PROS Andreas Setiawan Ferdy S Rondonuwu Sifat sifat optis fotosintesis Full text
Seminar Naslonal Efhlen$1 & Konservasl Energl
FUERGI200S
I SS N 1907-0063
Scmarang, 12 Dsember 2005
SIFAT-SIFAT OPTIS FOTOSINTETIK KAROTENOID DAN
BAKTERIOKLOROFIL
I•ADA ANTENA KOMPLEKS DAN
•
PROSJ>EKNYA SEBAGAI ELEMEN BIOSELSURYA
Andeas Setiawan, Fenly S. Rondonuwu
)uniSOn Fisiko, Ftr.ultas Sains dan Matematika. Univesitas Kristen Sarya Wacana.
J/. Diponegoro 52-60 Salatiga 50711.
£moil:oo.com . fery�•ahoo. com
Abslrak
Fotosintesis adalah proses 11versi calya mawrari menjadi egi cimia melalui serangaian
reaksi fotofisis. Terdapat duo pikmen pellling dalam /OSinrsis yoitu arotenoid n
(baklerio)klorofil. Kar01enoid dan bakler ioklOrojil secara 1.mic membentuk antena ompleks n
bertangung jawab tas serapan cahaya matahri secara efisien. Untuk dapat memanfaaton
antena kompleks pada bioselsury.. .komi midiki sfar-sifat optis karotenoid dan
bakteriokloroil pods ontena kompleks Jesebul. Didapati balrwa trum serap /crotenoid
bcrada pada kisaran riak gelombang 410 - 540 nm sedangkan bateriokloroil berada pda
kisaran riak lom bang 350- 400 nm dan 790- 850 nm. Dengn memeriksa spetum eritasi;
jluoresensi dan snembandlnglwnnya denglm sprum serap diperoleh iformsi bhwa. pao
antena kompleks, cahayang diserap ofeh karotenoid dapat dipindahan pada bakteriokloroji/
do/am bentuk tenaga eksitasi singlet dengan e[tSiensi mencapai 89%. J1ekaniSme yang terinci
mengenaf trar tenaga paa antena kompleAs msih perlu dipelajari lebih lanjut nomun
didugo bohwa transfer tenaga eksitasi Singler dari korotenoid-kc-baaeriokoloroil tcrjadi
melatm· duo jalur yaitu: (0 tingk01 tenaga donor 118,� karotenoid menuju tiat tnoga
okseptor Q. bakteriodorofil dan (ii) tingkat renoga donor 21Ag. karotenoid menuju tingkaJ
tenga aseptor Q, bakterioloroil.
Kata kunci : ontena komplef, b.teriokloril, enrgi traer, .arotenoid
Abstract
PhotOsynthesis is a process in which light is com·erted into a stable orm of chemical energy
through a series of phot-sical reac tions. Caro1enoid and (bocterio}chloroplry/1 are to
importam pigments in photoynthesis. 8)tit pigmens are sell led uniquely in the form of antenna
complx. 11te antenna complx functions s high eicienl light harvester. In order 10 make use
such a high eicient antenna complx for bidSolarce/1, we invstigated optical properties of
caroumoid and bacteriochlorophyll in rhe antenna complx. It was found that carotenoid
xhibits absorption in the spec1ral regimr around J20-SfO nnr whereasor bacterioch/orplry/1
i n the spectral regions around 350 - JOO nm nd 790 - 850 nm. xamination of luorescence
y l Q. and taking comparison with carotenoid
excitation spectrum observed at bacterio chlorophl
absorption, we oblained that crotenoid transfers singlet enery excitation to
bacleriO:hloroplry/1 with eiciency up w 89%. A complete unstanding of energy transfer
mechanism in antenna complex required detarl im·estigations. 1/owever, it is expected that
carotenoid-to-bacteriochlorophyll singleJ ercuivn �ner-traner are taking place via two
channels: i) from donor state of carotenoid 1 B.· to acc7ptor state of bac:leriochlophy/1 Q,
.
and (ii)from donor stute of carotenoid iA! ro ucap;or state of bacteriochlorophyll Qr
Keywords: an1emn complex. bacteriochloroph.r/1. �llrounoid. energi trr.
adalah jumlahnya yang 1erus berkurang sedangkan
PENOAIIULUAN
tormasinya secaa prakis tida k terjadi (nOfl
r!nwable). Pengunaan ene rgi fosil itu jug3
Kualitas hidup wnusia sangat ditcntukan olch
menyebabkan pencemarH• dcngan tinkat yang
ini
!clah melanpaui nilai tolcransi. Oengan denikian
kons umsi en�rgi du nia telah nelebihi angka 600
GW dan diduga akan tetus menin gkat secard tajam
kehidupan manusia di masa depan menjadi sangal
sumbcr-sumber
e nerg i
yang
tc•·sedia .
