FTIR – Pengertian, Fungsi, dan Prinsip Kerjanya

Halo sobat lab, bagaimana kabarnya hari ini? Semoga dalam keadaan sehat semua ya. Sobat Lab tahu ga sih apa itu FTIR ? Nah pada artikel kali ini penulis memiliki artikel yang berjudul : “FTIR – Pengertian, Fungsi, dan Prinsip Kerjanya“. Semoga bisa bermanfaat dan bisa menambah ilmu pengetahuan kita semua.

PT. Andaru Persada Mandiri adalah distributor alat laboratorium yang memberikan solusi lengkap layanan terintegrasi. Andaru menjual berbagai alat laboratorium, memberikan layanan installasi, training pengguna, service, maintenance dan kalibrasi alat laboratorium. Bagi anda yang membutuhkan alat laboratorium bisa menghubungi kami via whatsapp 087777277740 atau telepon 0251-7504679. Yuk kita mulai pembahasannya!

Sekilas Tentang FTIR – Pengertian, Fungsi, dan Prinsip Kerjanya

FTIR (Fourier Transform Infra-Red) merupakan instrumen laboratorium yang digunakan pada berbagai bidang, diantaranya yaitu bidang farmasi, biomedis, industri, lingkungan, dan sebagainya. Pada artikel kali ini, penulis akan membahas beberapa point penting yaitu Sekilas Tentang FTIR – Pengertian, Fungsi, dan Prinsip Kerjanya, Pengertian FTIR, Fungsi FTIR, Cara Menggunakan FTIR, Prinsip Kerja FTIR, Si Inframerah Pengidentifikasi – FTIR, Aplikasi FTIR Untuk Mengidentifikasi Jenis-Jenis Alkohol, Bagian-Bagian Alat FTIR, Spesifikasi FTIR, Harga FTIR dan Tempat Jual FTIR.

Pengertian FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Spectrophotometer Fourier Transform Infra-Red atau FTIR merupakan alat laboratorium yang digunakan untuk mengetahui spektrum vibrasi molekul yang digunakan untuk memprediksi suatu struktur dari senyawa kimia. Dalam bahasa Indonesia FTIR disebut Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier, merupakan metode pengukuran sederhana yang digunakan untuk mendeteksi struktur molekul senyawa melalui identifikasi gugus fungsi penyusun senyawa.

Apa Itu Inframerah?

Sinar inframerah atau yang biasa dikenal dengan Infra-Red merupakan sinar yang dihasilkan oleh proses di dalam molekul dan benda panas. Sinar inframerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Semua benda panas pasti akan memancarkan sinar inframerah. Sinar inframerah yang dipancarkan dipengaruhi suhu dan warna bendanya.  Kenaikan suhu akan membuat panjang gelombang pada inframerah menjadi pendek. Keberadaan inframerah juga tidak dapat dilihat oleh manusia. Selain itu, Inframerah juga tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

Berapa Frekuensi Sinar Inframerah?

Umumnya, sinar inframerah dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan frekuensi atau Panjang gelombang nya, yaitu inframerah jarak dekat, jarak menengah, dan jarak jauh. Frekuensi atau panjang gelombang inframerah jarak dekat yaitu 0,75-1,50µm. Panjang gelombang inframerah jarak menengah yaitu 1,50-10 µm. Sedangkan Panjang gelombang inframerah jarak jauh yaitu 10-100 µm.

Baca juga : promo alat laboratorium

Alat instrumen FTIR memiliki daerah inframerah pada spektrum gelombang elektromagnetik nya. Frekuensi atau Panjang gelombang yang dihasilkan yaitu berkisar antara 2,50-50 µm.

Sobat lab tau ga, apa sih yang diukur oleh FTIR?

Secara umum, FTIR sering digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa secara kualitatif ataupun kuantitatif. Dalam riset Kualitatif, FTIR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsional yang ada dalam suatu senyawa organik. Sedangkan, dalam riset Kuantitatif FTIR digunakan untuk mengetahui konsentrasi analit dalam suatu sampel. FTIR memiliki komponen utama yang memberikan keuntungan dalam pemakaiannya.

