SPEKTROFOTOMETER

A. Pengertian

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban

suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran

menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan

spektrofotometri. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu

pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi.

Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombang dan

dialirkan oleh suatu perekam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas

untuk komponen yang berbeda.

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada

panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau

kisi difraksi dengan detektor fototube.

Spektrofotometer dibagi menjadi dua jenis yaitu spektrofotometer single-

beam dan spektrofotometer double-beam. Perbedaan kedua jenis spektrofotometer

tersebut hanya pada pemberian cahaya, dimana pada single-beam, cahaya hanya

melewati satu arah sehingga nilai yang diperoleh hanya nilai absorbansi dari

larutan yang dimasukan. Berbeda dengan single-beam, pada spektrofotometer

double-beam, nilai blanko dapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang

diinginkan dalam satu kali proses yang sama. Prinsipnya adalah dengan adanya

chopper yang akan membagi sinar menjadi dua, dimana salah satu melewati

blanko (disebut juga reference beam) dan yang lainnya melewati larutan (disebut

juga sample beam.

Spektofotometri dikenal menjadi 2 kelompok utama, yaitu

spektofotometri atom dan spektofotometri molecular. Dasar dari spektofotometri

atom adalah tingkat energy electron valensi suatu atom atau unsur. Dasar

spektrofotometri molekul adalah tingkat molekul yang melibatkan energy

elektronik, energy vibrasi, dan energy rotasi. Spektra absorbansi dari

spektrofotometri atom lebih sederhana daripada spectra molekulnya karena

keadaan energy elektrolit tidak mempunyai sub tingkatan vibrasi-rotasi. J a d i

spektra absorbansi atom terdiri dari garis-garis yang jauh lebih tajam

daripada pita-pita yang diamati dalam spektroskopi molekuler.

Teknik spektroskopi pada daerah ultra violet dan sinar tampak disebut

spektroskopi UV-VIS. Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara

spektrofotometri UV dan Visible. Spektrofotometer UV-VIS merupakan alat

dengan teknik spektrofotometer pada daerah ultra-violet dan sinar tampak. Alat ini

digunakan guna mengukur serapan sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu

materi dalam bentuk larutan. Konsentrasi larutan yang dianalisis sebanding

dengan jumlah sinar yang diserap oleh zat yang terdapat dalam larutan tersebut.

B. Kegunaan Spektrofotometer UV-VIS

Spektroskopi UV/VIS merupakan metode penting yang mapan, andal dan

akurat. Dengan menggunakan spektroskopi UV/VIS, substansi tak dikenal dapat

diidentifikasi dan konsentrasi substansi yang dikenal dapat ditentukan. Pelarut

untuk spektroskopi UV harus memiliki sifat pelarut yang baik dan memancarkan

sinar UV dalam rentang UV yang luas. Selain itu spektroskopi UV/VIS juga

digunakan untuk cairan berwarna.

Adapun kegunaan lain dari spektrofotometer UV/VIS adalah alat yang

digunakan untuk mengukur transmitansi, reflektansi dan absorbsi dari cuplikan

sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrofotometer digunakan untuk

mengukur energi cahaya secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan,

direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Suatu

spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung

dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan absorbsi antara

cuplikan dengan blanko atau pun pembanding.

C. Instrumen (Bagian) Spektrofotometer

Spektrofotometer terdiri dari :

Sumber cahaya.

Monokromator.

Kompartemen sampel

Detektor dan pengukur intensitas cahaya.

Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut

spektrofotometer terdiri dari :

sumber cahaya – monokromator – sel sampel – detektor – read out(pembaca)

1. Sumber Cahaya

Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer, haruslah memiliki

pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi

cahaya yang biasa untuk daerah tampak, ultraviolet dekat, dan inframerah

dekat adalah sebuah lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari

wolfram (tungsten). Lampu ini mirip dengan bola lampu pijar biasa,

daerah panjang gelombang (l ) adalah 350 – 2200 nanometer (nm).

Gambar 1. Lampu wolfram

Di bawah kira-kira 350 nm, keluaran lampu wolfram itu

tidak memadai untuk spektrofotometer dan harus digunakan

sumber yang berbeda. Paling lazim adalah lampu tabung tidak

bermuatan (discas) hidrogen (atau deuterium) 175 ke 375 atau

400 nm. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk

sumber pada daerah ultraviolet (UV).

Gambar 2. Lampu deuterium

2. Monokromator

Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya

polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu

(monokromatis) yang bebeda (terdispersi). Ada 2 macam monokromator

yaitu :

a. Prisma

Cahaya monokromatis ini dapat dipilih panjang gelombang tertentu yang

sesuai untuk kemudian dilewatkan melalui celah sempit yang disebut slit.

Ketelitian dari monokromator dipengaruhi juga oleh lebar celah (slit

width) yang dipakai. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi

panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar

polikromatis menjadi cahaya monokromatis.