Saat
ii l merancang sel surya
tcrsintesa ewama,
sebuah rotoue ci
Car
piknten
dihantarkan dari Ll i2 mcnuj u nanop ani�el Ti01
yang senaJa di�llkkan pada inti LH2 (Cen et al.
Car
menyuntikkan
untul.
pi�men
EKSPERIMENTAL
singl.a� shcroidee diekt.
odobacter sphaer01dt scrain
Kelomok peneliti
r
ada L2 terscbut.
surya Ieiah dimulai. Suaru l.elomo� pene liti
cba mcngamati bahwa lcrpilih. £lagian kedua d•foku•hn J.
..uvec s1hnder erdiamtcr ) mm yang erisi 3mt
untuk mcnyediakan cnergi pada protcs ek!1taU
pikmen. Bcrkas kcdua ini disebut :ras eksilas i.
Ses;•
. at sc1elah eksitasi, pikmcn folsiruesis n�an
mcnghasi lkun cmisi bcrupa Ouorc.cnsi. O::ns
tluorcscnsi selanjutnya
dikumpulkan dcngan
mcngguna..an sebuah tcnsa ..ohmJtf )..
1!
d1ema1kan pada h tegak lus lcrhacbp
i
erkas clsilasi n difokskan ada sill r01
mm
di
depnn
onkromOior
41
Mono.nmtor ganda di et c- ccir pa
�cluJran rial gelombang 850 nm )'.tng diJ�f
dcngan PMT2. Alasan pemilihon rial ;olomng
pado 850 nn akan dijelaskan kcnudion (••!,
tjr11).
IIASIL I>AN \EMOAHASAN
pen)lngga 20 mM Tri-fiCL (pll 8) yang
mngandung 0.2% sucre onchcolate (SMC).
Scklrum �rap laklorio l..lorom
Sc �l rs kop i
drlnJUI.Un poda Gamar Ia Scklrum ini tn
Ssun:m
oprik
untu�
mcngukur sektrum
'crap lcrdiri i: (I) sumbcr chaya onlinu ai
lampu Xenon (Xe), (2) monokomalr ganda cbas
abcrnsi (JUSCO 25D) y•ng d•lcngknpi dengan
k1�i
1200 gocsa/mm, dan (3) pholomulliplicr
(PMT) sebagai dcleklor. Oerkas culmya dari lampu
Xc dcngan diameter ckitar 8 nun mula-rnula
tlicjajar�nn
dcngan
mcngunakan
sepasang
ccrmm :tluminium dan dllewat.an pa kuvet
1mplc dcngan anjang linln optis 10 m
l kemudian difokskan cnn
mngunakn euah e' pada ch elcbr 0.1
\erku
Spcrum ap i BChl pa ptlrul lll
i liga b3&in utama yauu
dua pn:. �rapan II
padn al gclombang sckilar 357 nm yang �ia
disebul plio Sorel, scklnun •crap IO)am sek11ar
769 nrn y.uog biasa disebul pila Q,. don saiU p11n
intcnnelim yang munc ul p.1da rik
,cropan
gclombnng 577 n m yang dikcn"l dengan pim Q,
Nanlpak bahwa BChl soja
"'"""
jsu lcrjodi a pil uhra•iolcl (UV) c1 o
ono mch dcka1
,.,
,.,
nun yang tcrletak didcpan tnonokromator ganda.
·- 0
'�
'
� 020
'
Rc.whL�i yang dapat
dicnpai dcngan sistem ini adaloh kung dari I
nm. Pcngukuran nilai scnpan sebngni fungsi ria.
gclombang
sndtd
A(}
yaitu
dil�u�nn
A(t) =
dcngan
OlS
> 0O
Sck1rum dipiahkan olch monokroma1or ganda
�chingga dislrubusi inlensilasnya dapnl diukur
dcngan mensgunakan PMT.
0�
0>'G
d1mona I,J.) alah inlcnSII> yng drkur uniUk
n1onokromator tunggal, (J) scbuah monokromator
ganda, dan (4) dua buoh PM1 (PM II dn PMT2).
Mula-mula ers cahaya
dari Jampu Xe
dofo�uskan di denn onoromator menggunaluon
scbwh ea kolima1or
MonoUoma1or m1
l>crlun•i unluk memilih nak gclombang cril
( mookui..) yang dun,m..an (variabcl). Riak.
