Membran Sel

Membran sel merupakan lapisan pembatas yang bersifat permeabel dan selektif yang hanya bisa dilewati oleh zat-zat tertentu saja. Membran sel dibentuk oleh dua lapisan posfolipida yang memisahkan bagian dalam dan bagian luar sel. Dua lapisan posfolipida ini berisi protein, karbohidrat dan kolestrol. Bagian dalam membran sel terdi dari dari bagian dalam yang merupakan ekor dari posfolipida dan bersifat non-polar, sedangkan bagian kepala bersifat polar berada pada permukaan luar dan dalam sel. Bagian asam lemak tidak jenuh pada dapat membuat membran lebih rigit. Pori-pori, chanel protein memainkan peran penting yang merupakan bagian pengatur keluar masuknya glukosa melalui proses difusi. Demikian juga pada ion transpor energi yang terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi, lihat Gambar 14.45.

Gambar 14.45. Komposisi membran sel dan perannya

read more “Membran Sel”

Asam Nukleat

Asam nukleat adalah makromolekul pertama yang berhasil diisolasi dari dalam inti sel. Asam nukleat berbentuk rantai linier yang merupakan gabungan monomer nukleotida sebagai unit pembangunnya. Molekul ini menyimpan informasi pertumbuhan sel dan reproduksi.
Monomer nukleotida sebagai struktur primer asam nukleat diperoleh dari hasil hidrolisis asam nukleat. Proses hidrolisis lebih lanjut dari monomer nukleotida akan dihasilkan asam fosfat dan nukleosida. Proses hidrolisis ini dilakukan dalam suasana basa. Jika hidrolisis dilanjutkan kembali terhadap senyawa nukleosida dalam larutan asam berair akan dihasilkan molekul gula dan basa nitrogen dengan bentuk heterosiklik. Sehingga komposisi molekul penyusun asam nukleat diketahui dengan jelas, seperti yang ditunjukkan gambar 14.54 hingga bagan pada Gambar 14.57.

Gambar 14.54. Molekul sederhana asam nukleat

Gambar 14.57. Skema hidrolisis Asam nukleat
Dari Gambar 14.54 tampak bahwa struktur utama asam nukleat adalah molekul gula yang mengandung asam posfat dan basa Nitrogen yang dihubungkan dengan ikatan posfodiester membentuk rantai panjang. Monomer nukleotida dapat dilihat pada Gambar 14.55 dan 14.56.

Gambar 14.55. Molekul Nukleotida

Gambar 14.56. Molekul Nukleosida
Senyawa gula penyusun nukleotida merupakan gula dengan atom Karbon 5 (lima) yaitu 2-deoksi-D-ribosa dan D-ribosa, lihat Bagan dibawah ini.

Bagan 14.58. Molekul penyusun Asam nukleat
Basa nukleosida yang ditemukan pada asam nukleat adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G), timin (T) dan urasil (U), lihat Bagan 14.58.
Asam nukleat dalam sel terdiri dari DNA (DeoxyriboNucleic Acid) dan RNA (RiboNucleic Acid). Kedua jenis asam nukleat ini memiliki perbedaan basa purin yang merupakan molekul penyusunnya. Untuk RNA disusun oleh gula D-ribosa dan basa urasil. Sedangkan untuk DNA disusun oleh gula 2-deoksi-D-ribosa yaitu gula D-ribosa yang kehilangan gugus OH pada atom C nomor 2 dan basa timin.

read more “Asam Nukleat”

Nukleosida

Molekul nukleosida merupakan suatu N-glikosida yaitu ikatan pada atom N dari sebuah basa yang terikat pada molekul gula pada atom C nomor 1. Basa Nitrogen yang terikat dapat berupa purin atau pirimidin.
Ikatan N-glikosida untuk purin dan gula terjadi pada atom N nomor 9 dengan atom C nomor 1 dari gula. Sedangkan pirimidin terjadi pada atom N nomor 1 dengan atom C nomor 1 dari gula, perhatikan Gambar 14.59.

Gambar 14.59. Ikatan N-glikosida
Nukleotida merupakan ester fosfat dari nukleosida, dimana gugus hidroksil pada gula pentosa diesterifikasi dengan fosfat anorganik lihat Gambar 14.59. Gugus hidroksil yang teresterifikasi pada nukleotida DNA dan RNA adalah pada posisi 3’ maupun 5’ pada gula pentosa. Nukleotida DNA dinamai sebagai ester 3’ atau 5’-monofosfat dari nukleosida.

read more “Nukleosida”

Nukleotida

Gugus fosfat pada nukleotida bersifat asam dan dapat dihidrolisis oleh basa berair maupun enzim yang akan menghasilkan nukleosida dan asam fosfat penyusunnya. Penamaan asam nukleat, mengikuti pola unit penyusun dari nukleosida dan nukleotidanya. Untuk nukleosida dengan mengganti akhiran basa nitrogennya meunjadi –osin untuk basa purin dan akhiran –idin untuk pirimidin. Untuk nukleotida dengan menambahkan 5-monoposfat pada nukleosidanya.
Penamaan untuk beberapa nukleosida dan nukleotida disajikan dalam Tabel 14.9.
Tabel 14.9. Penamaan nukleosida dan nukleotida

read more “Nukleotida”

Filtrasi

Filtrasi adalah proses pemisahan dari campuran heterogen yang mengandung cairan dan partikel-partikel padat dengan menggunakan media filter yang hanya meloloskan cairan dan menahan partikel-partikel padat.
Proses filtrasi yang sederhana adalah proses penyaringan dengan dengan media filter kertas saring (Gambar 15.4). Kertas saring kita potong melingkar jika masih bentuk lembaran empat persegi panjang atau kubus, jika telah berbentuk lingkaran lipat dua, sebanyak tiga atau empat kali. Selanjutnya buka dan letakkan dalam corong pisah sehingga tepat melekat dengan corong pisah. Tuangkan campuran heterogen yang akan dipisahkan, sedikit demi sedikit, kira-kira banyaknya campuran tersebut adalah sepertiga dari tinggi kertas. Lakukan berulang-ulang, sehingga kita dapat memisahkan partikel padat dengan cairannya. Hasil filtrasi adalah zat padat yang disebut residen dan zat cairnya disebut dengan filtrat.

