan afinitas/distribusi zat terlarut dalam fasa gerak dan fasa diamnya Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi komponen yang kurang larut dalam fasa gerak atau yang lebih kuat pada fasa diam akan terserap atau terabsorpsi sehingga komponen akan tertinggal, komponen yang lebih larut atau kurang terserap akan bergerak lebih cepat

7

Istilah1. Fasa gerak : fasa yang membawa campuran senyawa dan mengalir pada arah tertentu

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

2. Fasa diam

: fasa yang tidak bergerak dan di

sekitarnya akan dialiri oleh fasa gerak/eluen 3. Sampel :campuran senyawa yang akan

dianalisis/dipisahkan komponen senyawanya 4. Analit :senyawa yang dipisahkan

5. Waktu retensi :waktu yang dibutuhkan oleh analit untuk melalui sistem kromatografi pada kondisi tertentu 6. Solute 7. Solvent : komponen sampel dalam kromatografi : senyawa yang mampu melarutkan8

senyawa lainnya

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

TUJUAN

9

TujuanDapat memurnikan produk meskipun sangat encer.

AnalitikPendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Digunakan untuk memperoleh komponen campuran dalam jumlah tertentu dalam keadaan murni

Preparatif Digunakan hanya untuk memisahkan komponen dari campurannya untuk penggunaan selanjutnya mengetahui jenis komponen yang terkandung di dalamnya10

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

JENIS

11

Chromatography

Bed Shape

Physical State of Mobile Phase

Separation Mechanism

Special Techniques

Column Planar

Gas Liquid

Affinity Ion Exchange Size Exclusion

Reversed-Phase 2-Dimensional Chiral dll

12

KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS Zat terlarut akan terpisahkan oleh karena perbedaan kecepatan tiap-tiap zat terlarut. Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Fasa diam : zat padat contoh : silika gel/alumina pada lempeng gelas atau plastik yang keras Fasa gerak : zat cair/gas contoh : etanol, heksan13

Perbedaan kecepatan ini dikarenakan: Kelarutan senyawa dalam pelarut. Kekuatan senyawa untuk melekat pada fasa diam

KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS untuk memisahkan senyawa senyawa yang sifatnya hidrofobik seperti lipida lipida dan hidrokarbon yang sukar dikerjakan dengan kromatografi kertas. Fasa gerak akan menaiki fasa diam sambil membawa komponen sampel di dalamnya. Fasa diam akan berinteraksi dengan komponen yang terbawa fasa gerak.

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

14

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

Apabila komponen sampel lebih suka pada fasa gerak, maka komponen tersebut akan terbawa lebih tinggi oleh fasa gerak. Sebaliknya apabila interaksi komponen dengan fasa diam tinggi maka komponen akan tertinggal lebih lama pada fasa diam. Partikel silika gel (sebaga fasa diamnya) mengandung gugus hidroksil pada permukaannya yang menyebabkan permukaan silika gel sangat polar, sehingga analit yang bersifat polar akan tertahan lebih lama pada permukaan silika yang disebabkan oleh interaksi antara keduannya.15

KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS

KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Analit yang berinteraksi kuat dengan permukaan silika akan memberikan waktu retensi yang lebih besar apabila dibandingkan dengan analit yang berinteraksi secara lemah.

16

KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS Molekul analit dapat berikatan dengan silika gel melalui 2 cara, yaitu melalui ikatan hidrogen dan melalui interaksi dipol. Kekuatan total interaksi silika gel dengan analit merupakan jumlah dari kedua komponen tersebut.

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

17

KROMATOGRAFI KERTAS fasa stasioner berupa air yang terikat dalam zat padat berupa kertas saring, Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Contoh : analisis campuran asam amino fasa gerak dapat berupa air, etanol, asam asetat, heksan Bermanfaat untuk memisahkan senyawa yang ada di dalam campuran dan mengidentifikasi senyawa yang terkandung dalam campuran

18

KROMATOGRAFI KERTAS DUA ARAH (2DIMENSI)KromatografiLetak Noda oleh fasa gerak kedua Perpindahan kertas dua arah dilakukan bila terdapat dua noda warna dalam satu titik (nilai Rf sama)

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

19

KROMATOGRAFI KERTAS DUA ARAH (2DIMENSI) Kromatografi kertas dua dimensi dilakukan dengan menggunakan kertas lembaran besar dan sampel diproses secara dua dimensi dengan dua pelarut