Ctlomban; 1erp1lih kemudian dreeah menJadi dua
b:.ginn (crbandingan •ntcnliiU)� adalah 1·1)
Bitginn :rtama diarahki cksiln>i l12 diulur
dengan susunan op1ik yang 1crdiri dnri (I) lanpu
Xc �cbagai sumber cahaya kontinu. (2) .scbuah
o.
01�
me1ode
lu-.1 bcrisi elaru1 scdangkan (A) adalah
mtensis yang diukur untu.. kuvet trisi pilmen
dan elarul.
1ido� efisin
dalam �erupan focon pada rcnt.mg c;Jiuya amt\
700 m �atcna "ropan cl'tll•"'
n 400
)
Gambor I (a) Seltrum serap Qnomri� l'
pada pclaru1 al·llagI
tcnilga 'ilng d1perolch dan .lat.a .Cp�trull �c1.
Gari� dcngan tanda pnnah kc .un� mcnunjukkan
muu,i�i-lntmi�i yang tcrlibat.
Spcklnun
berhubun�an
lmg.al dlr
pada
denan
G
VambJr
lranSISI
ground SWi)
'1
th
l!
clelr001l n
.: unH-IIntll
t:naJ ch1t•ui singe1 BChl _ T-n\1\Hrans•• �S
l�rh31 3llah (f -. �. G - Q,. (,
t
Tin.�:U-IIn�k:u cncrgi s•nglcl BChJ lln traOSlP
•
ltan�tll tc\ebul dapat d•gambar..a n b:rd:l\3rk:ll
d,lta .e�trurn oer1p k gclombang cahay• tampak. Jadi
speum p r ang ditunjuklan pada
Gambar Ja tidak lain ada
lab transisi I1A; I10'. Sr scrap yang mcmiliki puncak
k tajam da 483, 452 n 27 m
berhubungan
en
tinkat-ti\gt energi
vibrsional (v) dari kan elektronik I 18'
k n pada 483 m berhun dengan
tmnsisi I 'A; ("')- I 18,' ('O); 452 nm untuk
nsisi I'A; (.)) - I•o; (-I); n 427 nm
untuk I 1A; ()) - I 18,• ('2). Trnsisi-nsisi
terbut ditunjukkan pada Gnbar lb.
l tea 2'A;
ma tsisi op1is
dari keadaan r I A; adalah terlang
sebetulnya teh diamati keeannya dcn•
menn enik sektrskopi proil rnansi
Raman (Furuichi ct al, 200). Untuk spheroidene
didati ha ti nat tenaga 21Af terlk di
awah
tingkat
tcaa
I18, .
egai
erbnding
a n , tin gka t tennga 2'A" ditunjukkan
jug a pada Gam
ar Jb (garis putus-putus)
_
"&
m sp eri k r
spheroideoe ada elt n-heoe. b) Oiagnm
tinat-tingkat a yng diroleh dari >a
.m. Garis deoan ta h ke atas
menunjukkan ransisi-transisi yang terliba.
Tn
i t ga 21 A,; s horisontal putus
) jua ditampilk an eagai ding.
r 3. (a)
Swm sp sphcroidee yang diln
elut -e dirunjukan ada Gambar
Ja. aa sekrum serap menunjukkan bahwa
spheroidene emiliki ern eekt if ado riak
gelomang 400 - 500 nm. Serapan itu memiliki
uktur on pukk nyata a ria�
gclombang 483. 452 dan 427 nm.
Rantai Car (lihat Gambar 2) kiru-kim
emiliki siri c. (r t al. 1953. Calis el
al. 1956), yang mcnghasilkan oingkat-tongkat
pada
B Kl
Seminar Nadonal fhlentl . Kontervul Enervt
FISEGI 05
ISSN 1907-0063
Sernaran, 12 Desember 2005
dicrhatikan bahwa spektrum serap Car dan BChl
a si.tematis bergeser ke arah riak gelombang
merah jika diandingkan dcngan scktrum masing.
masing pikmen pada clarut non-olar. >tlt
Scklrum S e r a p LH2
scpcrti Tris-HCI yang digunakan seagai pell
0.6
LH2 ini adalah clarut olar scdangkan aseton n
n-hcxanc adalah pelarut-clarut non-polar. lni
menunjukkan bahwa lingkungan temat pikmen.
'
'
..
pikmen itu dilan1tkan mempcngaruhi lclak relatif
tingkat-tingkat tenaga eksitaSi vibronik (vibrasi·
elektronik). Ineraksi anlara pikmcn dan peut
tclah didiskusikan scara seksama pada penelitian
lain (Christensen, 1999).