Gambar 15.4. Pemisahan dengan kertas saring tanpa tekanan (adanya grafitasi)
Proses pemisahan dengan cara filtrasi dapat kita bedakan berdasarkan adanya tekanan dan tanpa tekanan. Contoh diatas merupakan proses pemisahan tanpa tekanan, dimana cairan mengalir karena adanya gaya grafitasi. Pemisahan ini sangat cocok untuk campuran heterogen dimana jumlah cairannya lebih besar dibandingkan partikel zat padatnya.
Proses pemisahan dengan tekanan, umumnya dengan cara di vakumkan (disedot dengan pompa vakum). Proses pemisahan dengan teknik ini sangat tepat dilakukan, jika jumlah partikel padatnya lebih besar dibandingkan dengan cairannya. Perhatikan Gambar 15.5, pada halaman berikut.

Gambar 15.5. Pemisahan dengan cara meningkatkan tekanan

read more “Filtrasi”

Sentrifugasi

Campuran heterogen terdiri dari senyawa-senyawa dengan berat jenis berdekatan sulit dipisahkan. Membiarkan senyawa tersebut terendapkan karena adanya grafitasi berjalan sangat lambat. Beberapa campuran senyawa yang memiliki sifat seperti ini adalah koloid, seperti emulsi.
Salah satu teknik yang dapat dipergunakan untuk memisahkan campuran ini adalah teknik sentrifugasi, yaitu metode yang digunakan dalam untuk mempercepat proses pengendapan dengan memberikan gaya sentrifugasi pada partikel-partikelnya.
Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tanbung dan terakumulasi membentuk endapan (Gambar 15.6).

Gambar 15.6. Pengendapan dengan teknik sentrifugasi
Mari kita perhatikan proses pembuatan minyak kelapa, dimana teknik pemisahan sentrifugasi cukup berperan. Buah kelapa dihancurkan, dan diperas sehingga didapat bagian santan. Didalam santan terdapat campuran minyak dengan air. Dengan melakukan sentrifugasi dengan kecepatan antara 3000-3500 rpm, maka terjadi pemisahan dan terdapat dua bagian yaitu fraksi kaya minyak (krim) dan fraksi miskin minyak (skim). Selanjutnya krim diasamkan, kemudian diberi perlakuan sentrifugasi sekali lagi untuk memisahkan minyak dari bagian bukan minyak.
Dalam pengolahan minyak kelapa, sering juga dilakukan modifikasi khususnya dalam pemisahan krim untuk mendapatkan bagian minyak. Modifikasi tersebut dilakukan dengan cara pemanasan krim, dan akan dihasilkan padatan dan minyak, selanjutnya dengan penyaringan kita dapatkan minyak kelapa yang bersih dan jernih.

sumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/sentrifugasi/

read more “Sentrifugasi”

Kristalisasi

Pemisahan dengan teknik kristalisasi didasari atas pelepasan pelarut dari zat terlarutnya dalam sebuah campuran homogeen atau larutan, sehingga terbentuk kristal dari zat terlarutnya. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%.
Kristal dapat terbentuk karena suatu larutan dalam keadaan atau kondisi lewat jenuh (supersaturated). Kondisi tersebut terjadinya karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kita dapat memaksa agar kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai. Proses pengurangan pelarut dapat dilakukan dengan empat cara yaitu, penguapan, pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia.
Pemisahan denga pembentukan kristal melalui proses penguapan merupakan cara yang sederhana dan mudah kita jumpai, seperti pada proses pembuatan garam.
Air laut dialirkan kedalam tambak dan selanjutnya ditutup. Air laut yang ada dalam tambak terkena sinar matahari dan mengalami proses penguapan, semakin lama jumlah berkurang, dan mongering bersamaan dengan itu pula kristal garam terbentuk. Biasanya petani garam mengirim hasilnya ke pabrik untuk pengolahan lebih lanjut.
Pabrik gula juga melakukan proses kristalisasi, tebu digiling dan dihasilkan nira, nira tersebut selanjutnya dimasukkan kedalam alat vacuum evaporator, Dalam alat ini dilakukan pemanasan sehingga kandungan air di dalam nira menguap, dan uap tersebut dikeluarkan dengan melalui pompa, sehingga nira kehilangan air berubah menjadi Kristal gula.
Ketiga teknik yang lain pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia pada prinsipnya adalah sama yaitu mengurangi kadar pelarut didalam campuran homogeen.


sumber: http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/kristalisasi/

read more “Kristalisasi”

Unsur-Unsur Transisi Dan Ion Kompleks

a. Unsur Transisi	Unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit pertama sebelum kulit terluar untuk berikatan dengan unsur lain
b. Ion Kompleks	Terdiri dari Ion pusat dari Ligand 1. Ion pusat ion dari unsur-unsur transisi dan bermuatan positif. 2. Ligand molekul atau ion yang mempunyai pasangan elektron bebas. Misal : Cl-, CN-, NH3, H2O dan sebagainya. 3. Bilangan koordinasi adalah jumlah ligand dalam suatu ion kompleks. Antara ion pusat dan ligand terdapat ikatan koordinasi.
c. Daftar Ion Kompleks	1. Ion Kompleks positif : [Ag(NH3)2]+ = Diamin Perak (I) [Cu(NH3)4]2+ = Tetra amin Tembaga (II) [Zn(NH3)4]2+ = Tetra amin Seng (II) [Co(NH3)6]3+ = Heksa amin Kobal (III) [Cu(H2O)4]2+ = Tetra Aquo Tembaga (II) [Co(H2O)6]3+ = Heksa Aquo Kobal (III) 2. Ion Kompleks negatif [Ni(CN)4]2- = Tetra siano Nikelat (II) [Fe(CN)6]3- = Heksa siano Ferat (III) [Fe(CN)6]4- = Heksa siano Ferat (II) [Co(CN)6]4- = Heksa siano Kobaltat (II) [Co(CN)6]3- = Heksa siano Kobaltat (III) [Co(Cl6]3- = Heksa kloro Kobaltat (III)

read more “Unsur-Unsur Transisi Dan Ion Kompleks”