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

20

KROMATOGRAFI KOLOM Proses analisis berdasarkan distribusi fasa adsorbsi cairpadat. Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Terjadinya pemisahan komponen suatu zat yang dilarutkan dalam pelarut yang bergerak melalui fasa padat sebagai adsorben dikarenakan adanya perbedaan daya adsorbsi komponen-komponen tersebut Di dalam kolom diisi dengan bahan alumina, silika gel/pati sebagai adsorben yang tidak boleh larut dalam fasa geraknya Silika merupakan fasa diam yang sangat polar. Oleh karena itu, semakin polar molekul yang akan dipisahkan, maka semakin kuat interaksinya dengan fasa diam sehingga molekul akan tertahan lebih lama dalam fasa diam.21

KROMATOGRAFI KOLOM Molekul non polar yang afinitasnya lebih kecil terhadap fasa diam akan cenderung berada dalam fasa gerak lebih lama dan akan terelusi lebih dulu

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

22

KROMATOGRAFI KOLOM

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

23

KROMATOGRAFI KOLOM

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

24

KROMATOGRAFI KOLOM

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

25

KROMATOGRAFI KOLOM

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

26

KROMATOGRAFI KOLOM

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

Kromatografi kolom27

KROMATOGRAFI KIRAL Fasa stasioner : optik aktif Enantiomer dari senyawa yang sama akan mempunyai

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

afinitas

yang

berbeda

dengan

fasa

stasionernya

sehingga komponen tiap senyawa akan meninggalkan kolom pada waktu yang berbeda Kromatografi konvensional tidak mampu untuk

memisahkan senyawa tersebut Kiral fasa stasioner diperoleh dengan mengikatkan senyawa kiral ke permukaan penyangga akiral (misalnya silika gel)

28

Chromatography

Bed Shape

Physical State of Mobile Phase

Separation Mechanism

Special Techniques

Column Planar

Gas Liquid Supercritical Fluid

Adsorbsi Affinity Ion Exchange Size Exclusion

Reversed-Phase 2-Dimensional Chiral dll

29

KROMATOGRAFI GASFasa bergerak Berupa gas yang tidak reaktif/inert yang mengalir di dalam tube Contoh : nitrogen , helium, argon, hidrogen Fasa diam cairan yang tidak mudah menguap yang terdapat pada penyangga padatan Contoh : ester seperti ftalil dodesilsulfat yang diadsorbsi di permukaan alumina teraktivasi atau silika gel

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

30

Molekul yang berwarna merah, terlarut di dalam cairan (kurang mudah menguap) daripada molekul berwarna hijau

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

31

Ketika komponen sudah mencapai ujung kolom cairan akan diinjeksikan dari salah lainnya, maka komponen akan terdeteksi dan satu bagian ujung kolom akan digambarkan dalam grafik

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

Injection port

Recorder

OvenDetector

Nitrogen cylinder

Column

32

Waktu retensi merupakan karakteristik dari suatu zat Luas area yang berada di bawah puncak (untuk kondisi yang sama, seperti kolom, temperatur, menunjukan jumlah kuantitatif dari suatu zat. laju alir gas)

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

33

KROMATOGRAFI CAIR Fasa diam yang digunakan berupa lapisan tipis cairan yang terserap pada padatan inert berpori, yang berfungsi sebagai fasa pendukung (silika gel, alumina) Fasa gerak : cairan Contoh : High Performance Liquid Chromatography Size exclusion chromatography

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

34

HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHYPendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Terdapat 2 jenis : NPLC (Normal Phase Liquid Chromatography) Fasa stasioner lebih polar Contoh : fasa gerak : toluen; fasa diam : silika RPLC ( Reversed Phase Liquid Chromatography) Fasa gerak lebih polar Conoh : fasa gerak : campuran air-metanol;fasa diam : octadecylsilyl (C18 ) 35 Kondisi operasi : kolom yang digunakan lebih pendek dan berdiameter lebih kecil daripada kromatografi gas tekanan dan kecepatan tinggi Digunakan untuk pemurnian senyawa organik skala besar

36

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

37

Chromatography

Bed Shape

Physical State of Mobile Phase

Separation Mechanism

Special Techniques

Column Planar

Gas Liquid Supercritical Fluid

Affinity Ion Exchange Size Exclusion

Reversed-Phase 2-Dimensional Chiral dll

38

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

ion analit yang berlawanan muatan menunjukkan gugus fungsional ionik (R-X) adsorbsi molekul analit atau senyawa bermuatan yang terlarut dalam fasa gerak oleh fasa stasioner kolom resin penukar ion. adsorbsi ini berupa intereaksi gaya elektrostatik (ionik) antara molekul analit dengan fasa stasioner kolom (resin penukar ion) Digunakan untuk memisahkan senyawa bermuatan (anorganik dan organik) Mekanisme pemisahan berdasarkan pada kekuatan ion dari C+ dan A- pada fasa gerak yang dapat menggeser posisi kesetimbangan sehingga dapat mempengarhui waktu retensi. 39