0.0
��0�0
0.35
Rak gOmg (>)
-
Soret
0.30
Gambar 4. Scm erap L2 a d a coyangga
20 m� Tris-HCI, pH 8. Puncak-punak serapan
!
Car dan 8Chl er ka rah merah jika
·�
"
dibandincan dengan serapan en g ama
pada pclarut non-polar. P=hnya pueak Bhl
c
w
Q1 mjadi 880 dan B850 Q, disebaban
karena BChl membentuk dua kclompok cincin
agrigat berbeda, masing·masing deogan 8 dan I�
Absorpsi
Flufestnsl
BChl.
Spektmm
Gambar
scrap
4.
Namak
tU
ditunjukkan
bahwa
spcktrum
pada
0.0-uo-
LH2
Dilihat dai strukM dan lclak dari kelompok
puncak yang mucul pada sisi scm dcngan riak
gelombang
pcndck
dikeahui
dapat
Gnbar 5. Diaam lingkat-lingkat tenaga Car
dan 8Chl pada LH2. T menyatakan ncrgi
bahwa
Sfer dan IC mcnyatakan konvesi intnal
renaga·tenaga singlet pada energi eksiasi tingi
kelomok puncak in• erasal dari Car. Puncak
pada 511, 478 dan 45 1 n ut-tumt adalah
ansisi Car 11A$ (=O)- 1 1B,' (O, 11A&. (O)
1
- 11B,' ('1), dan 1 A1' (O) - 11B,' (2).
Puncak kecil yang muncul pada 589 m erasal
i srapan pita Q, 8Chl. Dua puncak tajn pada
799 dan 847 nm brasa1 i seraan pita Q, 8Chl.
BChl
Car
merupakan hasil komposisi serapan Car dan BChl.
ke yang lebih rendah.
·
Skema tingkat-tingkat tenaga r dan BCbl
pada LH2 bern data spektnlm serapnya
ditu.njukan ada Gambar 5.
bahwa spcktrum itu al dari d u a kelompok
Energi Transfer Car-ke-BChl Pada LIJ2
Dari Gambar 5 terlihat hwa lingkat tcna
sphaeroides
tingkat tenaga Car 21A,· berada di atas lin:t
Pcmisahan pita Q, meojadi dua pita mnunjukan
arigat 8Ch1 yang berbeda. 2 hodobacter
pirilum
dua
macam
diduga
dengan
LH2
arigat
masing-masing
molischianum ang terentuk i
cincin
terbentuk dari 8 n
mo/ishianum.
m1np
16 OChl. Pada Rhoospirilum
canctn
aigat
dcngan
8
bakteriokoloril menghasilkan serapan Q, pada
·
riak gelombang sek iar 800 nm sedangan cincin
agrigat 16 BChl mcnghsilkan srapan ada riak
gelombang 850 nm (2). nn demikian dapat
diduga bahwa pita serapan yng muncul pada riak
gelombang
799 nm dan
847
nm pada LH2
Rhodobacter spltoeroids ain 2.4. I adalah
serapan Or dcngan agrigat yang berbeda. Tingkat
tenaga yang bcrsesuaian dengan serapan Q1 pada
LH2 masing masing disebut 0800 dan 3850
(simbol B untuk BChl dan angka 800 dan 850
ensal dai puncak ik gelombang scrap). Perlu
r 11B' berada di alas tingkat tenaga Q,
n
tcnaga BChl 3800 dan 3850 Q,. Secara encrtik
dapat diharapkan bahwa tcnaga cksitasi singlet Cat
I 'B,' dapat dialihkan pada OChl 3850 Q, melalui
dua jalur yaitu I 1B.' 2'A;-Q,.
Q, - Q,
dan I ',,'-
Untuk menyelidiki apakah energi transfer Cat·
ke-BChl dapal terjadi maka dilakukan pengukl
spekrum nuoresensi pada beragai eegi foton
eksitasi. Pada pengukun ini, Car dieksitasiln
pada tinkat tenaga
monokromatik
yang
11 B.'
riak
mnggunakan caya
gelombangnya dapat
ditala secara sistematis dari 400 - 550 mn.
