DIFERENSIASI DAN DISTRIBUSI SPESI MAGNESIUM, KALSIUM, MANGAN, SENG, MOLIBDEN DAN KADMIUM DALAM CAIRAN FLOEM TANAMAN JARAK (Ricinus communis L.)
DISERTASI Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
NOOR FITRI NIM : 30506004
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
DIFERENSIASI DAN DISTRIBUSI SPESI MAGNESIUM, KALSIUM, MANGAN, SENG, MOLIBDEN DAN KADMIUM DALAM CAIRAN FLOEM TANAMAN JARAK (Ricinus communis L.)
Oleh Noor Fitri NIM : 30506004
Institut Teknologi Bandung
Menyetujui Tim Pembimbing
Tanggal: ……………………
Ketua
(Prof. Dr. Buchari)
Anggota
Anggota
(Dr. Muhammad Bachri Amran)
(Dr. Fida Madayanti Warganegara)
ii
ABSTRAK DIFERENSIASI DAN DISTRIBUSI SPESI MAGNESIUM, KALSIUM, MANGAN, SENG, MOLIBDEN DAN KADMIUM DALAM CAIRAN FLOEM TANAMAN JARAK (Ricinus communis L.)
Oleh NOOR FITRI NIM: 30506004 Spesiasi unsur (elemental speciation) merupakan salah satu topik utama dalam penelitian bidang kimia analitik, terutama untuk memenuhi kebutuhan informasi tentang perilaku dan karakter suatu unsur misalnya mobilitas, fungsi, ketersediaan, defisiensi dan toksisitasnya. Perilaku suatu unsur baik pada organisme maupun pada sistem ekologis tidak dapat diterangkan hanya dengan mengetahui jumlah total unsur tersebut dalam sampel yang bersesuaian melainkan juga ditentukan oleh bentuk spesi unsur tersebut. Oleh karena itu, pengetahuan mengenai spesi kimia suatu unsur, -yang didefinisikan sebagai bentuk kimia spesifik suatu unsur kimia yang dinyatakan sebagai suatu senyawa, struktur kompleks, isotop ataupun dengan tingkat bilangan oksidasi tertentu dalam organisme maupun sistem ekologis-, sangat diperlukan untuk menjelaskan reaksi kimia dan biokimia unsur tersebut dalam suatu habitat, sehingga kelak informasi tentang sifat-sifat dan pengaruh unsur tersebut dapat diketahui dengan baik. Pada tanaman, sejumlah unsur dengan berbagai bentuk spesi kimia diperlukan untuk pertumbuhan, misalnya unsur Mg dan Ca sebagai unsur hara pokok, dan Mn, Zn, dan Mo sebagai unsur hara runut. Fungsi dan peranan unsur tersebut dalam tanaman telah diketahui dengan jelas, namun bagaimana spesiasi kimia unsur tersebut belum terungkapkan sepenuhnya. Berdasarkan latar belakang tersebut di atas, telah dilakukan spesiasi unsur Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dalam cairan floem tanaman jarak (Ricinus communis L.), dengan target utama diferensiasi dan distribusi spesi kimia unsur hara pokok Mg dan Ca, spesi kimia unsur hara runut Mn, Zn, dan Mo serta spesi kimia logam berat (Cd) dalam sampel tersebut. Penelitian ini difokuskan pada analisis spesiasi operasional, yaitu karakterisasi spesi yang tergantung pada metode analitik yang dipilih. Metode pemisahan utama dilakukan dengan menggunakan kromatografi eksklusi ukuran (size exclusion chromatography, SEC) sedangkan metode pemisahan pendukung adalah quantitative preparative native continuous polyacrylamide gel electrophoresis (QPNC PAGE). Pemisahan dua tahap (bidimensional) spesi Mo dilakukan dengan menggunakan kedua metode tersebut. Adapun pemisahan dua
iii