Interferometer Michelson merupakan komponen utama FTIR yang berfungsi menguraikan radiasi inframerah menjadi komponen-komponen frekuensi. Penggunaannya memberikan keunggulan metode FTIR dibandingkan dengan metode lainnya seperti metode spektroskop inframerah konvensional. Salah satu keunggulan Interferometer Michelson yaitu diperolehnya informasi struktur molekul secara tepat dan akurat.

Fungsi FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

FTIR berfungsi untuk mengidentifikasi senyawa dan menganalisis campuran sampel tanpa merusak sampelnya. FTIR memiliki daerah inframerah pada spektrum gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 14000 cm-1 hingga 10-1 atau berkisar antara 2,50-50 µm.

FTIR menggunakan metode bebas reagen, yaitu tanpa penggunaan radioaktif dan dapat mengukur kadar hormon secara kuantitatif dan kualitatif. Analisis gugus fungsi dilakukan dengan cara membandingkan pita absorbsi yang terbentuk pada spektrum inframerah menggunakan spektrum pembanding yang sudah diketahui sebelumnya.

Alat FTIR digunakan dalam penelitian untuk mencari dan memastikan senyawa kimia yang terkandung dalam obat atau senyawa alam. Proses ini merupakan proses akhir dari penemuan atau identifikasi senyawa alam. Metode FTIR tidak memerlukan preparasi sampel yang rumit, karena baik sampel padat ataupun cair bisa langsung dianalisa hasilnya. Selain itu, metode FTIR dapat mengukur intensitas pada berbagai panjang gelombang secara serempak, sehingga hasilnya menjadi lebih cepat dan efisien.

Keuntungan Menggunakan FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Selain mendapatkan informasi struktur molekul yang tepat dan akuran, penggunaan FTIR memiliki keuntungan lainnya. Keuntungan lainnya yaitu metode ini digunakan untuk mengidentifikasi sampel dalam berbagai fase seperti gas, padat, dan cair.

Analisis menggunakan FTIR juga dapat digunakan pada semua frekuensi, baik itu sumber cahaya secara simultan. Hal ini mempengaruhi kecepatan analisis yang dilakukan menjadi lebih cepat daripada menggunakan pemindaian atau metode lainnya. Selain itu, metode FTIR juga lebih sensitif, karena radiasi yang masuk ke detektor menjadi lebih banyak karena tidak melewati celah.

Cara Menggunakan FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Sobat Lab, penasaran dengan cara penggunaan alat FTIR? Yuk kita bahas..

1. Pertama, menyalakan alat terlebih dahulu dengan menekan tombol ON/OFF.
2. Buka software FTIR yang ada pada computer. Klik kiri opsi “Measure”, pilih “Measurement”, lalu pilih “Initialize”.
3. Tunggu hingga muncul 3 icon berwarna hijau pada kanan layer. Perangkat FTIR siap digunakan
4. Setelah aplikasi siap digunakan, sampel berupa liquid atau kaca preparat diukur terlebih dahulu.
5. Masukkan holder (penopang yang memiliki lubang bulat pada bagian tengah), lalu pilih opsi “Save data” pada komputer.
6. Setelah itu, masukkan nama ke dalam folder agar hasil dari sampel yang diukur akan tersimpan secara otomatis.
7. Dibutuhkan ketelitian yang tinggi dalam mengukur background (BKG).
8. Background BKG diukur dan diperoleh spektrum BKG berupa udara bebas dan gas CO2.
9. Pengukuran background BKG dilakukan sebanyak 45 kali.
10. Setelah itu, sampel kaca preparat atau film dimasukkan dan dipasang ke holder
11. Klik “Measure”, lalu klik “Sample”. Pengukuran dilakukan sebanyak 45 kali agar hasil yang diperoleh lebih jelas dan rapi.
12. Masukkan keterangan pada spektrum. Klik kanan, klik “Object Properties”, kolom Description diisi angka bilangan gelombang peak yang diinginkan.
13. Klik “Calculate”, kemudian klik “add peak”. Klik peak yang ingin diketahui bilangan gelombangnya, lalu tekan OK.
14. Setelah itu, file disimpan dalam format PDF