Flourc nsi diamati pada panjang gclombang 8·18
nm yaitu pada puncak seaan 6Chl B850 Q,
Dengan cara ini. folon dapat diemisikan dalam
bentuk lluorescnsi olch B850 0 hanya jika ada
,
n �2
.,_ Na•lonal Efhlentl ..Konte.tl Enervl
ISSN 1907-0063
fU!RGI 2S
Semarang, 12 D�stmb�r 2005
s.- egi dari Car. Tk ada ton yang
FUERGI200S
I SS N 1907-0063
Scmarang, 12 Dsember 2005
SIFAT-SIFAT OPTIS FOTOSINTETIK KAROTENOID DAN
BAKTERIOKLOROFIL
I•ADA ANTENA KOMPLEKS DAN
•
PROSJ>EKNYA SEBAGAI ELEMEN BIOSELSURYA
Andeas Setiawan, Fenly S. Rondonuwu
)uniSOn Fisiko, Ftr.ultas Sains dan Matematika. Univesitas Kristen Sarya Wacana.
J/. Diponegoro 52-60 Salatiga 50711.
£moil:oo.com . fery�•ahoo. com
Abslrak
Fotosintesis adalah proses 11versi calya mawrari menjadi egi cimia melalui serangaian
reaksi fotofisis. Terdapat duo pikmen pellling dalam /OSinrsis yoitu arotenoid n
(baklerio)klorofil. Kar01enoid dan bakler ioklOrojil secara 1.mic membentuk antena ompleks n
bertangung jawab tas serapan cahaya matahri secara efisien. Untuk dapat memanfaaton
antena kompleks pada bioselsury.. .komi midiki sfar-sifat optis karotenoid dan
bakteriokloroil pods ontena kompleks Jesebul. Didapati balrwa trum serap /crotenoid
bcrada pada kisaran riak gelombang 410 - 540 nm sedangkan bateriokloroil berada pda
kisaran riak lom bang 350- 400 nm dan 790- 850 nm. Dengn memeriksa spetum eritasi;
jluoresensi dan snembandlnglwnnya denglm sprum serap diperoleh iformsi bhwa. pao
antena kompleks, cahayang diserap ofeh karotenoid dapat dipindahan pada bakteriokloroji/
do/am bentuk tenaga eksitasi singlet dengan e[tSiensi mencapai 89%. J1ekaniSme yang terinci
mengenaf trar tenaga paa antena kompleAs msih perlu dipelajari lebih lanjut nomun
didugo bohwa transfer tenaga eksitasi Singler dari korotenoid-kc-baaeriokoloroil tcrjadi
melatm· duo jalur yaitu: (0 tingk01 tenaga donor 118,� karotenoid menuju tiat tnoga
okseptor Q. bakteriodorofil dan (ii) tingkat renoga donor 21Ag. karotenoid menuju tingkaJ
tenga aseptor Q, bakterioloroil.
Kata kunci : ontena komplef, b.teriokloril, enrgi traer, .arotenoid
Abstract
PhotOsynthesis is a process in which light is com·erted into a stable orm of chemical energy
through a series of phot-sical reac tions. Caro1enoid and (bocterio}chloroplry/1 are to
importam pigments in photoynthesis. 8)tit pigmens are sell led uniquely in the form of antenna
complx. 11te antenna complx functions s high eicienl light harvester. In order 10 make use
such a high eicient antenna complx for bidSolarce/1, we invstigated optical properties of
caroumoid and bacteriochlorophyll in rhe antenna complx. It was found that carotenoid
xhibits absorption in the spec1ral regimr around J20-SfO nnr whereasor bacterioch/orplry/1
i n the spectral regions around 350 - JOO nm nd 790 - 850 nm. xamination of luorescence
y l Q. and taking comparison with carotenoid
excitation spectrum observed at bacterio chlorophl
absorption, we oblained that crotenoid transfers singlet enery excitation to
bacleriO:hloroplry/1 with eiciency up w 89%. A complete unstanding of energy transfer
mechanism in antenna complex required detarl im·estigations. 1/owever, it is expected that
carotenoid-to-bacteriochlorophyll singleJ ercuivn �ner-traner are taking place via two
channels: i) from donor state of carotenoid 1 B.· to acc7ptor state of bac:leriochlophy/1 Q,
.
and (ii)from donor stute of carotenoid iA! ro ucap;or state of bacteriochlorophyll Qr
Keywords: an1emn complex. bacteriochloroph.r/1. �llrounoid. energi trr.
adalah jumlahnya yang 1erus berkurang sedangkan
PENOAIIULUAN
tormasinya secaa prakis tida k terjadi (nOfl
r!nwable). Pengunaan ene rgi fosil itu jug3
Kualitas hidup wnusia sangat ditcntukan olch
menyebabkan pencemarH• dcngan tinkat yang
ini
!clah melanpaui nilai tolcransi. Oengan denikian
kons umsi en�rgi du nia telah nelebihi angka 600
GW dan diduga akan tetus menin gkat secard tajam
kehidupan manusia di masa depan menjadi sangal
sumbcr-sumber
e nerg i
yang
tc•·sedia .