tahap spesi Ca, tahap pertama dengan SEC dan tahap kedua dengan elektroforesis kapiler (capillary electrophoresis, CE). Pendeteksian selektif unsur dilakukan dengan inductively coupled plasma quadrupole mass spectrometry (ICP QMS). Khusus untuk spesi Mo dilakukan pendeteksian selektif molekul dengan electrospray ionization –mass spectrometry (ESI MS). Dengan menggunakan metode SEC, spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd terdistribusi berdasarkan perbedaan berat molekul relatifnya. Kolom pemisah yang digunakan adalah sephadex G-50 SF (700 mm x 24 mm) dan sephadex G-25 M (28 mm x 9 mm). Sebagai fasa gerak digunakan larutan 20 mM MES/1 mM NaN3 pH 8,0 dan larutan 20 mM NaCl/1 mM NaN3 pH 8,0. Kondisi operasional yang diaplikasikan pada kolom sephadex G-50 SF meliputi (i) laju alir 0,3 mL/min, (ii) volume fraksi 7,2 mL, jumlah fraksi 95 (fraksinasi berlangsung otomatis), (iii) pendeteksian UV pada panjang gelombang 254 nm, dan (iv) temperatur pemisahan 4 °C, sedangkan pada kolom sephadex G-25 M dilakukan pada kondisi: (i) laju alir 0,3 mL/min, (ii) volume fraksi 0,1-0,2 mL, (iii) jumlah fraksi 20-40 (manual), dan (iv) temperatur pemisahan pada temperatur ruang. Kalibrasi kolom sephadex G-50 SF dilakukan dengan menggunakan campuran standar protein thyroglobulin (670 kDa), γ-globulin (158 kDa), ovalbumin (44 kDa), myoglobin (17 kDa), dan Vitamin B12 (1,35 kDa). Spesi yang terdeteksi setelah pemisahan dengan kolom sephadex G-50 SF dan kolom sephadex G-25 M berturut-turut diberi notasi subscript A dan subscript B. Subscript A1, A2, dan seterusnya menyatakan urutan spesi dari logam yang sama berdasarkan urutan berat molekul relatifnya. Metode QPNC PAGE diaplikasikan juga dalam penelitian ini untuk melihat profil elusi spesi unsur berdasarkan berbedaan m/z spesi. Kondisi operasional yang diterapkan meliputi (i) sistem buffer kontinyu 20 mM Tris-HCl/1 mM NaN3 pH 10, (ii) derajat polimerisasi poliakrilamid 4 %T / 2,67 % C, panjang gel 40 mm, fasa gerak 20 mM MES/1 mM NaN3 pH 8,0, dan (iii) temperatur analisis 4 °C. Sampel difraksinasi sebanyak 74 fraksi dengan volume setiap fraksi 5 mL (fraksinasi otomatis dengan pemograman). Pemisahan tahap dua spesi Ca dilakukan dengan menggunakan elektroforesis kapiler. Prinsip pemisahan CE adalah berdasarkan perbedaan mobilitas analit pada suatu medan listrik tertentu. Medan listrik diaplikasikan sepanjang kolom kapiler pada tegangan tinggi (15-30 kV) pada elektroda positif atau negatif. Pemisahan analit terjadi sebagai hasil pergerakan analit di bawah pengaruh fenomena elektroosmotik dan elektroforetik. Untuk mendapatkan metode pemisahan yang optimal dilakukan optimasi: komposisi dan konsentrasi buffer, pH, tegangan yang diaplikasikan, dan penggunaan surfaktan sebagai modifikator laju elektroosmotik. Pendeteksian selektif unsur dalam cairan floem tanaman jarak dan dalam fraksi SEC dan QPNC PAGE dilakukan dengan ICP QMS. Prinsip kerja metode ICP QMS adalah analit diionisasi dalam plasma menjadi muatan positif satu yang
iv