Adapun cara penggunaan alat FTIR yang dilengkapi dengan ATR atau Attenuated Total Reflektance. Berikut cara penggunaannya:

1. Pasang ATR pada alat FTIR terlebih dahulu

2. Setelah mengatur parameter, klik tombol AQBK untuk memindai latar belakang

3. Letakkan sampel pada ATR, dan putar kenop ATR untuk memperbaiki sampel

4. Klik tombol AQSP untuk memulai pengujian

5. Selanjutnya, lakukan pencarian setelah pengujian

6. Gunakan single reflect ATR untuk menguji sampel liquid

7. Scan latar belakang terlebih dahulu

8. Teteskan sampel liquid di tengah pelat kristal ATR

9. Gunakan single reflect ATR untuk menguji sampel liquid

10. Letakkan sampel pada kristal ATR. Pastikan bahwa sampel padat dapat sepenuhnya menutupi kristal

11. Kemudian klik tombol AQSP untuk memulai pengujian sampel padat

Prinsip Kerja FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Prinsip kerja FTIR sudah banyak diterapkan di berbagai bidang industri. Alat FTIR digunakan untuk memenuhi kebutuhan dari suatu industri dan tujuan tertentu. Prinsip kerja dari alat FTIR yaitu untuk mengidentifikasi senyawa, mendeteksi gugus fungsi, serta menganalisis campuran dari sampel yang dianalisis.

Seiring berjalannya waktu, FTIR telah banyak mengalami evolusi untuk memudahkan peneliti dalam melakukan riset dan analisis sampel. FTIR memiliki interaksi antara materi dengan energi. Untuk menganalisis suatu sampel menggunakan FTIR, sinar inframerah akan melewati celah ke sampel. Celah berfungsi untuk mengontrol jumlah energi yang akan diteruskan ke sampel. Beberapa sinar inframerah yang diteruskan akan diserap oleh sampel dan sebagian lagi akan ditransmisikan melalui permukaan sampel. Kemudian, sinar inframerah yang masuk ke detektor akan mengirimkan sinyal yang terukur ke komputer dan direkam.

Untuk lebih jelasnya, berikut penjelasan lebih rinci mengenai prinsip kerja FTIR ya sobat lab…

Prinsip kerja FTIR dimulai saat berkas inframerah dari sumber diteruskan ke interferometer. Kemudian, inframerah akan dipecah oleh beam splitter menjadi dua bagian sinar yang saling tegak lurus. Sinar infrared ini kemudian dipantulkan oleh dua cermin (cermin statis dan cermin bergerak). Selanjutnya, hasil pantulan dari kedua cermin dipantulkan kembali menuju beam splitter untuk saling berinteraksi. Sebagian infrared akan diserap oleh sampel dan Sebagian lagi diteruskan ke detektor.

Gerakan cermin yang maju mundur akan menyebabkan sinar inframerah pada detektor berfluktuasi dan saling menguatkan ketika kedua cermin memiliki jarak yang berbeda. Fluktuasi inframerah yang sampai pada detektor akan memberikan sinyal pada detektor di interferometer. Sinyal tersebut kemudian akan diproses menjadi angka, dapat berupa persen ataupun bilangan gelombang.

Si Inframerah Pengidentifikasi – FTIR

FTIR digunakan secara kualitatif dan kuantitatif. Dalam analisis kualitatif, FTIR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsional, sedangkan analisis kuantitatif digunakan untuk menentukan konsentrasi analit dalam sampel. Hukum Lambert Beer’s digunakan untuk analisis kuantitatif.

Sobat lab tau ga, Apa itu Hukum Lambert Beer’s?

Hukum Lambert Beer’s merupakan hukum dimana A yang merupakan absorbansi sama dengan hasil jumlah dari absorbtivitas dikali ketebalan tempat sampel dan dikali konsentrasi sampel tersebut.

