Makalah Spektroskopi Fluoresensi

5/20/2018 Makalah Spektroskopi Fluoresensi

1/11

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 sepertigelombang 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 (AFS).

Spektroskopi Fluoresensi merupakan suatu metode yang didasarkan pada

penyerapan energi oleh suatu materi sama seperti metode spektroskopi lainnya.

Bedanya terletak pada energi yang dibebaskannya setelah terjadi peristiwa pengujaan

(eksitasi). Dengan Spektroskopi Fluoresensi, energi yang dipancarkan lebih kecil dari

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

(vibrasi), Akibat panjang gelombang untuk eksitasi berbeda dengan panjang

gelombng untuk pancaran (emisi) dan perubahan panjang gelombang.


2/11

B. TUJUAN

Tujuan dari makalah ini untuk mengetahui pengertian dari Spektroskopi

Fluoresensi, alat yang digunakan, prinsip penggunaannya, manfaat (penerapan), dan

kelebihan serta kekurangan dari Spektroskopi Fluoresensi.

C. RUMUSAN MASALAH

1. Pengertian dari Spektroskopi Fluoresensi

2.

Alat yang digunakan Spektroskopi Fluoresensi

3. Prinsip Spektroskopi Fluoresensi

4.

Manfaat dari Spektroskopi Fluoresensi

5. Kelebihan serta kekurangan dari Spektroskopi Fluoresensi.


3/11

BAB II

PEMBAHASAN

1 Pengertian

Fluoresensi adalah emisi cahaya setelah penyerapan sinar ultraviolet (UV)

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.

Fluoresensi adalah proses pemancaran radiasi cahaya oleh suatu materi setelah

tereksitasi oleh berkas cahaya berenergi tinggi. Emisi 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). Fluoresensi merupakan proses perpindahan tingkat energi

dari keadaan atom tereksitasi (S1 atau S2) menuju ke keadaan stabil (ground states).

Proses fluoresensi berlangsung kurang lebih 1 nano detik sedangkan proses

fosforesensi berlangung lebih lama, sekitar 1 sampai dengan 1000 mili detik.

Fluoresensi spektroskopi menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk

merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih

rendah. Teknik 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 Fluoresensi Atom. Pada metode ini seperti pada spektroskopi

absorpsi atom untuk membentuk partikel-partikel atom diperlukan nyala api. Energi

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. Intensitas radiasi

fluoresensi ini berbanding lurus dengan konsentrasi unsur.


4/11

2 Alat yang digunakan

Dalam metode spektroskopi Fluoresensi ini, alat yang digunakan disebut

dengan Spektrofotometer Fluoresensi. Komponen-komponen yang penting dari suatu

instrumen untuk pengukuran flourosensi ditunjukan dalam gambar di bawah ini,

perhatikan bahwa komponen (sumber, monokromator, dan sebagainya) yang sama

terdapat juga dalam spektrofotometer.

Berikut adalah instrumennya :

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

ditampilkan pada Gambar 7.6.


5/11

Terdiri dari sumber cahaya (biasanya xenon atau lampu merkuri), sebuah

monokromator / atau filter untuk memilih panjang gelombang eksitasi; tempat

sampel; detektor, yang mengubah cahaya yang dipancarkan ke listrik sinyal, dan unit

untuk pembacaan data dan analisis.

3 Prinsip Spektroskopi Fluoresensi

Prinsip-prinsip umum dapat diilustrasikan dengan diagram Jablonski (Veberg,

2006),seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.1.

Menurut diagram Jablonski (Gambar 7.1), energi emisi lebih rendah dibandingkan

dengan eksitasi. Ini berarti bahwa emisi fluoresensi yang lebih tinggi terjadi pada

panjang gelombang dari penyerapan (eksitasi). Perbedaan antara eksitasi dan panjang

gelombang emisi dikenal sebagai pergeseran Stoke.