kemudian dicacah jumlahnya oleh spektrometri massa quadrupole. Kondisi operasional yang diaplikasikan antara lain (i) daya 880-1200 Watt, (ii) sistem detektor pulsa dan analog, (iii) laju gas argon pembawa 14 L/min, (iv) laju gas argon pengabut 0,9 – 0,98 L/min, (v) laju sampel 1,2 mL/min, (vi) pengolahan sinyal peak hopping, (vii) sweeps/reading 35-40/3-5, (viii) replikasi 5 kali, (ix) sample flush 45 detik, (x) read delay 15 detik, (xi) wash time 60 detik, dan (xii) standar internal 10 µg/L In dalam HNO3 1 % (b/b). Pengujian kemungkinan interaksi logam dengan protein/polipeptida diuji dengan menggunakan proteinase K. Cairan floem sebelum dan sesudah destruksi dengan proteinase K difraksinasi menggunakan kolom sephadex G-25 M kemudian secara selektif unsurnya dideteksi dengan ICP QMS. Konsentrasi protein dalam fraksi ditentukan berdasarkan metode Bradford. Profil elusi logam dalam fraksi sebelum dan sesudah destruksi proteinase dibandingkan untuk melihat kemungkinan adanya interaksi logam dengan protein/polipeptida. Hasil penelitian menunjukkan ada 6 kelompok spesi aktif UV berdasarkan profil serapan UV cairan floem pada kolom sephadex G-50 SF. Ke-enam kelompok aktif tersebut meliputi satu kelompok (kelompok A) terdeteksi pada daerah berat molekul tinggi (> 44 kDa) dan lima lainnya (kelompok B, C, D, E dan F) pada daerah berat molekul rendah. Profil elusi spesi C, P, dan S setelah fraksinasi SEC menggambarkan diferensiasi semikuantitatif senyawaan karbon, fosfor dan sulfur dalam cairan floem. Pada kolom sephadex G-25 M terdeteksi dua spesi karbon, yaitu CB1 dan CB2, 4 spesi fosfor: PB1, PB2, PB3, dan PB4 serta 7 spesi sulfur: SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6, dan SB7. Fraksi pada daerah elusi 0,5 – 1,5 mL dikumpulkan dan dipisahkan lebih lanjut dalam kolom sephadex G-50 SF menggunakan fasa gerak yang sama (20 mM NaCl/ 1 mM NaN3 pH 8,0). Sebagai hasil penelitian terdeteksi dua spesi karbon yaitu spesi CA1 dan CA2 , 4 spesi fosfor, PA1, PA2, PA3, dan PA4 serta 11 spesi sulfur yang diberi notasi , SA1 hingga SA11. Diferensiasi dan distribusi spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd juga dapat dipelajari berdasarkan profil elusinya setelah pemisahan SEC. Pada kolom sephadex G-50 SF terdeteksi minimal masing-masing 3 spesi Mg (MgA1, MgA2 dan MgA3), Ca (CaA1, CaA2 dan CaA3), Mn (MnA1, MnA2 dan MnA3), dan Zn (ZnA1, ZnA2 dan ZnA3), serta 2 spesi Mo (MoA1 dan MoA2) dan 5 spesi Cd (CdA1 -CdA5). Spesi pertama dari semua logam terdeteksi pada volum mati (> 44 kDa) yang bersesuaian dengan serapan aktif UV cairan floem. Kelimpahan relatif spesi pertama berkisar 0,01 % (spesi Mg) hingga 10,37 % (spesi Cd) dibandingkan spesi lainnya untuk masing-masing logam. Spesi utama logam dengan kelimpahan relatif yang tertinggi terdeteksi pada daerah berat molekul rendah (< 1350 Da). Spesi utama logam-logam tersebut berkorelasi positif dengan serapan aktif UV cairan floem. Adapun hasil pemisahan SEC pada kolom sephadex G-25 M terdeteksi 3 spesi Mg (MgB1, MgB2 dan MgB3) dan Zn (ZnB1, ZnB2 dan ZnB3), dua spesi Ca (CaB1 dan CaB2), Mn (MnB1 dan MnB2), dan Mo (MoB1 dan MoB2), serta satu spesi Cd (CdB1).
