LAPORAN PRAKTIKUM ANALISIS INSTRUMEN
GCMS
Disusun oleh :
Kelompok II-C
Sutar 1111102000077 Meri Rahmawati 111102000067 Muhammad Reza 1111102000120 Athirotin Halawiyah 1111102000075 Brasti Eka P 1111102000061 Sausan Doni 1111102000135 Fifi Zulianti 1111102000066 Rizza Permana S 1111102000082 Wardah Annajiah 1111102000084 Nurhayati N 1111102000125 Mazaya Fadhila 1111102000079 Luthfi B Rais 1111102000083 Puspita Nur Avivah 1111102000122 Dini Fauzana 11111102000070 Nurhafiza 1111102000059 Gina Kholisoh 1111102000123
FARMASI V-C
FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2013
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia farmasi, mengisolasi kandungan senyawa pada tanaman merupakan hal yang sering dilakukan. Tanaman mempunyai macam-macam kandungan, salah satunya adalah minyak atsiri atau senyawa yang mudah menguap. Untuk menganalisis kandungan senyawa yang mudah menguap tersebut, farmasis bisa menggunakan berbagai macam instrument analisa, seperti FTIR (Fotometri inframerah), spektrofotometer UV-VIS, KCKT (Kromatografi Cair Kinerja Tinggi), SSA (Spektroskopi Serapan Atom) atan GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry). Pada kali ini, farmasis dapat menggunakan GC-MS untuk menganalisa senyawa yang mudah menguap.
GC-MS merupakan instrument kombinasi antara kromatografi gas dan spektrometri massa, dimana senyawa yang telah dipisahkan oleh kromatografi gas dapat diidentifikasi dengan menggunakan spektrometri massa.
GC-MS merupakan instrument gabungan, dimana masing-masing instrument mempunyai kegunaan masing-masing. Gas kromatografi merupakan salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi komponen-komponen penyusunnya. Gas kromatografi biasa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas. Sedangkan Spektroskopi massa, mampu menghasilkan berkas ion dari suatu zat uji, memilah ion tersebut menjadi spektum yang sesuai dengan perbandingan massa terhadap muatan dan merekam kelimpahan relatif tiap jenis ion yang ada. Pada gas kromatografi akan menghasilkan kromatogram, sedangkan pada spektrometri gas akan menghasilkan fragmen-fragmen.
Pada spekrometri massa terdapat lima buah komponen. Komponen pertama pada spektrometri massa adalah inlet sampel, yang kegunaannya adalah membawa sampel ke dalam alat untuk dianalisa pada tekanan yang lebih rendah dan berubah menjadi ion. Komponen kedua
adalah analyzer massa yang digunakan untuk memisahkan sampel berdasarkan rasio berat molekulnya (mass-to-charge atau m/z). Lalu ion akan dideteksi oleh detector lalu direkam dan di proses oleh sistem data, lalu hasilnya adalah spectrum.
1.2 Tujuan praktikum
• Memahami prinsip dasar analisa dengan KGSM
• Memahami analisis kualitatif dengan KGSM
• Memahami analisis kuantitatif dengan KGSM .
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Landasan Teori
GCMS merupakan suatu intstrumen gabungan dari alat GC(kromatografi gas) dan MS (spektrofotometri massa). GCMS digunakan untuk memisahkan suatu senyawa menjadi komponen penyusunnya menggunanakn fase gerak berupa gas. Pemisahan senyawa dengan GCMS didasarkan pada volatilitas zat yang dianalisa.
Adapun prinsip GCMS adalah sampel yang dibawa fase gerak (gas pembawa) akan cenderung menempel pada fase diam dan bergerak lebih lama dari komponen lainya, sehingga masing-masing komponen keluar dari fase diam pada saat yang berbeda.