Langkah pertama (i) adalah eksitasi, di mana cahaya diserap oleh molekul,

yang ditransfer ke keadaan tereksitasi secara elektronik yang berarti bahwa sebuah

elektron bergerak dari keadaan dasar singlet, S0, ke keadaan singlet tereksitasi S1. Ini

diikuti dengan relaksasi getaran atau konversi internal (ii), dimana molekul ini

mengalami transisi dari elektronik atas ke yang lebih rendah S 1, tanpa radiasi

apapun. Akhirnya, emisi terjadi (iii), biasanya 10 - 8 detik setelah eksitasi, ketika


6/11

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 vibrasi terendah. Dengan eksitasi dengan sinar UV atau terlihat, adalah

mungkin untuk mempromosikan molekul yang tertarik ke salah satu tingkat getaran

beberapa tingkat tereksitasi secara elektronik yang diberikan. Ini berarti bahwa emisi

fluoresensi tidak hanya terjadi pada satu panjang gelombang tunggal, melainkan

melalui distribusi panjang gelombang yang sesuai untuk transisi vibrasi beberapa

sebagai komponen dari transisi elektronik tunggal. Inilah sebabnya mengapa eksitasi

dan spektrum emisi diperoleh untuk menggambarkan secara rinci karakteristik

molekul fluoresensi.

4 Penerapan dari Spektroskopi Fluoresensi

Hanya sedikit ion anorganik yang berpendar, yang paling dikenal adalah ion

uranil, UO22+. Umumnya alanisis fluorometrik melibatkan molekul organik. Ada

beberapa senyawa 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. Misalnya, banyak terdapat reagensia flourometrik untuk aluminium dan

berilium. Logam-logam yang lebih berat seperti Fe2+, Co2+, Ni2+dan Cu2+sebaliknya

cenderung mematikan flourosens yang diperagakan oleh banyak zat 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. Misalnya,

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

anion folat dari adrenolutin berpendar dengan kuat (eksitasi 360 nm; pancaran 530

nm). Pasien dengan tumor tertentu pada kelenjar adrenalin dan juga beberapa


7/11

penderita tekanan darah tinggi menunjukkan kadar efinefrina yang meningkat dalam

air seninya. Hormon yang terdapat pada kadar yang sangat rendah dapat dipekatkan

dari dalam volume besar air seni dengan suatu prosedur penukar ion pada suatu pH

dimana nitrogen amino diprotonkan untuk membentuk suatu kation R-NH2-CH

2,

dielusi dalam sedikit volume dengan ditukar-ganti dengan H+ dan diolah seperti di

atas untuk membentuk flourofor itu.

Beberapa vitamin dapat ditetapkan secara fluorometrik. Oksidasi lembut

tiamina (vitamin B1) oleh Fe(CN)63-, misalnya akan menghasilkan suatu produk yang

disebut tiokrom yang memperagakan fluoresens biru pada kondisi yang tepat. Jika

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 selektivitas. Riboflavin (vitamin B1) dan

piridoksin (B6) merupakan vitamin lain yang dapat ditetapkan oleh fluoresensi.

Meskipun kebanyakan asam amino tidak berpendar, tetapi mudah bereaksi

dengan reagen fluoresamina untuk membentuk senyawa yang sangat berpendar yang

telah digunakan dalam biokimia untuk mendeteksi kuantitas.

Metode fluoresensi sangat baik untuk menetapkan beberapa hidrokarbonaromatik polisiklik yang telah dikelompokkan sebagai polutan prioritas oleh

Jawatan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA), yang mengatakan bahwa

fluoresens memberi deteksi yang sangat peka terhadap komponen-komponen sampel

tertentu dalam kromatografi cairan.

Misalnya pada produk Susu :

Produk-produk susu mengandung beberapa fluorophores intrinsik. Misalnya asam

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

vitamin A dan B2, Nikotinamida adenin dinukleotida (NADH) dan klorofil, dan

berbagai senyawa lainnya yang dapat ditemukan pada konsentrasi rendah atau sangat

rendah di produk makanan.


8/11

5 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan dan kekurangan Spektroskopi Fluoresensi :

Kelebihan :

Karakteristik flouresensi spektrometri adalah sensitivitas yang tinggi.