v
Perbedaan pengkulturan tanaman jarak tidak berpengaruh terhadap diferensiasi spesi logam, namun berpengaruh terhadap jumlah total spesi. Pada media aeroponik, jumlah total spesi MnA2, spesi MoA2, dan semua spesi CdA lebih besar dibandingkan pada media pot. Hal ini menunjukkan pada media aeroponik, spesi biologis aktif (Bioavailability) logam Mn, Mo, dan Cd terserap lebih optimal dibandingkan dalam media pot. Hasil pemisahan dengan QPNC PAGE menunjukkan keberhasilan penelitian mendeteksi spesi Mn dan Mo dengan sangat baik. Spesi Mo terdeteksi pada daerah elusi 35-80 mL sedangkan spesi Mn pada daerah elusi 90-170 mL. Pemisahan spesi Mg, Ca, Zn, dan Cd dengan QPNC PAGE kurang optimal yang teramati dengan profil elusi spesi bergradasi dan tingginya batas kuantifikasi pendeteksian selektif unsur Mg, Ca, Zn, dan Cd. Hasil pengujian kemungkinan spesi logam berinteraksi dengan protein/polipeptida menunjukkan bahwa konsentrasi total spesi MgB1, spesi CaB1, spesi MnB1, MoB1, dan CdB1 berkurang secara signifikan sedangkan konsentrasi total spesi dengan berat molekul rendah dari Mg, Ca, Mn, Mo dan Cd bertambah setelah destruksi dengan proteinase K. Berkurangnya konsentrasi total spesi tersebut merupakan indikasi kemungkinan interaksi spesi dengan protein/polipeptida. Berbeda dengan spesi logam lainnya, tidak ada perbedaan profil elusi spesi Zn sebelum dan sesudah uji proteinase K. Hal ini menunjukkan kecil kemungkinan Zn berikatan dengan protein/polipeptida. Pembuktian keberadaan dan kestabilan spesi MoA2 dilakukan dengan SEC dan QPNC PAGE. Cairan floem pertama dipisahkan dengan SEC kolom sephadex G50 SF. Fraksi SEC dengan konsentrasi Mo tertinggi (Fraksi 43/volume elusi 309,6 mL) dipisahkan lebih lanjut dengan QPNC PAGE. Strategi kedua, pemisahan tahap pertama dilakukan dengan QPNC PAGE kemudian fraksi QPNC PAGE dengan konsentrasi Mo tertinggi (fraksi 10/volume elusi 50 mL) dipisahkan lebih lanjut dengan SEC kolom sephadex G-50 SF. Hasil penelitian membuktikan keberadaan dan kestabilan spesi Mo yang terdeteksi secara kuantitatif dengan menggunakan kedua metode tersebut. Pendeteksian ESI-MS mendukung informasi berat molekul relatif spesi MoA2 yaitu kecil dari 1000 Da. Dalam penelitian ini dilakukan juga pemisahan tahap lanjut spesi CaB2 menggunakan elektroforesis kapiler. Berdasarkan optimasi yang dilakukan diperoleh kondisi optimal pemisahan spesi CaB2 sebagai berikut: (i) komposisi dan konsentrasi elektrolit latar (background electrolit, BGE) 10 mM Na2HPO4/ 10 mM NaH2PO4/0,5 mM CTAB, (ii) pH 8,0, (iii) tegangan – 20 kV, (iv) panjang gelombang pendeteksian/referensi 214/500 nm dan (v) temperatur optimal pemisahan 14-15 °C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa spesi CaB2 telah berhasil dipisahkan lebih lanjut dengan terdeteksinya 13 spesi aktif UV dalam waktu kurang dari 10 menit. Diferensiasi dan distribusi spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dalam cairan floem tanaman jarak telah berhasil dilakukan dengan baik menggunakan metode pemisahan SEC, PAGE, dan CE serta teknik pendeteksian selektif unsur ICP
vi
QMS yang dikembangkan. Keunggulan metode pemisahan dan pendeteksian yang dikembangkan adalah kemampuan mendiferensiasikan dan mendeteksi spesi minor dengan kelimpahan relatif minimal 0,01 % (spesi MgA1) dan massa terendah dalam orde pikogram (50 pikogram untuk spesi CdA1). Diharapkan kontribusi ilmiah penelitian yang dilakukan yaitu tentang diferensiasi dan distribusi spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dapat bermanfaat untuk mengetahui mekanisme proses transformasi dan transport spesi tersebut dalam cairan floem tanaman jarak. Kata kunci: Diferensiasi dan distribusi spesi (Mg, Ca, Mn, Zn, Mo dan Cd), floem, Ricinus communis L.