GCMS digunakan hanya untuk deteksi senyawa-senyawa yang mudah menguap. Zat-zat yang tidak bisa menguap seperti glukosa, sakarosa tidak dapat dideteksi dengan GCMS.
Secara umum, GC-MS memiliki tiga konfigurasi utama, yitu GC, konektor, dan MS. Prinsip kerja GC-MS didasarkan pada perbedaan kepolaran dan massa molekul sampel yang dapat diuapkan. Sampel yang berupa cairan atu gas langsung diinjeksikan ke dalam injektor, jika sampel berbentuk padatan maka harus dilarutkan pada pelarut yang dapat diuapkan. Aliran gas yang mengalir akan membawa sampel yang teruapkan untuk masuk ke dalam kolom. Komponen-komponen yang ada pada sampel akan dipisahkan berdasarkann partisi diantara fase gerak (gas pembawa) dan fase diam (kolom). Hasilnya adalah berupa molekul gas yang kemudian akan diionisasikan pada spektrofotometer massa sehingga molekul gas itu akan mengalami fragmentasi yang berupa ion-ion positif. Ion akan memiliki rasio yang spesifik antara massa dan muatannya.
GC-MS semakin meluas penggunaannya sejak tahun 1960 dan banyak diaplikasikan dalam kimia organik. Sejak saat itu terjadi kenaikan penggunaann yang sangat besar pada metode ini. Hal tersebut dikarenakan GC-MS dapat menguapkan hampir semua senyawa organik dan mengionkannya. Selain itu, fragmen yang dihasilkan dari ion molekul dapat dihubungkan dengan struktur molekulnya. Instrumen GC-MS merupakan gabungan dari alat GC dan MS, yang berarti sampel yang akan dianalisis diidentifikasi dahulu dengan alat GC kemudian diidentifikasi
kembali dengan alat MS. GC dan MS merupakan kombinasi kekuatan yang simultan untuk memisahkan dan mengidentifikasi komponen-komponen campuran.
Gambar 1. Skema Konfigurasi GC-MS
a. Instrumentasi Kromatografi Kolom (Gass Chromatography)
1. Tabung gas
Tabung gas berfungsi sebagai pensuplai gas yang digunakan dalam analisis. Gas yang digunakan sebagai pembawa bisa berupa hydrogen, helium maupun nitrogen. Akan tetapi helium lebih sering digunakan sebab bersifat inert sehingga tidak bereaksi dengan sampel.
Untuk mendapatkan efisiensi, sampel dimasukkan dalam jumlah sedikit pada waktu yang tepat. Sampel yang digunakan tidak boleh terlalu pekat, sehingga sebelumnya harus diencerkan. Injeksi sampel dapat diambil melalui karet silicon ke dalam oven untuk diuapkan. Ada dua macam injeksi sampel, yang pertama adalah metode splitless, dimana semua sampel yang diuapkan masuk ke dalam kolom untuk dikromatografi. Sedangkan metode split, sebagian sampel dibuang setelah diuapkan. Jumlah sampel yang masuk dalam metode split bergantung pada perbandingan yang sudah diatur sebelumnya.
3. Oven
Digunakan untuk memanaskan kolom pada temperature tertentu sehingga mempermudah proses pemisahan komponen sample
4. Kolom
Berisi fase diam dimana fase gerak akan lewat di dalamnya sambil membawa sample. Secara umum terdapat dua jenis kolom yaitu: 1) packed coloumn, umumnya terbuat dari glass atau stainless steel coil dengan panjang 1-5 m dan diameter kira-kira 5 mm. 2) Capillary column, umumnya terbuat dari purified silicate glass dengan panjang 10-100 m dan diameter kira-kira 250 mm. suhu pada kolom di atas titik lebur dari fasa cair. Suhu rendah memberikan pemisahan yang lebih baik, namun waktu retensinya menjadi lebih lama dua kali lipat untuk setiap penurunan 30 C.