Sifat Fisika Dan Kimia Gas Hidrogen

Titik Didih (oC)	-252.6oC
Titik Lebur (oC)	-259.2oC
Dengan Halogen	H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g) HCl (g) + air → H+ (aq) + Cl- (aq)
Dengan Logam Golongan Alkali	2 Na (s) + H2 (g) → 2 Na+H- (s) + energi Na+H- (s) + H2O → NaOH (aq) + H2 (g)
Susunan Atom	1 proton + 1 elektron
Isotop	11H , 12H , 13H
Potensial Iobisasi (kJ/mol)	56.9 kJ/mol

read more “Sifat Fisika Dan Kimia Gas Hidrogen”

Spectroscopy infra merah membantu diagnosis kanker

Suatu algoritma genetic yang dikembangkan oleh para ilmuwan Inggris dapat membantu penggunaan spectroscopy infra merah (IR) pada diagnosis kanker.

Spectroscopy IR merupakan suatu metode yang tidak merusak dalam penganalisaan sel, jaringan dan zat cair gas yang telah digunkan untuk mendeteksi penyakit berbeda dan tingkatan penyakit berbahaya pada prostate yang terinfeksi, cervical dan jaringan usus besar. Namun beberapa metode untuk memproses sel-sel sebelum analisa tidaklah bersifat standard dimana melalui laboratorium yang berbeda-beda, yang dapat membuat hasilnya sulit diinterpretasikan oleh yang tidak spesialisasinya di rumah sakit itu sendiri.

Kerja sama yang dipimpin oleh Peter Gardner pada University of Manchester telah memeriksa tanda-tanda IR dari kanker prostate dengan menggunakan sel-sel dari sumber yang sama didalam tubuh. Dengan pentransformasian sel-sel secara biologis dan kimiawi, para peneliti menirukan perkembangan tumor dan menemukan bahwa perbedaan antara tanda-tanda sel dengan tingkah laku tumor yang berbeda sangatlah sulit sekali.

Gardner mengembangkan suatu algortma genetic – suatu program computer yang memelajari dan mengoptimalkan larutan – untuk memproses data IR dari sel-sel sebelum dianalisa. Mereka menggunakan 50 algoritma genetic bebas yang dikerjakan untuk mengoptimalkan sejumlah spectra terklasifikasi dengan tepat. Dengan metode ini, mereka dapat memisahkan keluarga dari sel-sel terkait yang dekat ini dengan akurasi tingkat tinggi.

Max Diem, seorang ahli pada diagnosis spectral dari Northeastern University di Boston, Amerika Serikat, mengatakan makalah ini merupakan ‘suatu aplikasi yang memelopori teknologi berkembang baru–baru ini, dan and menguraikan secara singkat tenaga yang mendiskriminasikan jalur sel-sel kanker dari tingkat penyerbuan berbeda oleh metode spektral’.

‘Tujuannya adalah untuk mengidentifikasikan beberapa tumor yang kelihatannya akan menyebar,’ jelas Gardner, dan menambahkan bahwa dengan pekerjaan yang lebih lanjut, pengidentifikasian tanda-tanda IR akan menjadi alat yang tidak terkira harganya yang dapat digunakan untuk membantu keputusan medis mengenai pengobatannya. ‘Pada saat ini, hal ini melampaui bukti dari tingkat prinsip yang ada namun belumlah siap untuk pengujian medis secara penuh,’ simpulnya.

source: http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/spectroscopy-infra-merah-membantu-diagnosis-kanker/

read more “Spectroscopy infra merah membantu diagnosis kanker”

Misteri rodanano terbesar terpecahkan

Para peneliti di Inggris dan Jerman telah menyingkap mekanisme dibalik bagaimana salah satu dari struktur bahan kimiawi paling hebat menyusun dengan sendirinya, suatu molekul roda terbesar terbuat dari molybdenum oksida, secara spontan memproduksi dengan sendirinya. Temuan ini kelihatnnya mempunyai implikasi yang penting dalam memanupulasi rekasi perakitan dengan sendirinya dan melengkapi cara baru untuk menciptakan arsitektur molekular yang berguna.

Sekitar 15 tahun yang lalu Achim Müller dan para koleganya pada Universitas Bielefeld di Jerman menunjukkan bahwa suatu campuran sederhana sodium molybdate, air dan agen pengurang pada pH rendah secara spontan membentuk roda molekular molybdenum oksida yang berbentuk donat. Hampir 4nm diseberangnya ada lebih dari sebuah jarak yang besar ketimbang struktur yang terlihat sebelumnya, dan menunjukkan kelas molekul yang unik dengan banyak potensi aplikasi bagi materi dan ilmu nano. Bagaimanapun, mekanisme dari perakitan dengan sendirinya tetap tidak diketahui.

Sekarang ini, Lee Cronin dari Universitas Glasgow di Inggris dan para koleganya telah mengungkap misteri ini dengan menyelesaikan reaksi tersebut di ruang aliran. Di sini reactant dimasukkan kedalam ruang dibawah aliran yang. Penambahan yang konstan dari reactant pada titik masuk menyusun kondisi yang stabil, memungkinkan produksi reaksi awal untuk mengakumulasi dekat dengan titik masuk. Pada bagian ruangan ini opara peneliti melihat kristal yang mengendap dari larutan. Kristalografi sinar X menunjukkan bahwa kristal – kristal tersebut berbentuk cakram datar yang meliputi 186 atom molybdenum, sesudah itu menunjukkan meliputi 36-Mo inti pusat yang berisi didalam 150-Mo lubang roda.