Saat
ii l merancang sel surya
tcrsintesa ewama,
sebuah rotoue ci
Car
piknten
dihantarkan dari Ll i2 mcnuj u nanop ani�el Ti01
yang senaJa di�llkkan pada inti LH2 (Cen et al.
Car
menyuntikkan
untul.
pi�men
EKSPERIMENTAL
singl.a� shcroidee diekt.
odobacter sphaer01dt scrain
Kelomok peneliti
r
ada L2 terscbut.
surya Ieiah dimulai. Suaru l.elomo� pene liti
cba mcngamati bahwa lcrpilih. £lagian kedua d•foku•hn J.
..uvec s1hnder erdiamtcr ) mm yang erisi 3mt
untuk mcnyediakan cnergi pada protcs ek!1taU
pikmen. Bcrkas kcdua ini disebut :ras eksilas i.
Ses;•
. at sc1elah eksitasi, pikmcn folsiruesis n�an
mcnghasi lkun cmisi bcrupa Ouorc.cnsi. O::ns
tluorcscnsi selanjutnya
dikumpulkan dcngan
mcngguna..an sebuah tcnsa ..ohmJtf )..
1!
d1ema1kan pada h tegak lus lcrhacbp
i
erkas clsilasi n difokskan ada sill r01
mm
di
depnn
onkromOior
41
Mono.nmtor ganda di et c- ccir pa
�cluJran rial gelombang 850 nm )'.tng diJ�f
dcngan PMT2. Alasan pemilihon rial ;olomng
pado 850 nn akan dijelaskan kcnudion (••!,
tjr11).
IIASIL I>AN \EMOAHASAN
pen)lngga 20 mM Tri-fiCL (pll 8) yang
mngandung 0.2% sucre onchcolate (SMC).
Scklrum �rap laklorio l..lorom
Sc �l rs kop i
drlnJUI.Un poda Gamar Ia Scklrum ini tn
Ssun:m
oprik
untu�
mcngukur sektrum
'crap lcrdiri i: (I) sumbcr chaya onlinu ai
lampu Xenon (Xe), (2) monokomalr ganda cbas
abcrnsi (JUSCO 25D) y•ng d•lcngknpi dengan
k1�i
1200 gocsa/mm, dan (3) pholomulliplicr
(PMT) sebagai dcleklor. Oerkas culmya dari lampu
Xc dcngan diameter ckitar 8 nun mula-rnula
tlicjajar�nn
dcngan
mcngunakan
sepasang
ccrmm :tluminium dan dllewat.an pa kuvet
1mplc dcngan anjang linln optis 10 m
l kemudian difokskan cnn
mngunakn euah e' pada ch elcbr 0.1
\erku
Spcrum ap i BChl pa ptlrul lll
i liga b3&in utama yauu
dua pn:. �rapan II
padn al gclombang sckilar 357 nm yang �ia
disebul plio Sorel, scklnun •crap IO)am sek11ar
769 nrn y.uog biasa disebul pila Q,. don saiU p11n
intcnnelim yang munc ul p.1da rik
,cropan
gclombnng 577 n m yang dikcn"l dengan pim Q,
Nanlpak bahwa BChl soja
"'"""
jsu lcrjodi a pil uhra•iolcl (UV) c1 o
ono mch dcka1
,.,
,.,
nun yang tcrletak didcpan tnonokromator ganda.
·- 0
'�
'
� 020
'
Rc.whL�i yang dapat
dicnpai dcngan sistem ini adaloh kung dari I
nm. Pcngukuran nilai scnpan sebngni fungsi ria.
gclombang
sndtd
A(}
yaitu
dil�u�nn
A(t) =
dcngan
OlS
> 0O
Sck1rum dipiahkan olch monokroma1or ganda
�chingga dislrubusi inlensilasnya dapnl diukur
dcngan mensgunakan PMT.
0�
0>'G
d1mona I,J.) alah inlcnSII> yng drkur uniUk
n1onokromator tunggal, (J) scbuah monokromator
ganda, dan (4) dua buoh PM1 (PM II dn PMT2).
Mula-mula ers cahaya
dari Jampu Xe
dofo�uskan di denn onoromator menggunaluon
scbwh ea kolima1or
MonoUoma1or m1
l>crlun•i unluk memilih nak gclombang cril
( mookui..) yang dun,m..an (variabcl). Riak.