Fluorometri dapat menerima limit deteksi dengan kekuatan sinyal lebih rendah dari

teknik lain. Limit deteksi sekitar 10-10 M atau lebih rendah bisa saja diukur dari

sebuah molekul. Langkah pertama pada pengukuran flouresensi adalah eksitasi

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

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

kedaan dasar adalah singlet state (semua spin berpasangan). Flouresensi terjadi ketika

sebuah molekul dipromosikan ke keadaan tereksitasi dengan absorpsi, dan kemudian

kembali pada keadaan dasar dengan emisi.

Batas deteksi flouresensi sering kali berorde 10-9M dan dengan tehnik deteksi

yang istimewa hampir 10-12M. Sebagai pedoman, flouresensi lazim seribu kali lebih

peka daripada spektrofotometri, meskipun nilai-nilai yang sebenarnya bergantung

pada senyawa-senyawa yang dilibatkan dan instrumen mana yang tersedia.

Fakta bahwa 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 lazim

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

sedikit cahaya lawan tak ada cahaya ketimbang mengukur pengurangan kecil dalam

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

pada daya cahaya masuk, Po. Pancaran dapat ditingkatan baik dengan baik dengan

meningkatkan Pomaupun dengan menggandakan isyarat detektor.


9/11

Kekurangan :

Beberapa kondisi fisis yang mempengaruhi fluoresensi pada molekul antara

lain polaritas, ion-ion, potensial listrik, suhu, tekanan, derajat keasaman (pH), jenis

ikatan hidrogen,viskositas dan quencher (penghambat de-eksitasi). Kondisi-kondisi

fisis tersebut mempengaruhi proses absorbsi energi cahaya eksitasi. Hal ini

berpengaruh pada proses de-eksitasi molekul sehingga menghasilkan karakteristik

intensitas dan spektrum emisi fluoresensi yang berbeda- beda.

Bila suhu makin tinggi maka efisiensi kuantum fluoresensi makin berkurang.

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

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


10/11

BAB III

PENUTUP

D. KESIMPULAN

1.

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.

2.

Fluoresensi adalah emisi cahaya setelah penyerapan sinar ultraviolet (UV) atau

cahaya tampak oleh molekul fluoresensi atau substruktur disebut fluorophore .

3. Kompenen Spektroskopi Fluoresensi terdiri dari sumber cahaya (biasanya xenon

atau lampu merkuri), sebuah monokromator / atau filter untuk memilih panjang

gelombang eksitasi; tempat sampel; detektor, yang mengubah cahaya yang

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

4. Manfaat dari spektroskopi fluoresensi yaitu :

a. Kesehatan

b. Industri

c. Ilmu pangan dan Kimia Pertanian


11/11

DAFTAR PUSTAKA

Ed. Da Wen Sun. 2008. Modern Technic for F ood Autentication. Elsevier: New York.

Ghalib, ibnu. 2007. Kimia Farmasi Anali sis. Pustaka Pelajar: Yogyakarta.

Sumber:http: //radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/05/spektroskopi-sinar -x-

karakteristik.html(diakses pada 06 Juni, 2012).

Sumber:http://aadesanjaya.blogspot.com/2010/12/hakikat-media-torso.html(diakses pada

06 Juni, 2012).
http://radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/05/spektroskopi-sinar-x-karakteristik.htmlhttp://radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/05/spektroskopi-sinar-x-karakteristik.htmlhttp://radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/05/spektroskopi-sinar-x-karakteristik.htmlhttp://radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/05/spektroskopi-sinar-x-karakteristik.htmlhttp://aadesanjaya.blogspot.com/2010/12/hakikat-media-torso.htmlhttp://aadesanjaya.blogspot.com/2010/12/hakikat-media-torso.htmlhttp://aadesanjaya.blogspot.com/2010/12/hakikat-media-torso.htmlhttp://aadesanjaya.blogspot.com/2010/12/hakikat-media-torso.htmlhttp://radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/05/spektroskopi-sinar-x-karakteristik.htmlhttp://radiograferatrosumbar.blogspot.com/2011/05/spektroskopi-sinar-x-karakteristik.html

Makalah Spektroskopi Fluoresensi

Documents

Transcript of Makalah Spektroskopi Fluoresensi