MS Handout1

Click here to load reader

  • date post

    02-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    321
  • download

    6

Embed Size (px)

Transcript of MS Handout1

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

Spektroskopi MassaPrinsip dasar alat spektroskopi massa: IONISASI IONISASI ANALISIS ANALISIS MASSA MASSA Fasa Gas (< 10-6 mmHg) Ionisasi oleh tumbukan elektron (EI), fasa gas, 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)+ M+ DETEKSI DETEKSI

.

Ionisasi: Tumbukan Elektron (EI)Cara ionisasi dengan tumbukan elektron (70 eV) menghasilkan ion positif radikal terpecah-pecah sebelum dianalisis dan mencapai detektortegangan listrik 70 eV

(M+

., ~ 0,01%) berenergi tinggi sehingga sebagian radikal M+ akan

e-

F dan f = pecahan dari M+ radikal

molekul (10-5 Torr)

ruang analisis massa

Contoh spektrum massa hasil tumbukan elektron (C14H19NO4)m/z pada: 209 192 164 148 120 ...dst

ion-ion pecahan Fragmen paling stabil (puncak dasar) fragmen radikal

fragmen netral

-56 -47

Ion positif Ion positif radikal

Ion positif radikal dari molekul [M]+

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

n=4

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)

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+

Contoh spektrum massa hasil ionisasi kimia (CI)

[M+ CH3]

.

M+ = 171-17 = 154

.

BAGAIMANA UNTUK MOLEKUL BESAR ? (sehingga sulit dibuat fasa gas) DAN KELIMPAHAN ION MOLEKUL YANG BESAR ? (sehingga penetapan Mr menjadi pasti)

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 elektronpembentuk medan listrik

celah pemusat

ke analisis massa 107 108 V/cmpelat ekstraksi

Contoh perbandingan spektrum EI-MS dan FI-MSPolietilen 630

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

Contoh perbandingan spektrum EI-MS dan FI-MSPolietilen 630

distribusi massa polimer

Contoh FI-MS polistiren 12500

distribusi massa polistiren dari 9000 15000 (9 15 kDa)

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

partikel penumbuk

campuran sampel dan matriks

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

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

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

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

a) A + dimetilkarbonat b) Metanolisis dari A dengan berat molekul tinggi

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

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

sampel + matriks

sin ar

las

Analisis Massa

ion-ion terlepas dari matriks

Ionisasi: contoh spektrum MALDI-MS

+ 2+ Polistiren 330000

2+ Polistiren 600000 3+ 4+ +

3+ Polistiren 900000 4+

2+ +

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

Ionisasi: Electro Spray Ionization (ESI)

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

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

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

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

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

BEBERAPA PENERAPAN Bidang Biokimia Bidang Polimer Bidang Kimia Anorganik Bidang Kimia Organik

Identifikasi hasil hidrolisis -kasein dengan tripsinPenyerapan dengan ZrP-pSi

Tanpa penyerapan dengan ZrP-pSi

Identifikasi hasil hidrolisis -kasein dengan tripsin

Identifikasi hasil hidrolisis -kasein dengan tripsin

BEBERAPA PENERAPAN Bidang Biokimia Bidang Polimer Bidang Kimia Anorganik Bidang Kimia Organik

Spektrum massa MALDI-TOF sampel polikarbonat (PC)

Spektrum massa MALDI-TOF pirolisis PC pada 300 oC

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

Komposisi polimer PC

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

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)Teknik ini adalah cara cepat mengidentifikasi senyawa dalam suatu campuran.

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)Spektrum massa metoda EI dan CI dari puncak kromatogram no. 2

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)Penggunaan GC-MS dalam mendeteksi keadaan molekuler atmosfir Mars

pesawat Viking yang pernah diluncurkan ke Mars

Paduan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS)Hasil pengukuran GC-MS pada ketinggian sekitar 135 km dari permukaan Mars CO2 Ar N2/CO O2 CO2 Ar H2O O2 N2

Penentuan rumus molekul dengan spektroskopi massa resolusi tinggi Contoh: penentuan rumus molekul suatu senyawa baruyang diisolasi dari Morus macrouraOH

C28H24O88'

OH OH

(488.1471)

OH7'

7 8

OH

OH

HO

OH

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

Identifikasi Interaksi antar Biomakromolekul (RNA) dengan obatContoh: identifikasi TAR-RNA dengan Neomisin dan peptida Tat

HPLC-MS dalam identifikasi metabolitContoh: identifikasi dan kuantifikasi likopene dalam jaringan prostat pada pasien yang diberi suplemen saus tomat

HPLC-NMR-MS dalam identifikasi metabolitContoh: identifikasi hasil transformasi 4-triflorometil-2-bromoanilin dalam tikus