5. Detector
Diperlukan suhu yang cukup tinggi untuk mencegah kondensasi cuplikan. Detector berfungsi mendeteksi adanya komponen yang keluar dari kolom.
6. Data acquisition system
Berfungsi sebagai 1) control automatic calibration 2) gas analysis 3) graphics and reporting . Data acquisition merupakan perangkat gabungan dari software dan hardware.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan
Alat : Bahan :
Kelas ukur Kulit buah jeruk Kertas saring N-heksan
Kapas Eter
evaporator Na2SO4 anhidrat
spektrometer GCMS
Prosedur Kerja Ekstraksi
1. Kupas kulit jeruk yang segar parut bagian luar kulit tanpa menyertakan bagian putihnya partisi dengan N-heksan
2. Masukkan ke dalam corong pisah+eter di kocok
3. Dicampurkan dengan Na2SO4 anhidrat untuk menghilangkan air
4. Sampel disaring dengan kapas 5. Filtrat dievaporasi untuk dipekatkan
6. Dicampurkan dengan Na2SO4 anhidrat untuk memastikan bahwa air benar-benar tidak
ada
7. Analisa GCMS
Analisa kualitatif dengan menggunakan GCMS
1. Ekstrak minyak dengan menggunakan diklorometan dan kemudian 1uL dari larutan tersebut diinjekaikan ke dalam GCMS
2. Interval waktu penguapan dan injeksi diusahakan seminimal mungkin, untuk menghindari proses oksidasi dari minyak atsiri yang didapatkan
3. Lakukan analisa kualitatif dari data kromatogram GCMS yang didapatkan
Pembuatan Serial Konsentrasi Senyawa Standar Limonen
1. Timbang sebanyak 2 mg minyak atsiri kulit jeruk didalam vial kecil, kemudian larutkan daidalam 2 ml lpelarut diklorometan untuk membuat larutan induk dengan konsentrasi 1000 ug/mL. Larutan ini selanjutnya disebut sebagai larutan induk
2. Dari larutan induk tersebut dibuat serial konsentrasi sehingga menjadi larutan standar dengan konsentrasi 100; 50; 25; 12; 5; dan 6,25ug/mL
Analisa Kualitatif Senyawa Standar Limonen
1. 1 uL dari salah satu konsentrasi senyawa standar limonen diinjeksikan ke dalam GCMS 2. Catat Rt dari senyawa standar limonen
Pembuatan Kurva Kalibrasi Standar Limonen
1. 1 ug dari tiap serial konsentrasi standar limonen diinjeksikan kedalam GCMS 2. Catat luas area untuk tiap konsentrasi
3. Buat kurva kalibrasi dengan memplot konsentrasi vs luas area
Uji Kuantitatif Limonen dari Minyak Atsiri Kulit Buah Jeruk
1. 1 mg minyak atsiri yang telah didapatkan selanjutnya dilarutkan dalam 1 mL diklorometana untuk mendapatkan kadar minyak atsiri ug/mL, kemudian encerkan sehingga menjadi konsentrasi 100 ug/mL
2. Ambil 1 uL larutan dari konsentrasi 100 ug/mL ekstrak minyak atsiri, kemudian injeksikan kedalam GCMS
3. Hitung berapa konsentrasi limonen yang terdapat pada ekstrak minyak atsiri kulit buah jeruk dengan menggunakan kurva kalibrasi