3. Sel Sampel

Berfungsi sebagai tempat meletakan sampel, UV-VIS menggunakan kuvet

sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas,

namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang

lebih baik. Hal ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat

menyerap UV sehingga penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar

tampak (VIS). Kuvet biasanya berbentuk persegi panjang dengan lebar 1

cm. Cuvet harus memenuhi syarat- syarat sebagai berikut :

Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya.

Permukaannya secara optis harus benar- benar sejajar.

Harus tahan (tidak bereaksi) terhadap bahan- bahan kimia.

Tidak boleh rapuh

Mempunyai bentuk (design) yang sederhana.

4. Detektor

Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan

mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :

Kepekaan yang tinggi

Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi

Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.

Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.

Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga

radiasi.

Macam-macam detektor :

Detektor foto (Photo detector)

Photocell, misalnya CdS.

Phototube

Hantaran foto

Dioda foto

Detektor panas

5. Read Out

Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat

listrik yang berasal dari detector.

D. Cara Penggunaan Spektrofotometer

1. menyalakan mesin dan menunggu selama 15 menit.

Spektrofotometer dibiarkan selama 15 menit setelah dihidupkan

bertujuan untuk pemanasan lampu.

2. mengatur panjang gelombang/wavelength dan memilih mode yang

akan digunakan.

3. mengkalibrasi dengan menggunakan  blank sample seperti

aquades. Dalam mengkalibrasi, pastikan kuvet/sel dalam keadaan

bersih, pastikan tidak ada sidik jari (fingerprint) atau kotoran yang

menempel sehingga hasil yang didapat akurat. Setelah yakin jika

kuvet bersih, maka masukan kuvet yang berisi aquades tersebut

kedalam spektrofotometer.  Jika nilai absorbansi yang didapat

belum menunjukan angka .00 maka disesuaikan dengan memutar

tombol yang ada dibagian depan spektrofotometer sehingga nilai

yang didapat menunjukan angka 0. Setelah didapat nilai absorbansi

.00 maka alat tersebut siap digunakan (ready to use).

4. masukan sampel dan baca T% atau nilai A (absorbansi). Sebelum

memasukan sampel yang akan diukur nilai absorbansi nya,

pastikan kuvet bersih, dan pastikan larutan sampel tersebut juga

bersih dari kotoran, atau sedimen yang mengendap dengan cara

mengocok secara perlahan. Jika sudah yakin bersih, masukan

sampel kedalam spektrofotometer dan baca nilai absorbansinya.

Dalam video ini terlihat nilai absorbansi sampel tersebut

sebesar .23

MEMBRAN PLASMA

Perkembangan membran plasma merupakan tahap sangat pentingnya

dalam terjadinya bentuk kehidupan yang paling awal. Tanpa membran

plasma, sebuah sel tidak mungkin melangsungkan kehidupannya.

Semua membran organisme hidup, termasuk membran plasma dan

membran internal sel eukariotik, memiliki susunan umum yang sama, yaitu

terdiri dari himpunan molekul lipid dan protein yang terikat secara non-

kovalen.

Fungsi membran plasma

Membran plasma sangat penting untuk menjaga kehidupan sel. Fungsi

membran plasma adalah sebagai berikut.

Melindungi isi sel

Membatasi isi sel dari lingkungan luarnya.

Mengatur keluar masuknya molekul-molekul

Sebagai reseptor (penerima) rangsangan dari luar sel

Membran sel juga berfungsi sebagai Protein membrane

Perkembangan Model Membran Sel

Sebelum diajukan teori membran plasma oleh Singer dan Nicolson dalam

tahun 1972, teori-teori tentang strukur membran plasma dapat disimpulkan

dalam 3 kelompok.

a. Teori lembaran (leaflet theory), yang pada dasarnya menyatakan

bahwa membran plasma tersusun oleh lapisan-lapisan.

b. Teori bola-bola (globular theory), menyatakan bahwa komponen lipid-

protein berbentuk sebagai bola-bola yang tersusun membentuk

lembaran.

c. Teori dinamis, yang menyatakan bahwa struktur membran plasma

dapat berbentuk lembaran berlapis dan dapat berubah menjadi susunan

bola-bola mengikuti keadaan dan kebutuhan.

Pada tahun 1972, S.J. Singer & G. Nicolson mengusulkan model membran

sel bahwa protein membran tersisip pada lapis bilayer fosfolipid. Model

membran ini disebut dengan model mosaik fluida. Perhatikan gambar berikut.

Lapisan Lipid

Petunjuk pertama yang mengisyaratkan bahwa membran dalam organisme

hidup tersusun dari molekul-molekul lipid dalam dua lapisan berasal dari

percobaan yang dilakukan dalam tahun 1925. Lipid yang diesktraksi dengan

aseton dari membran sel darah merah diapungkan pada permukaan air.