vii
ABSTRACT DIFFERENTIATION AND DISTRIBUTION OF MAGNESIUM, CALCIUM, MANGANESE, ZINC, MOLYBDENUM AND CADMIUM SPECIES IN PHLOEM SAP OF CASTOR BEAN (Ricinus communis L.)
By NOOR FITRI NIM: 30506004 Elemental speciation is the main topic of research on analytical chemistry, particularly to attain some information related to behaviors and characteristics of elements, for instance; their mobility, function, occurrence, deficiency and toxicity. The elemental behaviors both in organism and ecological system are not only elucidated by determining a total amount of elements in suitable samples, but also by determining the pattern of elemental species. Therefore, the knowledge and understanding of chemical species of an element, -which is defined by a specific pattern of a chemical element in form of a compound, complex structure, isotope or an oxidation state of element in organism or ecological system-, is absolutely needed to explain the chemical reaction and biochemistry of the element in its habitat. In turn, this will help in better understanding of the properties and influence of the element. Some elements with various patterns of chemical species are needed for plant growth and development, for examples; Mg and Ca frequently act as the major nutrients, whereas Mn, Zn and Mo are mostly needed to be micronutrients. The functions and roles of those elements in the plants are already well known, however, what and how the elemental species are not yet fully understood. On those reasons, the elemental speciation of Mg, Ca, Mn, Zn, Mo and Cd in phloem sap of castor bean (Ricinus communis L.) was studied. The elemental speciation was primarily emphasized on the differentiation and distribution of chemical species of major nutrients Mg and Ca, micronutrients Mn, Zn and Mo, as well as chemical species of heavy metal Cd in the phloem sap samples. This work was focused on the operational speciation analysis, defined as species characterization, depending on the selected analytical methods. The main separation method employed size exclusion chromatography (SEC), whereas the supporting separation method was performed using quantitative preparative native continuous polyacrylamide gel electrophoresis (QPNC PAGE). Bidimensional separation of Mo species was done by applying of both methods above. Additionally, bidimensional separation of Ca species in the first stage was used
viii
SEC, whereas in the second stage, the separation was conducted using capillary electrophoresis (CE). Selective detection of elements was performed by inductively coupled plasma quadrupole mass spectrometry (ICP-QMS). In particular, molybdenum (Mo) was selectively detected by electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). The distribution of Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, and Cd species according to the differences of their relative molecular weights were identified by using SEC method. Two SEC columns were applied, namely Sephadex G-50 SF (700 mm x 24 mm) and sephadex G-25 M (28 mm x 9 mm). In accordance with 20 mM MES/1 mM NaN3 pH 8,0 and 20 mM NaCl/1 mM NaN3 pH 8,0 solutions were used as the mobile phase, respectively. The operational parameters of separation applied for the sephadex G-50 SF column were (i) eluent flow of 0.3 mL/min, (ii) fraction volume of 7.2 mL with the total of fraction of 95 (automatic running fractionation), (iii) UV detection wavelenght of 254 nm, and (iv) temperature of separation system at 4°C, whereas the operational conditions of separation applied for the sephadex G-25 M column were (i) eluent flow of 0.3 mL/min, (ii) fraction volume ranging from 0.1 to 0.2 mL, (iii) total of fraction of 20-40 (manual running