Saat roda tersusun, penambahan delapan elektron meningkatkan tolakan antara cincin dan template, menyebabkan kumpulan 36-Mo dilepaskan

‘Roda archtypal molybdenum mempunyai muatan negatif yang besar – ini merupakan 28 elektron yang direduksi,’ kata Cronin. ‘Dimana kita menentukan bahwa roda – roda molekular berdiri pada sistem aliran merupakan 20 elektron yang direduksi. Kita mereduksi ini lebih lanjut dan atas keterkejutan kami melihat ada dua set krsital baru yang terbentuk – satu set menjadi roda molybdenum ‘kosong’ dan set yang lainnya terdiri dari kumpulan 36 Mo.’

Ini kelihatannya bahwa kumpulan 36-Mo berperan sebagai suatu template disekitar gabungan molybdenum kedalam suatu cincin dan dua unit atomik dipegang bersama – sama oleh ion – ion sodium dan ikatan hidrogen. Dibawah kondisi yang berkurang, tolakan elektrostatis pada akhirnya mencapai titik dimana pusat roda tersebut dikeluarkan: kumpulan terkecil berperan sebagai template tamu sementara yang membentuk suatu tuan rumah dan kemudian meninggalkannya.

Pendekatan ini membuktikan kegunaan dalam membuka sistem lain perakitan dengan sendirinya, yakin Cronin. ‘Apa yang telah kita perlihatkan adalah dengan jalur reaksi yang rumit ini yang memproduksi arsitektuur molekular yang tak biasa, kita dapat menjebak lanjutan dan memelajari bagaimana untuk memulai memanupulasi sistem yang diketahui dan mendesain yang baru lagi.’

John Errington, seorang ahli dalam nanostruktur metal oksida pada Universitas Newcastle di Inggris, mengatakan bahwa implikasi pekerjaan baru ini sangatlah besar. ‘Kemampuan untuk mengarahkan struktur nanoskala yang diperoleh dari campuran dinamis secara konstitusional dari blok pembangun molekular metal oksida telah menjadi tantangan terbesar sejak Müller dan rekan kerjanya pertama kali mengungkap asal muasal bentuk “cincin besar” yang hebat mengurangi larutan molybdate,’ kata Errington. ‘Penggunaan yang cemerlang dari aliran ilmu kimiawi ini kelihatannya menyediakan dasar bagi strategi umum sintetis yang akan memperluas wawasan lebih lanjut bagi area yang menarik dalam ilmu kimiawi.’

source: http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/misteri-rodanano-terbesar-terpecahkan/

read more “Misteri rodanano terbesar terpecahkan”

Kemotaksis Droplet Acidic memecahkan teka – teki

Manufer teka – teki suatu perjalanan droplet melalui jalan berliku dengan gradien pH. Pada gambar hamparan, tetesan hitam menunjukkan waktu awal, sedangkan yang merah adalah kelanjutannya.

Dalam dunia keilmiahan, memecahkan teka – teki dulunya merupakan ranah dari eksperimen pesikologi. Sekarang ini ahli kimiawi mulai bertindak, tetapi mereka menyingkirkan tikus percobaan yang kuno dengan suatu tetesan cairan. Sebuah tim yang dipimpin oleh profesor ilmu kimia pada Universitas Northwestern yaitu Bartosz A. Grzybowski telah menunjukkan bahwa suatu droplet acidic dapat menavigasi dengan sukses suatu teka – teki yang komplek (J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja9076793).

“Saya secara pribadi menemukan sesuatu yang paling menggembirakan bahwa suatu sistem yang sederhana dapat menunjukkan tingkah laku yang kelihatannya ‘pandai’,” komentar profesor John A. Pojman dari Louisiana State University. “Pendekatan ini sangat berguna sebagai metode pemompa bagi mikrofluida atau suatu cara untuk mengubah energi kimia menjadi gerakan mekanis pada peralatan yang kecil. Saya ingin sekali melihat jika mereka dapat mengeneralisasikanhal ini kepada tipe gradien lainnya,” katanya.

Droplet, yang tersusun dari asam 2-hexyldecanoic baik pada dichloromethane atau minyak mineral, berjalan beberapa sentimeter melalui suatu teka – teki dengan gradien pH. pH ini sangat tinggi pada pintu masuk teka – tekinya dan rendah pada pintu keluarnya. Saat berada di teka – teki, droplet ini berjalan menuju pH yang rendah, dan selanjutnya begitu terus, jelas Grzybowski, ini selalu menemukan jalan yang pendek melalui teka – teki ini.

Kimiawi asam-basa dan tensi permukaannya adalah apa yang mendorong tetesan tersebut. “Reaksi interfasial antara asam pada tetesan tersebut dengan basa di salurannya menciptakan konfeksi gulungan atau ‘pilinan,’” terang Grzybowski. “Mekanik fluida memerankan hal itu bahwa pilinan yang menghadap pH yang lebih rendah lebih dinyatakan, dan sehingga tetesan tersebut secara efektif mendorong pada suatu arah.”

source:  http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/kemotaksis-droplet-acidic-memecahkan-teka-teki/

read more “Kemotaksis Droplet Acidic memecahkan teka – teki”

