Aplikasi Laser Untuk Analisa Kimia “MALDI” Oleh : Dedi Setiawan Gesti Aprilia F Istantya F Anindar Tata Rizki Ardian Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia Depok 2009

Definisi Laser Laser (Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation) adalah sebuah alat yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi untuk menghasilkan sebuah cahaya yang koherens dari medium yang dikontrol kemurnian, ukuran dan bentuknya. Laser yang ideal adalah yang dikembangkan dengan teori Fototermolisis Selektif. Salah satu jenis laser, yaitu : Laser Flashlamp-pumped Pulsed Dye Laser (FPDL)

Contoh Aplikasi Laser MALDI-TOF/MS (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionisation-Time of Flight/Mass Spectrometry) Metode baru yang lebih cepat dan lengkap untuk mendeteksi senyawa hasil metabolisme seperti gula, asam lemak, asam amino, dan senyawa organik lainnya dari jaringan hewan atau tumbuhan.

Matriks Matriks terdiri dari pengkristalan molekul. Identitas sesuai senyawa matriks ditentukan sampai batas tertentu dengan trial dan error, tetapi didasarkan pada beberapa pertimbangan desain molekul spesifik: • Matriks yang mempunyai cukup berat molekul rendah tetapi cukup besar untuk tidak menguap selama persiapan sampel. • Sering bersifat asam, bertindak sebagai sumber proton untuk mendorong ionisasi dari analitik. • Memiliki penyerapan optik yang kuat, baik di UV atau IR jangkauan. • Bersifat polar functionalized dengan kelompok, sehingga penggunaannya dalam larutan berair.

Tekanan Atmosfir Matriks-dibantu laser disorption/ionisasi Tekanan atmosfir (AP) matriks-dibantu laser desorpsi / ionisasi (MALDI) adalah sebuah teknik ionisasi yang berawalan dengan MALDI vakum beroperasi pada lingkungan atmosfir normal. Perbedaan utama antara MALDI vakum dengan AP MALDI adalah tekanan dimana ion dibuat. AP MALDI digunakan dalam spektrometri massa ldalam berbagai aplikasi mulai dari proteomiks ke penemuan obat.

Mass Spektrometer Jenis spektrometer massa yang paling banyak digunakan oleh MALDI adalah TOF. Instrumen MALDI TOF biasanya dilengkapi dengan ion cermin yang mengelakkan ion dengan medan listrik dengan demikian mengandalakan ion jalur flight dan meningkatkan resolusi.

Kegunaan MALDI • Biokimia Digunakan untuk identifikasi protein terisolasi melalui gel elektroforesis: SDS-PAGE, kromatografi eksklusi ukuran, dan dua dimensi elektroforesis gel. Salah satu metode yang digunakan adalah massa peptida sidik jari oleh MALDI-MS atau dengan ionisasi posting pembusukan atau tabrakan - induced disosiasi

Kegunaan MALDI (2) • Kimia Organik Beberapa sintesis makromolekul seperti catenanes dan rotaxanes, dendrrimers dan hyperbranched polimer dan lain-lainnya memiliki berat molekul memanjang ke ribuan atau puluhan ribu, di mana sebagian besar memilki kesulitan teknik ionisasi menghasilkan ion molekuler. • Kimia Polimer Dapat digunakan menentukan massa molar distribusi. Polimer dengan polydispersity lebih besar dari 1,2 yang sulit untuk mencirikan dengan MALDI karena intensitas sinyal diskriminasi terhadap oligomers massa yang lebih tinggi.

Cara Kerja MALDI • Melarutkan sampel; • Mencampurkan dengan zat khusus (komposisi tepat yang bergantung pada percobaan); • Selanjutnya mengubah cairan (yang mengandung protein) kembali menjadi padat yang dilakukan dengan meletakkan dalam sebuah ruang vakum; • Mengelurakan udara dari ruang yang menyebabkan pelarut menguap, mentaburi garam (molekul sampel atau analit) pada matriks (pada kenyataannya, proporsi analit untuk matriks lebih kecil dalam sebuah MALDI aktual-kecil seperti 100 bagian per juta); • Sinar laser difokuskan ke permukaan matriks-anlit larutan padat (matriks eksitasi); • Matriks menyerap energi foton dan menjadi terionisasi dalam proses; • Bahan yang melewati sepanjang energi UV ke molekul protein menguap, kemudian terionisasi; • Terjadi tabrakan antara molekul matriks dan mengakibatkan molekul sampel semacam udara ionisasi kimia; • Setelah molekul analit terionisasi, mereka di ambil dari ruang penguapan ke MS oleh tegangan yang diberikan di seluruh ruangan.

Mekanisme MALDI

Proses Ionisasi

Kekurangan MALDI Sinar laser tidak hanya menghasilkan ion dari molekul yang dianalisa akan tetapi juga membentuk ion-ion dengan berat molekul kecil (<500 Da) yang berasal dari matriks. “Disebabkan adanya pengganggu ini maka kita tidak dapat menganalisa molekul kecil seperti senyawa metabolit yang memerankan peran penting dalam metabolisme makhluk hidup”