1. NMR (Nuclear Magnetic Resonance) adalah spektroskopi yang didasarkan pada medan magnet yang berasal dari spin inti atom yang bermuatan listrik. 2. Prinsip kerja NMR yaitu mengukur penyerapan energi oleh inti atom ketika berada dalam medan magnet kuat pada frekuensi gelombang radio. 3. Aplikasi NMR meliputi penentuan struktur molekul organik, MRI untuk gambar organ dalam tubuh, dan studi protein membran.

1. NMR (NUCLEAR MAGNETIC
RESONANCE)
By :
Ahmad Jihad (I0517004)
Annisa Yustika (I0517011)
Eudia Novianty (I0517024(

2. PENGERTIAN NMR
Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi
dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel
yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan.
Spektroskopi NMR (Nuclear Magnetic Resonance)
merupakan salah satu jenis spektroskopi frekuensi radio
yang didasarkan pada medan magnet yang berasal dari
spin inti atom yang bermuatan listrik. Spektroskopi nmr
didasarkan pada penyerapan gelombang radio oleh inti –
inti atom tertentu dalam molekul organik, apabila molekul
ini berada dalam medan magnet yang kuat.

3. PRINSIP KERJA
Metode spektroskopi didasarkan pada penyerapan
energi oleh partikel yang sedang berputar di dalam
medan magnet yang kuat, sangat berguna untuk
mengidentifikasi struktur senyawa / rumus bangun
molekul senyawa organik
Energi yang dipakai dalam pengukuran berada pada
daerah gelombang radio 75-0,5 m atau pada frekuensi 4-
600 MHz, yang bergantung pada jenis inti yang
diukurnya.

4. Muatan Inti yang Menghasilkan Medan Magnet
Sebuah inti yang mempunyai nomor massa dan
nomor atom yang ganjil, dimana setiap inti yang
bernomor massa dan atom ganjil pastilah memiliki Spin
Inti. Inti yang mempunyai Spin akan menghasilkan
medan magnet. inti ini juga diilustrasikan sebagai 'bar
magnet'.

5. Atom Bermuatan Sama dalam ‘Bar Magnet’
spin proton yang diberi medan magnet luar, maka
dia akan berperilaku seperti 'bar magnet'. Gambar
sebelah kanan merupakan keadaan paling tidak stabil
karena kutub yang sama berdekatan dan butuh energy
yang besar untuk mempertahankan kondisi tersebut

6. Energi Level Spin Inti
Jika inti atom diberi medan
magnet atau energi dari luar,
maka energi tersebut dapat
diserap inti yang nantinya dapat
merubah arah dari spin inti. Jika setiap proton menyerap
energi dari medan magnet yang diberikan, maka tidak
banyak informasi yang bisa didapat. Namun
kenyataannya energi dari luar tersebut tidak dapat
terabsorpsi sempurna, karena setiap proton pastilah
dikelilingi oleh elektron. elektron yang mengelilingi proton
akan melindungi dan berlawanan dari medan magnet
luar.

7. Besar Medan Magnet Terhadap Spin Inti
untuk dapat memutar spin inti, dibutuhkan medan dari
luar. Gambar sebelah kiri menjelaskan proton tidak dikelilingi
oleh elektron, sehingga medan dari luar terabsorpsi dan dapat
memutar arah dari spin inti dan energi level pun akan naik,
sedangkan yang tengah adalah ketika ada elektron yang
berputar menutupi proton, sehingga medan dari luar tidak
cukup mampu untuk memutar arah spinnya. Butuh energi
medan yang lebih besar lagi untuk memutar arah spin
walaupun proton dikelilingi oleh elektron, seperti digambar
paling kanan.

8. SKETSA ALAT NMR
sample tube adalah
objek yang ingin
diketahui struktur dan
interaksi dari suatu
objek. dimana objek
tersebut dikelilingi
oleh medan magnet
dari luar yang diberi suatu besaran
tertentu. di samping itu input yang diberikan frekuensi
radio dari luar dan langsung diberikan ke objek tersebut.
Respon atau energi yang diserap dari atom akan direkam
oleh detektor, dan nantinya akan bisa dilihat dalam
bentuk spektrum. Hasil spektrum tersebut dapat
membedakan struktur dan sifat dari suatu objek tersebut.

9. GAMBAR NMR

10. A. Komponen-komponen alat :
1. Magnet
2. Generator “sweep”
3. Transmiter RF
4. Kumparan transmitter
5. Kumparan penerima
6. Kumparan “sweep”
7. Deterktor & penerima RF
8. Rekorder
9. Sampel

11. B. Instrumentasi NMR diantaranya :
1. Tempat Sampel
Tempat sampel berupa tabung gelas yang
terbentuk silindris, diletakan diantara dua kutub
magnet. Sampel dilarutkan dalam pelarut yang tak
mengandung proton seperti CCl4 , CDCl3 , D2O, atau
acetonitril dan sejumlah kecil TMS ditambahkan
sebagai standar internal, kemudian dimasukan ke
dalam tempat sampel. Sampel kemudian diputar
sekitar sumbunya untuk mengusahakan agar semua
bagian dari larutan terkena medan magnet yang
sama.
2. Celah Magnet
Magnet terdiri dari dua bagian, magnet pokok
mempunyai kekuatan sekitar 14.100 Gauss, dan ia
ditutup oleh potongan-potongan kecil kutub
electromagnet. Pada celah magnet terdapat
kumparan yang dihubungkan dengan ossilator
frekuensi radio (Rf) 60 MHz.