Biosensor sederhana untuk pengawasan penyakit kekebalan tubuh

Para peneliti Amerika Serikat dan Italia telah mengembangkan sebuah sensor baru yang melacak gerakan maju penyakit autoimmune karena secara dramatis mengurangi waktu penganalisaan dan tidak membutuhkan reagents.
Pada penyakit autoimmune seperti systematic lupus erythematosus – suatu penyakit yang mempengaruhi lebih dari lima juta orang di seluruh dunia – sistem kekebalan tubuh mengaktifkan dengan sendirinya dan memproduksi antibodi anti-DNA yang menyerang berbagai organ. Dikarenakan kuantifikasi antibodi pada aliran darah memerankan peranan pentingdalam pengawasan keganasan penyakit tersebut, metode pendeteksian sekarang ini seperti enzim yang dihubungkan dengan immunosorbent assay (ELISA) harus dilakukan oleh petugas klinis yang terampil dan mmbutuhkan berjam – jam bahkan berhari – hari untuk menghasilkan suatu hasilnya.
Francesco Ricci dan rekan kerjanya pada Universitas Rome Tor Vergata telah mengembangkan elektroda biosensor yang dapat secara cepat mendeteksi antibodi anti-DNA. Sensor ini menggunakan serangkaian pendek dari rantai DNA tunggal yang telah dimodifikasikan pada salah satu ujungnya dengan tag redox-actif. Pada ujung lainnya pada pemeriksaan DNA dimodifikasi dengan kelompok thiol yang membentuk suatu ikatan kuat pada permukaan elektron emas.

Fleksibilitas pemeriksaan DNA diganti oleh ikatan antibodi; mengubah respon dari sensor
Untuk transfer elektron yang efisien dapat muncul, DNA harus dibengkokan untuk memungkinkan pemeriksaan redox hingga menyentuh permukaan elektroda. Saat antibodi anti-DNA pada ikatan sederhana pada DNA, pemeriksaannya lebih sedikit fleksibel dan mengurangi keefesiensian tag redox tag yang bertabrakan dengan elektroda. Hal ini menginterupsi pergantian elektron antara pemeriksaan dan elektrodanya, mengurangi arus listrik .
“Ini membuktikan konsep dari alternatif yang sangat menarik bagi pendeteksian antibodi melawan rantai DNA tunggal dan ganda. Ini dapat membuka jalan untuk mengembangkan penggujian kadar logam baru bagi beberapa analisa lainnya dengan kepentingan bagi aplikasi klinis di samping bidang lainnya “
Arben Merkoçi, seorang ahli pada pendesainan biosensors pada Catalan Institute of Nanotechnology di spanyol Spain, mengatakan; Ini membuktikan konsep dari alternatif yang sangat menarik bagi pendeteksian antibodi melawan rantai DNA tunggal dan ganda. Ini dapat membuka jalan untuk mengembangkan penggujian kadar logam baru bagi beberapa analisa lainnya dengan kepentingan bagi aplikasi klinis.’
Ricci sangat berminat untuk mengoptimalkan desain sensor dan berharap untuk mengkomersilkan teknologi ini. ‘Kemungkinan untuk memiliki sensor terminiatur, rendah biaya dan instrumentasi portable dan untuk memproses sejumlah besar contoh – contoh dengan keefektifan waktu  merupakan keuntungan yang sangat besar dalam pendekatan elektrokimiawiterhadap teknik lainnya yang membuat ini diantara yang paling sesuai dalam pengujian titik perawatan’ kata dia.

sumber: http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/biosensor-sederhana-untuk-pengawasan-penyakit-kekebalan-tubuh/

read more “Biosensor sederhana untuk pengawasan penyakit kekebalan tubuh”

Aksi ganda nanosensor

Nanosensor polymer yang dikembangkan oleh para ilmuwan Cina merespon terhadap ion-ion metal dan temperature.
Nanosensors optikal mempunyai aplikasi dengan jangkauan luas yang meliputi deteksi urutan DNA, thermometer, alat peraga dan bar code-nya. Sampai dengan sekarang ini pendekatan universalnya adalah dengan menggunakan nanokristal emas atau perak atau juga titik kuatum semikonduktor untuk mendapatkan warna yang diinginkan. Namun, hal tersebut mempunyai kelemahan yang signifikan sebagaimana warna yang mereka hasilkan tidaklah tunable, mereka memerlukan kondisi sintesis kasar dan dapat jiga menjadi sitotoksin.
Jinying Yuan dari Tsinghua University, Beijing, membuat nanosensor optikal yang penuh warna berdasarkan pada porphyrin yang terdiri dari copolymer tiga blok ABCyang mengatasi persoalan tersebut serta merespon terhadap ion metal dan temperaturnya. Hal ini memungkinkan penggunaan keduanya sebagai sebuah pendetektor ion dan thermometer ultra-sensitive.
Larutan copolymer dapat digunakan dengan berbagai ion metal yang masing-masingnya mmberikan warna berbeda dan memungkinkan Yuan untuk menciptakan nanoarray yang mampu dalam menyampaikan secara simultan sinyal sembilan warnanya. ‘Kita dapat mengidentifikasikan dengan jelas metal mana yang memicu perubahan warna spesifik dan serta meniadakan beberapa ion metal yang tidak dapat menyebabkan perubahan warna,’ jelas Yuan. Sebagai tambahan, nanosensor melakukan transisi warna yang luar biasa pada kisaran 35-61°C. Sifat thermochromic berjangkauan luas yang tidak diharapkan dari nanosensor tersebut dapat memungkinkan penggunaan mereka pada kesatuan thermometric ultra-sensitive.
Richard Hoogenboom, seorang ahli pada copolymers dari Radboud University, Nijmegen, Belanda, terkesan dengan ‘hasil yang luar biasa’. Dia mengatakan bahwa dia belum melihat ‘contoh manapun dimana hanya dengan satu polymer memungkinkan untuk mendapatkan spectrum warna yang luas dan daeran yang merasakan temperature hanya dengan menambahkan ion metal’.
Tim Yuan sekarang ini sedang mengembangkan copolymer serupa dengan kelompok porhyrin yang membentuk hidrogel pada larutan air sebagai material gel materials yang dapat diaplikasikan lebih siap lagi dari pada larutannya.


sumber: http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/aksi-ganda-nanosensor/

read more “Aksi ganda nanosensor”

Kegunaan Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi yang diperoleh dari minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositas, dan juga sifat kimianya.