Alat FTIR terbagi menjadi 5 bagian utama, diantaranya yaitu:

1. Sumber sinar. Sinar ini terbuat dari filament nernst (globar) yang dipanaskan menggunakan listrik hingga temperatur 1000-1800°C.
2. Pencerminan. Berfungsi sebagai pengatur seluruh frekuensi inframerah yang dihasilkan oleh sumber cahaya.
3. Daerah cuplikan. Daerah ini berisi berkas acuan, cuplikan yang masuk ke dalam daerah cuplikan dapat menembus sel acuan.
4. Detektor. Detektor digunakan dalam menghasilkan efek pemanasan yang ditimbulkan oleh sinar Infrared.
5. Elektronik. Merupakan komputer dan perangkatnya.

Aplikasi FTIR Untuk Mengidentifikasi Jenis-Jenis Alkohol

Terdapat range frekuensi pada radiasi inframerah, tetapi tidak dapat terlihat dengan mata manusia. Setiap frekuensi elektromagnetik dilihat sebagai warna yang berbeda. Pengukuran infrared spectrum dilakukan pada area cahaya mid-infrared dengan panjang gelombang sebesar 2.5 – 50 µm atau 4000 – 200 cm^-1.

Radiasi infrared menghasilkan energi yang menyebabkan getaran pada molekul. Pita absorbs infrared ini sangat spesifik dan khas pada tiap tipe ikatan molekul atau gugus fungsinya. Metode radiasi infrared ini digunakan untuk mengidentifikasi senyawa organik maupun organometalik.

Baca juga : bio safety cabinet terbaik yang cocok untuk lab anda

Nilai spektrum dalam analisis FTIR berupa grafik persentase transmitan yang bervariasi di tiap frekuensinya. Dimana satuan frekuensi pada aksis (garis horizontal) yaitu banyaknya gelombang per satuan panjang atau biasa disebut sebagai bilangan gelombang.

Dalam pengaplikasiannya, digunakan senyawa propanol untuk diidentifikasi. Dalam identifikasi absorbs ikatan molekul, regangan ikatan molekul O-H menampakkan pita serapan yang kuat pada daerah 3350 cm^-1. Ikatan molekul O-H pada alkohol menyerap radiasi infrared pada bilangan gelombang sebesar 3230 – 3550 cm^-1. Apabila tidak terdapat ikatan hydrogen, nilai absorbsi energi pada bilangan gelombang akan lebih besar. Sedangkan, absorbsi energi pada ikatan molekul C-H berada dibawah 3000 cm^-1 dengan serapan pada daerah 1000 dan 1100 cm^-1 yang berasal dari ikatan molekul C-O.

Perbedaan dari kedua senyawa alkohol diatas dapat digunakan sebagai awal untuk mengidentifikasi senyawa organik. Identifikasi senyawa yang tidak teridentifikasi dapat dilakukan dengan menggunakan spektrum inframerah untuk mengetahui jenis ikatan, dan gugus fungsi pada senyawa tersebut. Alat FTIR digunakan untuk membandingkan spektrum dengan senyawa pembanding (kondisinya sama) untuk mengidentifikasi suatu senyawa.

Bagian-Bagian Alat FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Semua alat laboratorium pasti memiliki bagian-bagian yang merupakan komponen pendukung saat alat digunakan. Berikut penjelasan mengenai bagian-bagian dari alat FTIR.

Sumber Sinar / Radiasi

Sinar ini terbuat dari filament nernst (globar) yang dipanaskan menggunakan listrik hingga temperatur 1000-1800°C. Pemijar Nernst (globar) merupakan sumber radiasi utama pada alat ini. Pemijar ini terbuat dari bahan silicon karbida yang dipanaskan pada suhu 1200°C dan memantulkan radiasi pada daerah maks. 1-40µm.

Pemijar Nernst berbentuk batang cekung dan terbuat dari yetrium oksida dan sirkonium yang dipanaskan menggunakan arus listrik dengan suhu 1500°C. Pemijar ini sering digunakan karena menghasilkan sinar radiasi yang stabil dan baik.