12. 3. Ossilator frekuensi Radio
Ossilator frekuensi radio akan memberikan
tenaga elektromagnetik sebesar 60 MHz melalui
kumparan yang dihubungkan pada celah
sampel. Kumparan selanjutnya memberikan
tenaga elektromagnetik yang digunakan untuk
mengubah orientasi perputaran proton.
Kebanyakan spektropotometer NMR
menggunakan sinyal frekuensi RF tetap dan
mengubah-ubah kekuatan medan magnet untuk
membawa setiap proton mengalami resonansi.

13. 4. Detector Radio Frekuensi
Kumparan detector berada tegak lurus dengan
kumparan ossilaor RF. Bila ada tenaga yang diserap,
kumparan detector tidak menangkap tenaga yang
diberikan oleh kumparan ossilator RF. Bila sampel
menyerap tenaga, maka putaran inti akan
menghasilkan sinyal frekuensi radio pada bidang
kumparan detector, dan alat memberikan respon ke
pencatatan sebagai sinyal resonansi atau puncak.
5. Pencatat
Pencatat berfungsi untuk menangkap sinyal dari
detector yang mengubahnya sebagai sinyal resonansi
atau puncak. Sebelum sinyal sampai ke pencatat
biasanya dilewatkan terlebih dahulu ke audio amflier
untuk menggandakan sinyal, sehingga menjadi lebih
Nampak.

14. 6. Magnet Akurasi dan kualitas
suatu alat NMR tergantung pada kekuatan magnetnya.
Resolusiakan bertambah dengan kenaikkan kekuatan
medannnya, bila medan magnetnya homogen elektromagnet
dan kumparan superkonduktor (selenoids). Magnet permanen
mempunyai kuat medan 7046-14002 G, ini sesuai dengan
frekuensi oskilator antara 30-60 MHz. Termostat yang baik
diperlukan karena magnet bersifat peka terhadap temperatur.
Elektromagnet memerlukan sistem pendingin,elektromagnet
yang banyak di pasaran mempunyai frekuensi 60, 90 dan 100
MHzuntuk proton. NMR beresolusi tinggi dan bermagnet
superkonduktor dengan frekuensiproton 470 MHz. Pengaruh
fluktuasi medan dapat diatasi dengan sistem pengunci
frekuensi, dapat berupa tipe pengunci eksternal atau internal.
Pada tipe eksternal wadah senyawa pembanding dengan
senyawa sampel berada pada tempat terpisah,sedang pada
tipe internal senyawa pembanding larut bersama-sama
sampel. Senyawapembanding biasanya tetrametilsilan (TMS).

15. APLIKASI / PENERAPAN NMR
 Spektrometri Resonansi Magnetik Inti pada umumnya digunakan
untuk :
1. Menentukan jumlah proton yang dimiliki lingkungan kimia yang
sama pada suatu senyawa organik.
2. Mengetahui informasi mengenai struktur suatu senyawa organik.
3. Spektoskopi NMR dapat digunakan sebagai alat sidik jari.
4. Spektrofotometri Resonansi Magnetik Inti Proton berguna untuk
penentuan struktur molekul organik.

16.  Aplikasi NMR di Dunia Medis (MRI)
Magnetic Resonance Imaging (MRI) merupakan suatu
teknik yang digunakan untuk menghasilkan gambar organ
dalam pada organisme hidup dan juga untuk menemukan
jumlah kandungan air dalam Struktur Geologi. Biasa
digunakan untuk menggambarkan secara Patologi atau
perubahan fisiologi otot hidup dan juga
memperkirakan ketelusan batu kepada hidrokarbon.
Kelebihan MRI yaitu, MRI hanya menggunakan medan
magnet kuat dan radiasi tidak mengion "non-ionizing" dalam
jalur frekuensi radio sehingga tidak membahayakan, dan juga
kualitas gambar yang diperoleh biasanya mempunyai resolusi
lebih baik berbanding CT scan

17.  Bidang Biologi Molekuler
Untuk protein dan protein komplek dengan massa
molekuler sekitar 25-30 kDa kualitas spektra menurun
dengan cepat membatasi mayor A ketika bekerja dengan
makromolekul besar yang berasal dari kecepatan
relaksasi tinggi signal NMR, menyebabkan garis tajam
yang melebar, yang berpindah menuju resolusi spektra
yang lebih sedikit dan perbandingan signal-to-noise yang
rendah.
NMR pada biologi melekuler dilakukan pada sample
dalam bentuk larutan yang terlebih dahulu dilakukan
pemurnian atau ekstraksi. Dengan NMR dapat diketahui
struktur molekulernya dan perubahan yang terjadi ketika
mendapat ganguan dari luar (rangsangan, penyakit atau
penambahan zat lain).

18.  Studi Larutan NMR Pada Protein Membran
Studi struktural protein membran oleh X-ray
crystallography atau oleh NMR spektrokopi lebih sulit dari
pada untuk protein yang dapat dilarutkan. Karena sistem
membran yang nyata terlalu besar untuk diteliti dengan
ekperimen larutan NMR, protein membran sering diencerkan
dalam detergen micelles. Dari system micellar, spektra dapat
diperoleh menggunakan TROSY (Transverse Relaxation-
Optimized Spectroscopy). Membran protein dalam
detergen/lemak micelles menghasilkan sedikit resonansi NMR
dan signal overlap berkurang daripada protein globular dari
massa molekuler yang sama.
NMR pada biologi melekuler dilakukan pada sample
dalam bentuk larutan yang terlebih dahulu dilakukan
pemurnian atau ekstraksi. Dengan NMR dapat diketahui
struktur molekulernya dan perubahan yang terjadi ketika
mendapat ganguan dari luar (rangsangan, penyakit atau
penambahan zat lain).

19. SEKIAN
DAN
TERIMA KASIH