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
1.1 Hasil terlampir.
1.2 Pembahasan
Pada praktikum kali ini kami menguji dan mempelajari instrumen Kromatografi Gas Spektrofotometri Massa. Kromatografi Gas Spektrofotometri Massa merupakan teknik pemisahan berdasarkan kemampuan menguap atau titik didihnya . sehingga pengunaannya terbatas pada senyawa-senyawa yang mudah menguap. Prinsip metode analisis GCMS adalah dengan membaca spektra yang terdapat pada kedua metode yang digabung tersebut. Pada kromatogram yang dihasilkan oleh GC , puncak (peak) menandakan jumlah senyawa yang terkandung didalam sampel. Berdasarkan data waktu retensi yang telah diketahui dari literatur bisa diketahui senyawa apa saja yang terdapat dalam sampel. Dalam kromatografi ini sampel yang kami gunakan adalah katekin dengan mengunakan kolom elite-5 MS kemudian sampel diinjeksikan sebanyak 0,5 µl. Saat melakukan injeksi kita harus memilih injektor yang paling kecil, karena selain untuk merawat kolom, juga metode yang digunakan adalah metode split, sehingga kolom yang digunakan berukuran kecil (nano atau kurang dari 10 µ g/ml). Pada saat uji suhu inlet yang digunakan adalah 125oC dengan menggunkan metode split 20 ml/menit atau dapat dinyatakan dengan rasio. Oven yang terdapat pada kolom berfungsi untuk memisahkan senyawa berdasarkan titik didih. Kemudian sampel akan melewati kolom pada GC, melewati interfase menuju MS melalui heated transfer line untuk menjaga senyawa dalam fase gas. Selanjutnya pada MS yang harus diperhatikan adalah solvent delay, mode, speed, dan suhu ion source. Berdasarkan jurnal solvent delaynya adalah 2,5 menit. Ini maksudnya adalah pelarut dilewatkan atau dihiangkan terlebih dahulu setelah 2,5 menit pelarut dilarutkan, maka ion akan ditembakkan. Tujuan dari sistem solvent delay untuk mencegah kerusakan detector. Selanjutnya kecepatannya adalah 10.000 amu berdasarkan jurnal dan suhu ion sourcenya 250oC.
Setelah didapatkan hasilnya berupa data kromatogram dan spektrum. Maka kita bisa mengetahui data lengkapnya di NIST Library. Lihat quality yang memiliki kemiripan diatas 90%. Jika kurang dari 90% maka senyawa tersebut dapat diabaikan atau dilanjutkan ke penelitian
lebih khusus. Pada praktikum ini kami mengambil data senyawa yang terkandung dalam Garcinia pada retensi waktu 18,06 menit.
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari NIST library diatas, diketahui bahwa senyawa dominan yang teridentifikasi dari sampel yang diuji pada alat GCMS merupakan senyawa Benzophenone dengan berat molekul 182,2179. Data yang diperiksa di NIST library ini dipilih melalui pertimbangan nilai quality yang paling tinggi dari hasil kromatogram. Data senyawa yang dipilih adalah data dengan nilai quality yang paling tinggi (> 90%) karena nilai ini menunjukkan kemungkinan senyawa yang dideteksi memiliki kemiripan pola fragmentasi dengan senyawa tersebut (data senyawa yang ada di library).
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
• Optimasi yang digunakan untuk senyawa yang diidentifikasi adalah : o Kolom : kolom elit 5 MS
o Metode : Split 20/menit o Suhu inlet : 125˚C
o Solovent delay : 2,5/menit o Kecepatan : 10.000amu o Suhu ion source : 250˚C
• Dapat disimpulkan bahwa senyawa yang diidentifikasi merupakan senyawa Benzhopenon dengan berat molekul 182,2179 karena memiliki nilai quality yang paling tinggi (> 90%).
5.2 Saran
• Jurnal yang digunakan untuk optimasi zat limonen, harusnya setiap kelompok berbeda atau bervariasi agar data yang didapatkan mempunyai sumber yang lebih bervariatif.
DAFTAR PUSTAKA
Cairns, Donald.2008.Intisari Kimia Farmasi.Jakarta: EGC http://webbook.nist.gov/
Seanego, Christinah T. dan Roland N. N.dip.2012. Identification and Antibacterial Evaluation of Bioactive Compounds from Garcinia kola (Heckel) Seeds.Afrika Selatan: Molecules Volume 17: 6569-6584