Bensin
Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang masih memegang peranan penting sampai saat ini. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5-C10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Lalu, bagaimana sebenarnya penggunaan bensin sebagai bahan bakar?
Bensin sebagai bahan bakar kendaraan bermotor
Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan sebagai berikut.
Pembakaran bensin yang diinginkan adalah yang menghasilkan dorongan yang mulus terhadap penurunan piston. Hal ini tergantung dari ketepatan waktu pembakaran agar jumlah energi yang ditransfer ke piston menjadi maksimum. Ketepatan waktu pembakaran tergantung dari jenis rantai hidrokarbon yang selanjutnya akan menentukan kualitas bensin. -Alkana rantai lurus dalam bensin seperti n-heptana, n-oktana, dan n­-nonana sangat mudah terbakar. Hal ini menyebabkan pembakaran terjadi terlalu awal sebelum piston mencapai posisi yang tepat. Akibatnya timbul bunyi ledakan yang dikenal sebagai ketukan (knocking). Pembakaran terlalu awal juga berarti ada sisa komponen bensin yang belum terbakar sehingga energi yang ditransfer ke piston tidak maksimum. -Alkana rantai bercabang/alisiklik/aromatik dalam bensin seperti isooktana tidak terlalu mudah terbakar. Jadi, lebih sedikit ketukan yang dihasilkan, dan energi yang ditransfer ke piston lebih besar.
Oleh karena itu, bensin dengan kualitas yang baik harus mengandung lebih banyak alkana rantai bercabang/alisiklik/aromatik dibandingkan alkana rantai lurus. Kualitas bensin ini dinyatakan oleh bilangan oktan.

read more “Kegunaan Minyak Bumi”

Keasaman dari Asam Organik

Halaman ini menjelaskan keasaman dari asam organik sederhana dan faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan relatifnya.
Mengapa asam organik asam?
Asam organik sebagai asam lemah
Sebagai tujuan dari topik ini, kita akan melihat definisi dari asam sebagai “substansi yang memberi ion (proton) ke yang lain”. Dapat dilihat bagaimana mudahnya asam melepas ion hidrogen ke molekul air saat mereka larut dalam air.
Asam pada larutan memiliki kesetimbangan sebagai berikut:

Sebuah atom hidroksinium dibentuk bersama-sama dengan anion (ion negative) dari asam.
Persamaan ini kadang-kadang disederhanakan dengan menghilangkan air untuk menekankan ionisasi dari asam.

Jika anda menuliskan seperti ini, anda harus memasukkan simbok – “(aq)”. Dengan menuliskan H⁺_(aq) mengartikan bahwa molekul hidrogen berikatan dengan air sebagai H₃O⁺. Ion hidrogen selalu berikatan dengan sesuatu pada saat reaksi kimia.
Maksud dari asam organik merupakan asam lemah adalah karena ionisasi sangat tidak lengkap. Pada suatu waktu sebagian besar dari asam berada di larutan sebagai molekul yang tidak terionisasi. Sebagai contoh pada kasus asam etanoik, larutan mengandung 99% molekul asam etanoik dan hanya 1 persen yang benar benar terionisasi. Posisi dari kesetimbangan menjadi bergeser ke arah kiri.
Membandingkan kekuatan asam lemah
Kekuatan asam lemah diukur dengan skalapK_a. Semakin kecil semakin kuat tingkat keasamannya.
Dibawah ini merupakan 3 buah senyawa dan nilai pK_a mereka.

Ingat semakin kecil pK_a semakin tinggi tingkat keasaman. Bandingkan dengan dua asam etanoik yang lain anda akan melihat bahwa phenol sangat lemah dengan pK_a 10.00, dan etanol lebih lemah lagi pK_a sekitar16 sehingga tidak dapat dianggap lagi sebagai asam.
Mengapa asam-asam tersebut asam?
Dalam setiap kasus, ikatan antara oksigen dan oksigen pada -OH terputus. Sehingga hanya sisa molekul yang dilambangkan sebagai “X”:

Jadi bila ikatan yang sama putus dalam setiap kasus, mengapa ketiga contoh senyawa diatas menghasilkan tingkat asam yang berbeda beda?
Perbedaan kekuatan asam antara asam karboksilat, fenol dan alkohol.
Faktor-faktor yang harus diperhatikan
Dua faktor yang mempengaruhi ionisasi dari asam adalah:

• Kekuatan dari ikatan yang diputuskan,
• kestabilan ion yang terbentuk.

Dalam kasus ini, anda memutus ikatan dari molekul yang sama (antara O dan H) jadi bisa dianggap kekuatan ikatan yang diputuskan adalah sama.
Faktor yang paling penting dalam menentukan kekuatan relatif dari molekul adalah pada sifat dari ion ion yang terbentuk.Anda selalu mendapatkan ion hidroksinium jadi anda tidak perlu membandingkan itu. Yang perlu andabandingkan adalah sifat dari anion (ion negatif) yang berbeda-beda pada setiap kasus.
Asam Etanoik
Asam etanoik memiliki struktur:

Hidrogen yang mengakibatkan sifat asam adalah hidrogen yang terikat dengan oksigen. Saat asam etanoik terionisasi terbentuklah ion etanoat, CH₃COO^-. Anda mungkin menyangka bahwa struktur dari ion etanoat adalah seperti dibawah ini, namun dari pengukuran panjang ikatan menunjukkan bahwa ikatan karbon dengan kedua oksigen memiliki panjang yang sama. Dengan panjang berkisar antara panjang ikatan tunggal dan ikatan rangkap..