Molekul-molekul lipid dari membran sel ternyata tersusun dari 3 jenis,

yaitu:

1. Fosfolipid, yang terbanyak

2. Kolesterol

3. Glikolipid

Ketiga jenis lipid tersebut amfipotik, artinya molekulnya memiliki ujung

hidrofobik atau nonpolar (menjauhi air) dan ujung hidrofilik atau polar

(menyenangi air).

Protein Membran

Jika molekul-molekul lipid yang membentuk dwi-lapisan merupakan

kerangka dasar membran plasma, maka pada kerangka tersebut terdapat jenis

molekul lain yaitu dalam bentuk berbagai jenis molekul protein. Hubungan

antara molekul protein dengan molekul lipid dapat dibandingkan dengan

molekul-molekul protein yang berada dalam pelarutnya. Perbedaannya

terletak pada situasi pelarutnya yaitu bahwa molekul protein dalam membran

plasma seakan-akan larut dalam molekul-molekul lipid yang berada dalam

ukuran 2 dimensional.

Berdasarkan hubungan dan kedudukan terhadap dwi-lapisan molekul lipid

dapat dibedakan menjadi,

1. Molekul protein menembus kedua lapisan molekul lipid, sehingga ujung-

ujung molekul dapat menonjol pada kedua permukaan membran plasma.

2. Sebagian dari molekul protein terdapat di antara molekul lipid dari bagian

dwi-lapisan; ujung molekul protein menonjol pada salah satu permukaan

membran plasma.

3. Sebagian molekul protein berikatan secara kovalen dengan molekul lipid,

sebagian ujung molekul protein menonjol pada permukaan membran

plasma.

4. Molekul protein dengan perantaraan molekul protein lain berada pada

permukaan membran plasma.

Berbagai jenis kedudukan protein tersebut tergantung pada struktur

molekul protein. Berdasarkan pada hubungan dengan air di lingkungannya,

maka molekul protein dapat pula dibedakan menjadi daerah polar yang

hidrofilik dan daerah hidrofobik.

Molekul karbohidrat membran

Semua sel eukariotik memiliki karbohidrat pada permukaannya yang

sebagian besar berbentuk sebagai rantai oligosakarida yang terikat dengan

protein membran (glikoprotein) dan sebagian kecil terikat pada lipid

(glikolipid).

Selubung sel (Cell coat)

Seperti kita ketahui bahwa sel-sel tumbuhan selalu diselubungi oleh

dinding sel yang tebal yang tersusun terutama oleh selulosa, yang juga

merupakan molekul karbohidrat.

Fungsi glikokaliks tersebut diantaranya:

1. Pengenalan sel terhadap sekitarnya termasuk sel-sel tetangganya

2. Sifat antigenisitas dari sel bersangkutan.

3. Membantu filtrasi zat-zat yang disesuaikan dengan besarnya molekul.

4. Mengandung enzim

5. Mengubah konsentrasi berbagai zat pada permukaan sel.

Transport molekul-molekul kecil membran

Permeabilitas membran plasma mempunyai sifat-sifat khas, misalnya:

1. Makromolekul protein tidak dapat melintasi membran, maka sitoplasma

yang sebagian besar merupakan protein akan tetap tinggal terkurung oleh

membran plasma.

2. Adanya mekanisme yang disebut Pompa natrium (sodium pump)

3. Demikian pula diduga bahwa untuk transport glukosa, asam amino dan

asam lemak ke dalam sel dibutuhkan energi yang tergantung pada adanya

“pembawa” yang terdapat dalam membran. Mekanisme transport aktif.

4. Adanya perbedaan tekanan osmose dalam sel dan di luarnya akan

menimbulkan transportasi air ke arah tekanan osmose yang lebih tinggi.

5. Zat-zat yang tidak larut dalam lipid tetapi dapat menembus membran

plasma dapat diterangkan, bahwa membran plasma mempunyai pori atau

gerbang sehingga dapat dilalui air ataupun ion-ion kecil.

Dari sifat-sifat membran tersebut dapat disimpulkan bahwa membran

plasma tidak merupakan suatu membran yang mati atau kaku, melainkan

bersifat sangat labil dan dinamis.

DAFTAR PUSTAKA

Gardjito, 1992. Buku Materi Pokok Kimia. UT. Depdikbud RI. Jakarta (diakses melalui books.google.co.id)

Hendayana 1994. Kimia Analitik Instrumen Edisi I. IKIP Semarang Press.

Semarang (diakses melalui books.google.co.id)

Ronald A. Sacher, Richard A. McPherson 2002, Tinjauan Klinis Hasil

Pemeriksaan, Laboratorium. EGC (diakses melalui books.google.co.id)

Erlangga 2003. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. (diakses melalui

books.google.co.id)

Campbell, Reece – Mithcel 2006. Biologi Jilid I Edisi V. Erlangga (diakses

melalui books.google.co.id)

SPEKTROFOTOMETER

& MEMBRAN BIOLOGI

OLEH :

FITHA WARDANIK1A112119

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2012