Monokrometer / Pencerminan

Monokrometer merupakan salah satu bagian FTIR yang berfungsi sebagai pengatur seluruh frekuensi inframerah yang dihasilkan oleh sumber cahaya. Bagian ini terdiri dari cermin dan alat pendispersi berbentuk prisma yang fungsinya memantulkan dan memancarkan sinar radiasi agar fokus pada targetnya.

Daerah Cuplikan

Daerah cuplikan merupakan daerah yang berisi berkas acuan, cuplikan yang masuk ke dalam daerah cuplikan dapat menembus sel acuan. Umumnya, daerah ini terdiri dari 3 jenis yaitu cuplikan dalam bentuk gas, liquid, dan padatan.

Dalam prosesnya, daerah cuplikan dibantu dengan gaya intermolekul yang mengubah sampel padat menjadi cair, kemudian diubah kembali menjadi bentuk gas. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa perbedaan dalam bentuk vibrasi frekuensi dan radiasi. Oleh sebab itu, pengamatan pada daerah cuplikan merupakan hal yang sangat penting dalam proses analisa.

Detektor

Salah satu bagian dari alat FTIR yang digunakan untuk menghasilkan efek pemanasan yang berasal dari sinar inframerah disebut sebagai Detektor. Detektor ini biasa disebut dengan detektor panas yang berupa detektor fotolistrik yang digunakan pada radiasi IR yang memiliki energi yang sangat besar. Energi ini digunakan untuk mengeluarkan elektron dari permukaan tabung chamber pada FTIR.

Detektor ini terdiri dari beberapa jenis, yaitu termokopel dan bolometer, piroelektrik, dan fotokonduktif. Berikut penjelasannya:

• Termokopel merupakan bagian detektor yang terdiri dari sepasang persimpangan dua logam yang berbeda. Sinar radiasi IR yang jatuh pada satu persimpangan dapat menaikkan suhu, sedangkan persimpangan yang lain mempertahankan suhu konstan.
• Bolometer merupakan strip logam murni dengan resistansi yang berubah secara signifikan dengan perubahan suhu. Dimana, perubahan resistansi akan sebanding dengan radiasi yang mencapai bolometer.
• Piroelektrik merupakan detektor yang paling popular dalam FTIR. Detektor ini terbuat dari kristal tunggal dari bahan piroelektrik seperti DTGS atau Deutrated Triglycerine Sulfate dan LiTaO3 atau Lithium tantalate.
• Fotokonduktif merupakan detektor penyerapan radiasi yang menghasilkan penurunan hambatan listrik. Detektor ini terbuat dari MCT atau Mercury Cadmium Telluride yang memiliki respon, waktu respon, linearitas, dan sensitivitas yang lebih tinggi dari detektor piroelektrik.

Ketiga detektor ini nantinya akan bekerja sesuai pada efek pemanasan yang dihasilkan pada radiasi infra merah.

Elektronik

Yang dimaksud dengan elektronik yaitu komputer dan perangkatnya. Alat FTIR memberikan tegangan yang dapat merespon interferogram yang masuk melalui larutan sampel. FTIR juga membentuk persamaan sebelum hasilnya dikirim ke interferogram dalam sistem data. Sinyal yang digunakan juga harus kuat ketika mengubah bentuk analog menjadi bentuk digital.

ATR

Attenuated Total Reflektance (ATR) merupakan teknik FTIR sederhana yang berfungsi untuk mengkarakterisasi material dengan penggunaan sampel yang minimal atau sedikit. ATR adalah varian pembacaan pada FTIR yang terus dikembangkan dan memungkinkan pengguna untuk menguji berbagai jenis sampel, baik itu padat maupun cairan.

Penggunaan ATR sangat memudahkan pengguna apabila ingin melakukan analisis. Dengan menggunakan ATR sampel tidak perlu dicampur dengan KBr seperti pada transmisi FTIR, tetapi sampel ditempatkan langsung pada pelat sampling dari atas jendela optik dengan kristal ZnSe, kemudian ditahan oleh sebuah penjepit kompresi micrometer controlled untuk memastikan kontak yang baik antara sampel dan kristal.