Untuk menjelasakan mengapa, anda harus melihat ikatan ion etanoat secara detail.
Sama seperti ikatan rangkap yang lain, ikatan karbon oksigen dibuat di dua bagian yang berbeda. Sepasang elektron ditemukan pada garis diantara dua nukleus yang disebut sebagai ikatan sigma. Sepasang elektron yang lain ditemukan diatas dan dibawah dari bidang dalam bentuk ikatan pi. Ikatan pi dibuat dari overlap orbital p antara karbon dan oksigen.
Pada ion etanoat, Salah satu dari elektron bebas dari oksigen yang negarif berada pada keadaan hampir pararel dengan orbita;-orbital p tersebut dan mengakibatkan overlap antara atom oksigen yang lain dan atom karbon .

Sehingga terjadi delokalisasi sistem pi dari keseluruhan -COO^- namun tak seperti yang terjadi pada benzene.

Semua atom bebas dari oksigen telah di hilangkan dari gambar untuk lebih sederhana.
Karena Hidrogen lebih elektronegatif dari karbon, delokalisasi sistem terjadi sehingga elektron lebih lama berada pada daerah atom oksigen.
Lalu dimana letak muatan negatif dari keseluruhan molekul? Jwabannya adalah tersebar diantara keseluruhan molekul -COO^- ,namun dengan kemungkinan terbesar menemukannya pada daera antara kedua atom oksigen.
Semakin anda menyebarkan muatan, semakin stabil sebuah ion. Atau pada kasus ini, jika anda mendelokalisasikan muatan negatif ke beberapa atom, muatan tersebut akan menjadi lebih tidak tertarik ke ion hidrogen kecenderungan membentuk ulang asam etanoik pun berkurang.
Ion etanoat dapat digambarkan secara sederhana sebagai:

Garis putus-putus mewakili delokalisasi. Muatan negatif ditulis ditengah untuk menggambarkan bahwa muatan tersebut tidak terlokalisasi pada salah satu atom oksigen.
Fenol
Fenol memiliki -OH terikat pada rantai benzennya.

Saat ikatan hidrogen-oksigen pada fenol terputus, anda mendapatkan ion fenoksida , C₆H₅O^-.
Delokalisai juga terjadi pada ion ini. Pada saat ini, salah satu dari antara elektron bebas dari atom oksigen overlap dengan elektron dari rantai benzen.

Overlap ini mengakibatkan dislokalisasi. Dan sebagai hasil muatan negatif tidak hanya berada pada oksigen tetapi tersebar ke seluruh molekul.

Lalu mengapa fenol lebih lemah daripada asam etanoik? Pada ion etanoat, delokalisasi terpusat pada daerah antara 2 atom oksigen.Sistem yang terdelokalisasi membagi muatan negatif diantara kedua atom oksigen. Tidak ada oksigen yang lebih kuat menarik hidrogen ion.
Pada ion fenoksida, atom oksigen tunggal masih merupakan yang paling elektronegatif dan sistem yang terdelokalisasi terpusat pada daerah oksigen tersebut. Sehingga atom oksigen memiliki muatan yang paling negatif, walaupun sebenarnya tidak memiliki muatan sebanyak itu apabila delokalisasi tidak terjadi.
Delokalisasi membuat ion fenoksida lebih stabil dari seharusnya sehingga fenol menjadi asam. Namun delokalisasi belum membagi muatan dengan efektif. Muatan negatif disekitar oksigen akan tertarik pada ion hidrogen dam membuat lebih mudah terbentuknya fenol kembali. Sehingga itu fenol merupakan asam yang sangat lemah.
Etanol
Etanol, CH₃CH₂OH, merupakan asam yang sangat lemah sampai sampai-sampai anda bisa menganggapnya bukan sebagai asam. Jika ikatan oksigen dan hidrogen terputus dan melepaskan ion, ion etokside terbentuk.

Tidak ada cara untuk mendelokalisasi ikatan negatif yang terikat kuat dengan atom oksigen. Muatan negatif tersebut akan sangat menarik atom hidrogen dan etanol akan dengan mudah terbentuk kembali.
Variasi dalam kekuatan asam dari beberapa asam karboksilik.
Anda mungkin akan berpikir bahwa semua asam karboksilik mempunyai kekuatan yang sama karena memiliki delokalisasi yang sama di sekitar -COO^- untuk membuat ion lebih stabil dan lebih tidak mudah terikat dengan ion hidrogen.
Namun kenyataan yang ada asam karboksilik memiliki berbagai variasi keasaman.

	pKa
HCOOH	3.75
CH3COOH	4.76
CH3CH2COOH	4.87
CH3CH2CH2COOH	4.82

Perlu diingat bahwa semakin tinggi pK_a, semakin lemah sebuah asam. Mengapa asam etanoik lebih lemah dari adam metanoik? Semuanya tergantung pada stabilitas dari anion yang terbentuk. Kemungkinan untuk mendislokalisasikan muatan negatif. Semakin terdislokalisasi, semakin stabil ion tersebut dan semakin kuat sebuah asam.
Ion metanoat dari asam metanoik:

Satu-satunya perbedaan antara ini dan ion etanoat adalah kehadiran CH₃ pada etanoat. Alkil mempunyai kecenderungan mendorong elektron menjauh sehingga betambahnya muatan negatif pada -COO^- . Penambahan muatan membuat ion lebih tidak stabil karena membuatnya lebih mudah terikat dengan hidrogen. Sehingga asam etanoik lebih lemah daripada asam metanoik.

ALkil yang lain juga memiliki efek “mendorong elektron” sama seperti pada metil sehingga kekuatan asam propanoik dan asam butanoik mirip dengan asam etanoik.
Asam dapat diperkuat dengan menarik muatan dari -COO^- . YAnda dapat melakukan hal ini dengan menambahkan atom elektronegatif seperti klorida pada rantai.