Ctlomban; 1erp1lih kemudian dreeah menJadi dua
b:.ginn (crbandingan •ntcnliiU)� adalah 1·1)
Bitginn :rtama diarahki cksiln>i l12 diulur
dengan susunan op1ik yang 1crdiri dnri (I) lanpu
Xc �cbagai sumber cahaya kontinu. (2) .scbuah
o.
01�
me1ode
lu-.1 bcrisi elaru1 scdangkan (A) adalah
mtensis yang diukur untu.. kuvet trisi pilmen
dan elarul.
1ido� efisin
dalam �erupan focon pada rcnt.mg c;Jiuya amt\
700 m �atcna "ropan cl'tll•"'
n 400
)
Gambor I (a) Seltrum serap Qnomri� l'
pada pclaru1 al·llagI
tcnilga 'ilng d1perolch dan .lat.a .Cp�trull �c1.
Gari� dcngan tanda pnnah kc .un� mcnunjukkan
muu,i�i-lntmi�i yang tcrlibat.
Spcklnun
berhubun�an
lmg.al dlr
pada
denan
G
VambJr
lranSISI
ground SWi)
'1
th
l!
clelr001l n
.: unH-IIntll
t:naJ ch1t•ui singe1 BChl _ T-n\1\Hrans•• �S
l�rh31 3llah (f -. �. G - Q,. (,
t
Tin.�:U-IIn�k:u cncrgi s•nglcl BChJ lln traOSlP
•
ltan�tll tc\ebul dapat d•gambar..a n b:rd:l\3rk:ll
d,lta .e�trurn oer1p k gclombang cahay• tampak. Jadi
speum p r ang ditunjuklan pada
Gambar Ja tidak lain ada
lab transisi I1A; I10'. Sr scrap yang mcmiliki puncak
k tajam da 483, 452 n 27 m
berhubungan
en
tinkat-ti\gt energi
vibrsional (v) dari kan elektronik I 18'
k n pada 483 m berhun dengan
tmnsisi I 'A; ("')- I 18,' ('O); 452 nm untuk
nsisi I'A; (.)) - I•o; (-I); n 427 nm
untuk I 1A; ()) - I 18,• ('2). Trnsisi-nsisi
terbut ditunjukkan pada Gnbar lb.
l tea 2'A;
ma tsisi op1is
dari keadaan r I A; adalah terlang
sebetulnya teh diamati keeannya dcn•
menn enik sektrskopi proil rnansi
Raman (Furuichi ct al, 200). Untuk spheroidene
didati ha ti nat tenaga 21Af terlk di
awah
tingkat
tcaa
I18, .
egai
erbnding
a n , tin gka t tennga 2'A" ditunjukkan
jug a pada Gam
ar Jb (garis putus-putus)
_
"&
m sp eri k r
spheroideoe ada elt n-heoe. b) Oiagnm
tinat-tingkat a yng diroleh dari >a
.m. Garis deoan ta h ke atas
menunjukkan ransisi-transisi yang terliba.
Tn
i t ga 21 A,; s horisontal putus
) jua ditampilk an eagai ding.
r 3. (a)
Swm sp sphcroidee yang diln
elut -e dirunjukan ada Gambar
Ja. aa sekrum serap menunjukkan bahwa
spheroidene emiliki ern eekt if ado riak
gelomang 400 - 500 nm. Serapan itu memiliki
uktur on pukk nyata a ria�
gclombang 483. 452 dan 427 nm.
Rantai Car (lihat Gambar 2) kiru-kim
emiliki siri c. (r t al. 1953. Calis el
al. 1956), yang mcnghasilkan oingkat-tongkat
pada
B Kl
Seminar Nadonal fhlentl . Kontervul Enervt
FISEGI 05
ISSN 1907-0063
Sernaran, 12 Desember 2005
dicrhatikan bahwa spektrum serap Car dan BChl
a si.tematis bergeser ke arah riak gelombang
merah jika diandingkan dcngan scktrum masing.
masing pikmen pada clarut non-olar. >tlt
Scklrum S e r a p LH2
scpcrti Tris-HCI yang digunakan seagai pell
0.6
LH2 ini adalah clarut olar scdangkan aseton n
n-hcxanc adalah pelarut-clarut non-polar. lni
menunjukkan bahwa lingkungan temat pikmen.
'
'
..
pikmen itu dilan1tkan mempcngaruhi lclak relatif
tingkat-tingkat tenaga eksitaSi vibronik (vibrasi·
elektronik). Ineraksi anlara pikmcn dan peut
tclah didiskusikan scara seksama pada penelitian
lain (Christensen, 1999).