KROMATOGRAFI PENUKAR ION Permukaan fasa stasioner yang berinteraksi dengan

KROMATOGRAFI PENUKAR ION Kromatografi penukar ion dibagi menjadi dua jenis:- kromatografi penukar kation :Fasa stationer bermuatan negatif - kromatografi penukar anion :Fasa stationer bermuatan positif

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

Kromatografi penukar kation: R_X-C+ + M+BR_X-M+ + C+ + BFasa Stationer

Kromatografi penukar anion : R_X+A- + M+BR_X+B- + M+ + AFasa Stationer

40

KROMATOGRAFI EKSKLUSI Pemisahannya berdasarkan ukuran molekul zat terlarut Terdapat dua jenis kromatografi ekslusi : 1. Gel filtration chromatography merupakan fraksinasi dari protein dan polimer lain yang larut dalam air 2. Gel permeation chromatography menganalisis distribusi berat molekul dari polimer yang larut dalam larutan organik

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

41

KROMATOGRAFI EKSKLUSI Fasa diam : medium gel contoh : poliakrilamida, dekstran / agarose dengan tekanan rendah ; silika atau medium polystyrene dengan tekanan tinggi Fasa gerak : cair gel filtration chromatography : aqueous solution gel permeation chromatography : organic solvent Biasanya digunakan untuk memperoleh makromolekul, seperti protein, polisakarida, asam nukleat

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

42

Kromatografi Gel

43

44

45

46

47

48

Kromatografi gel filtrasi

49

KROMATOGRAFI AFINITAS Berdasarkan pada interaksi kesesuaian antara partikel satu dengan partikel lainnya (bukan Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Keuntungan : mempunyai interaksi yang sangat spesifik interaksi ukuran atau ion molekul) Contoh : interaksi antara antigen dan antibodi, enzim dan substrat

Digunakan biokimia

untuk

memisahkan

campuran

50

KROMATOGRAFI AFINITAS Campuran senyawa yang terdiri dari molekul yang diinginkan akan berikatan secara spesifik Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi dengan ligand dan molekul yang tidak

diinginkan, tidak berikatan. Molekul yang tidak diinginkan ini akan dikeluarkan dari kolom, sedangkan molekul berikatan akan dielusi dengan mengubah kondisi ikatan

51

52

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

Scale up

53

SCALE UP Pada saat memperbesar skala, maka kita akan menginginkan Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi kapasitas yang lebih besar

dengan yield dan kemurninan yang tinggi Usaha yang dilakukan adalah dengan

menggunakan panjang kolom yang sama dan meningkatkan luas area permukaannya dengan mengubah jari-jari kolom

54

SCALE UP Pada saat melakukan scale up, linear flow rate harus sama Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

55

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

aplikasi

56

APLIKASI

Asam aminoPendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi Kromatografi dapat digunakan untuk analisis campuran asam amino. Hal ini dikarenakan asam amino memiliki sifat yang sangat mirip dan asam-asam amino larut dalam air, serta tidak mudah menguap identifikasi asam amino dapat dilihat dari waktu retensinya

Pemisahan molekul biologi Pemisahan molekul biologi, seperti asam amino, peptida dan protein, enzim, isoenzim, immunoglobulin, asam nukleat.

57

Pemisahan sukrosa dalam tetes bitTetes bit difiltrasi terlebih dahulu untuk menghilangkan partikel tersuspensi, kemudian tetes bit dilewatkan pada kromatografi kolom penukar ion

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

Dalam indsutri makanan analisis gula, anion, kation, asam organik yang terdapat di dalam makanan untuk mengontrol kualitas (quality control) dengan pemisahan dan analisis bahan aditif, vitamin, bahan pengawet, protein, dan asam amino

58

Dalam bidang lingkungan uji lingkungan untuk menentukan jumlah pestisida, pada air tanah uji kualitas air melalui jenis anion dan kation yang terkandung dalam sampel air tersebut serta jumlahnya. Melalui uji kualitas ini dapat diketahui apakah mengandung logam berbahaya atau tidak

Pendahulua n Tujuan Jenis Scale Up Aplikasi

Dalam bidang klinik Dapat menginvestigasi fluida dari dalam tubuh, seperti air liur. Dari air liur pasien, dokter dapat mengetahui apakah pasiennya perokok berat atau tidak dari konsentrasi CN- pada air liurnya

59

60

Large Scale Chromatography In industry: - chiral chromatography (Novasep)

mid-1950s (kromatografi kolom)

nowadays (kromatografi kiral)61

62

Large Scale Chromatography In industry: -HPLC (USA)

63

Sekian dan Terima Kasih64