Pada tabel berikut, diperlihatkan semakin anda mengikatkan klorin semakin asam molekul.

	pKa
CH3COOH	4.76
CH2ClCOOH	2.86
CHCl2COOH	1.29
CCl3COOH	0.65

Asam Trikloroetanoik Tmerupakan asam yang cukup kuat.
Mengikatkan halogen yang berbeda juga membuat perbedaan. Florin merupakan atom paling elektronegatif sehingga anda dapat menebak bahwa dengan florin semakin tinggi tingkat keasaman.

	pKa
CH2FCOOH	2.66
CH2ClCOOH	2.86
CH2BrCOOH	2.90
CH2ICOOH	3.17

Dan yang terakhir perhatikan juga efek yang terjadi dengan semakin mnjauhnya halogen dari -COO^- .

	pKa
CH3CH2CH2COOH	4.82
CH3CH2CHClCOOH	2.84
CH3CHClCH2COOH	4.06
CH2ClCH2CH2COOH	4.52

Atom klorin efektive saat berdekatan dengan -COO^- dan efeknya berkurang dengan semakin jauhnya atom klorin.

read more “Keasaman dari Asam Organik”

Basa Organik

Halaman ini menjelaskan tentang senyawa basa sederhana dan mengapa mereka basa.
Mengapa amin primer basa?
Amonia sebagai basa lemah
Banyak senyawa mengandung amonia dan kali ini kita akan membahas sifat dasar ddari amonia.
Untuk itu, kita defenisikan basa sebagai “substansi bergabung dengan ion hidrogen (protons)”. Kita akan melihat bagaimana basa mengambil ion hidrogen dati molekul air saat larut dalam air.
Amonia dalam larutan berada dalam kesetimbangan seperti berikut.

Sebuah ion amonium dibentuk bersama dengan ion hidroksida. Karena amonia merupakan basa lemah, keadaan ion tidak lama dan kembali lagi ke keadaan semula. Kesetimbangan bergeser ke arah kiri.
Amonia bereaksi sebagai basa karena adanya pasangan bebas yang aktif dari nitrogen, Nitrogen lebih elektronegatif dari hidrogen sehingga menarik ikatan elekton pada molekul amonia kearahnya. Atau dengan kata lain dengan adanya pasangan bebas terjadi muatan negatif sekitar atom nitrogen. Kombinasi dari negatifitas ekstra tersebut dan daya tarik pasangan bebas, menarik hidrogen dari air.

Membandingkan kekuatan dari basa lemah
Kekuatan dari basa lemah diukur dengan skala pK_b . Semakin kecil nilai skala ini semakin kuat sebuah basa.
Tiga senyawa akan kita lihat beserta dengan nilai pK_b mereka.

Anda dapat lihat kalau metilamin merupakan basa kuat dimana fenilamin jauh lebih lemah.
Metilamin merupakan tipikal dari amin alipatik primer. Dimana NH₂ terikat pada rantai karbon. Semua Amin primer alipatik merupakan basa yang lebih kuat dari amonia.
Phenylamine is typical of aromatic primary amines – where the -NH₂ group is attached directly to a benzene ring. These are very much weaker bases than ammonia.
Menjelaskan perbedaan kekuatan basa
Hal yang perlu dipikirkan
Dua faktor yang mempengaruhi kekuatan dari sebuah basa adalah:

• Kemudahan pasangan bebas mengikat ion hidrogen,
• kestabilan dari ion yang terbentuk.

Mengapa Amin primer alipatik merupakan basa yang lebih kuat dari amonia?
Metilamin
Metilamin memiliki struktur:

Perbedaannya dengan amonia hanyalah adanya CH₃ pada metil amin. Golongan alkil memiliki kecenderungan untuk mendoron elektron menjauh dari mereka. Ini berarti akan adanya sejumlah muatan negatif tambahan disekitar atom nitrogen. Muatan negatif tambahan tersebut membuat pasangan bebas lebih menarik atom hidrogen.

Semakin negatif nitrogen semakin mudah terikatnya ion hidrogen.
Lalu bagaimana dengan saat ion metil telah terbentuk, apakah ini lebih stabil daripada ion amonium?
Bandingkan ion metilamonium dengan ion amonium.

Pada ion metilamonium, muatan positif tersebar disekitar ion dari efek “dorongan elektron” metil. Semakin anda menyebar muatan tersebut, semakin stabil sebuah ion. Namun pada ion amonium tidak ada cara untuk menyebarkan ion positif.
Ringkasan:

• Nitrogen lebih negatif di metilamin daripada di amonia, sehingga mengikat hidrogen lebih aktif.
• Ion yang terbentuk di metilamin lebih stabil dari ion yang terbentuk dari amonia, sehingga lebih sulit berubah ke bentuk ion hidrogen lagi..

Kesimpulan: metilamin merupakan basa yang lebih kuat dari amonia.
Amin primer alifatik yang lain
Alkil yang lain memiliki efek “dorongan elektron” sama seperti metil, sehingga kekuatan asam alifatik yang lain sangat mirip denga metilamin.
Sebagai contoh:

	pKb
CH3NH2	3.36
CH3CH2NH2	3.27
CH3CH2CH2NH2	3.16
CH3CH2CH2CH2NH2	3.39

Mengapa amin primer aromatik merupakan basa yang lebih lemah dari amonia?
Amin primer aromatik merupakan senyawa dimana -NH₂ terikat secara langsung pada cincin benzen. Yang mungkin akan sering anda temui adalah fenilamin.
Fenilamin memiliki struktur:

Pasangan bebas dari nitrogen menyentuh cincin elektron yang terdelokalisasi…..

. . . dan menjadi terdelokalisasi bersama.

Ini berarti bahwa pasangan bebas tidak lagi penuh untuk bergabung dengan ion hidrogen. Nitrogen masih merupakan atom yang paling elektronegatif pada molekul dan karena itu elektron yang terdelokalisasi akan mendekat ke arah itu, namun intensitas dari muatan disekitar nitrogen tidak seperti seperti pada didalam molekul.

read more “Basa Organik”