0.0
��0�0
0.35
Rak gOmg (>)
-
Soret
0.30
Gambar 4. Scm erap L2 a d a coyangga
20 m� Tris-HCI, pH 8. Puncak-punak serapan
!
Car dan 8Chl er ka rah merah jika
·�
"
dibandincan dengan serapan en g ama
pada pclarut non-polar. P=hnya pueak Bhl
c
w
Q1 mjadi 880 dan B850 Q, disebaban
karena BChl membentuk dua kclompok cincin
agrigat berbeda, masing·masing deogan 8 dan I�
Absorpsi
Flufestnsl
BChl.
Spektmm
Gambar
scrap
4.
Namak
tU
ditunjukkan
bahwa
spcktrum
pada
0.0-uo-
LH2
Dilihat dai strukM dan lclak dari kelompok
puncak yang mucul pada sisi scm dcngan riak
gelombang
pcndck
dikeahui
dapat
Gnbar 5. Diaam lingkat-lingkat tenaga Car
dan 8Chl pada LH2. T menyatakan ncrgi
bahwa
Sfer dan IC mcnyatakan konvesi intnal
renaga·tenaga singlet pada energi eksiasi tingi
kelomok puncak in• erasal dari Car. Puncak
pada 511, 478 dan 45 1 n ut-tumt adalah
ansisi Car 11A$ (=O)- 1 1B,' (O, 11A&. (O)
1
- 11B,' ('1), dan 1 A1' (O) - 11B,' (2).
Puncak kecil yang muncul pada 589 m erasal
i srapan pita Q, 8Chl. Dua puncak tajn pada
799 dan 847 nm brasa1 i seraan pita Q, 8Chl.
BChl
Car
merupakan hasil komposisi serapan Car dan BChl.
ke yang lebih rendah.
·
Skema tingkat-tingkat tenaga r dan BCbl
pada LH2 bern data spektnlm serapnya
ditu.njukan ada Gambar 5.
bahwa spcktrum itu al dari d u a kelompok
Energi Transfer Car-ke-BChl Pada LIJ2
Dari Gambar 5 terlihat hwa lingkat tcna
sphaeroides
tingkat tenaga Car 21A,· berada di atas lin:t
Pcmisahan pita Q, meojadi dua pita mnunjukan
arigat 8Ch1 yang berbeda. 2 hodobacter
pirilum
dua
macam
diduga
dengan
LH2
arigat
masing-masing
molischianum ang terentuk i
cincin
terbentuk dari 8 n
mo/ishianum.
m1np
16 OChl. Pada Rhoospirilum
canctn
aigat
dcngan
8
bakteriokoloril menghasilkan serapan Q, pada
·
riak gelombang sek iar 800 nm sedangan cincin
agrigat 16 BChl mcnghsilkan srapan ada riak
gelombang 850 nm (2). nn demikian dapat
diduga bahwa pita serapan yng muncul pada riak
gelombang
799 nm dan
847
nm pada LH2
Rhodobacter spltoeroids ain 2.4. I adalah
serapan Or dcngan agrigat yang berbeda. Tingkat
tenaga yang bcrsesuaian dengan serapan Q1 pada
LH2 masing masing disebut 0800 dan 3850
(simbol B untuk BChl dan angka 800 dan 850
ensal dai puncak ik gelombang scrap). Perlu
r 11B' berada di alas tingkat tenaga Q,
n
tcnaga BChl 3800 dan 3850 Q,. Secara encrtik
dapat diharapkan bahwa tcnaga cksitasi singlet Cat
I 'B,' dapat dialihkan pada OChl 3850 Q, melalui
dua jalur yaitu I 1B.' 2'A;-Q,.
Q, - Q,
dan I ',,'-
Untuk menyelidiki apakah energi transfer Cat·
ke-BChl dapal terjadi maka dilakukan pengukl
spekrum nuoresensi pada beragai eegi foton
eksitasi. Pada pengukun ini, Car dieksitasiln
pada tinkat tenaga
monokromatik
yang
11 B.'
riak
mnggunakan caya
gelombangnya dapat
ditala secara sistematis dari 400 - 550 mn.
Flourc nsi diamati pada panjang gclombang 8·18
nm yaitu pada puncak seaan 6Chl B850 Q,
Dengan cara ini. folon dapat diemisikan dalam
bentuk lluorescnsi olch B850 0 hanya jika ada
,
n �2
.,_ Na•lonal Efhlentl ..Konte.tl Enervl
ISSN 1907-0063
fU!RGI 2S
Semarang, 12 D�stmb�r 2005
s.- egi dari Car. Tk ada ton yang