Cara Merawat Alat FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Perawatan pada alat laboratorium sangatlah penting, apalagi pada alat FTIR. Perawatan alat harus dilakukan secara rutin setelah digunakan, untuk mencegah terjadinya kerusakan pada alat. Berikut merupakan cara merawat alat FTIR, yaitu:

1. Sebelum digunakan, mesin FTIR harus dipanaskan terlebih dahulu selama 15-20 menit.
2. Saat menggunakan alat FTIR, hindari menyimpan alat di tempat yang terpapar sinar matahari karena cahaya matahari dpaat menghambat proses pengukuran absorbansi.
3. Alat instrument FTIR harus disimpan di ruangan dengan suhu ruang. FTIR juga harus diletakkan di atas meja dengan permukaan yang rata agar memaksimalkan proses analisisnya.
4. Saat sampel ingin diletakkan, pastikan tempat sampel selalu dalam keadaan bersih setelah digunakan.
5. Kuvet yang digunakan harus kering pada saat dimasukkan ke dalam alat.
6. Jangan lupa untuk selalu melakukan kalibrasi Panjang gelombang dan nilai absorbansi.

Brand Alat FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Salah satu brand dari alat FTIR atau Fourier Transform Infra-Red yang paling banyak direkomendasikan adalah dari brand: BARCOV. Dibawah ini merupakan gambar alat FTIR dari brand BARCOV.

Brand BARCOV

Selain itu, ada beberapa brand lain yang mengembangkan alat FTIR ini, diantaranya yaitu:

Brand Interspectrum

Spesifikasi FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Berikut Spesifikasi Alat FTIR dari Brand BARCOV

INFEROMETER	Cube-corner Michelson Interferometer
BEAM SPLITTER	Multilayer Ge coated KBr
DETECTOR	High Sensitivity Pyroelectric Module (Standard)
IR SOURCE	High Intensity, Long Lifetime Air-Cooler IR Source
WAVENUMBER RANGE	7800cm-1 ~ 350cm-1
RESOLUTION	0.85cm-1
SIGNAL TO NOISE RATIO	Better than 20,000:1 (RMS value at 2100cm-1 2000cm-1 or 2100cm-1 2200cm-1 resolution: 4cm-1, 1 minute data collection)
WAVENUMBER ACCURACY	±0.01 cm-1
SCANNING SPEED	Microprocessor Control, Different Scanning Speed Selectable
SOFTWARE	MainFTOS Suite Software\Workstation, Compatible to all version Windows OS, Various Specialized Functional Software Modules (Optional)
COMMUNICATION	Ethernet Interface & WIFI Wireless Communication
DATA OUTPUT	Standard Data Format Report Generation and Output
STATUS DIAGNOSIS	Power on Self Check, Real-Time Temperature and Humidity Monitoring and Reminders
CERTIFICATION	FDA 21 CFR PARTI 1 COMPLIANCE, IQ/OQ/PQ (OPTIONAL)

Harga Alat FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Alat Spektrofotometer FTIR (Fourier Transform Infra-Red) memiliki harga yang tergolong cukup mahal. Harga alat FTIR di tahun 2023 ini berkisar antara 400 hingga 600 jutaan. Harga ini tergantung dari tipe atau jenis alatnya, merk, spesifikasi, dan juga kebijakan dari distributor alatnya.

Tempat Jual Alat FTIR (Fourier Transform Infra-Red)

Alat Instrument seperti Spektrofotometer FTIR (Fourier Transform Infra-Red) ini bisa Anda dapatkan di distributor resmi seperti PT. Andaru Persada Mandiri. PT. Andaru Persada Mandiri juga menjual alat laboratorium lainnya seperti HPLC, Laminar Air Flow, dan lainnya.

Ditulis Oleh : FK

Demikian pembahasan tentang “FTIR – Pengertian, Fungsi, dan Prinsip Kerjanya“. Bagi anda yang membutuhkan diskusi cepat produk ini bisa menghubungi contact PT. Andaru Persada Mandiri via whatsapp 087777277740 atau telepon 0251-7504679. Link alamat kami sertakan pada Google Maps.