fractionation), and (iv) separation system at room temperature. In order to standardize the molecular weight range of the chromatographic separation, a mixture protein standard consisting of thyroglobulin (670 kDa), γ-globulin (158 kDa), ovalbumin (44 kDa), myoglobin (17 kDa), and Vitamin B12 (1,35 kDa) were employed on sephadex G-50 SF column. After separation using sephadex G50 SF and sephadex G-25 M column, the detected species are consecutively written in notations of subscript A and subscript B. Subscript A1, A2, etc, denotes the subsequent species of the same metal on the basis of their subsequent relative molecular weight. Quantitative preparative native continuous polyacrylamide gel electrophoresis (QPNC PAGE) method was also utilized in this study. The application of this method was aimed to obtain the species elution profiles on the basis of the m/z differences of the species. The experimental operational conditions were: (i) continuous buffer system of 20 mM Tris-HCl/1 mM NaN3 pH 10, (ii) polyacrylamide polymerization degree of 4 %T / 2,67 % C, with a length of gel of 40 mm, and mobile phase of 20 mM MES/1 mM NaN3 pH 8,0, and (iii) temperature of analysis of 4 °C. The samples were fractionated on 74 fractions with each fraction volume of 5 mL (automatic fractionation by programming). The further separation of Ca species was carried out by means of capillary electrophoresis (CE). This separation is based on the distinction of their analyte mobility for a given electric field. The electric field was applied along capillary column at a high voltage (15-30 kV) on both positive and negative electrodes. The separation of analytes was a result of analyte movement under influences of electroosmosis and electrophoresis phenomena. To attain an optimal separation method, the composition and concentration of buffer, pH, used voltage and the usage of surfactant as a modifier of electroosmosis flow were optimized.
ix
Selective elements in phloem sap of castor bean and in fractions of SEC and QPNC PAGE were detected by using inductively coupled plasma quadrupole mass spectrometry (ICP-QMS). In this method, analytes were ionized in plasma to be a cation (M+), and its count was calculated by quadrupole mass spectrometry (QMS). The operational conditions applied in the analysis consist of (i) power of 880-1200 Watt, (ii) pulse and analog detector system, (iii) argon gas flow of 14 L/min, (iv) nebulizer argon gas flow of 0,9 – 0,98 L/min, (v) sample flow of 1,2 mL/min, (vi) peak hopping signal process, (vii) sweeps/reading of 35-40/3-5, (viii) replication of 5 times, (ix) sample flush of 45 seconds, (x) read delay of 15 seconds, (xi) wash time of 60 seconds, and (xii) internal standard of 10 µg/L In in HNO3 1 % (b/b). The interaction probability of metals and protein/polypeptide was tested by using proteinase K. Prior to and after destruction using proteinase K, phloem sap was fractionated by means of sephadex G-25 M column and the elements were selectively detected by ICP-QMS. The protein content of the fractions was determined by Bradford method. The metal elution profiles of fractions resulted before and after destruction using proteinase K are compared and interpreted if any probability of interaction between metals and protein/polypeptide. On the basis of UV absorption profiles of phloem sap on sephadex G-50 SF column, 6 (six) groups of UV active species were identified. The six groups of species consisting of 1 (one) group (group A) was detected at a high molecular weight area (> 44 kDa), whereas the other 5 (five) groups (group B, C, D, E and F) were detected at a low molecular weight area. After SEC fractionation, elution profiles of C (carbon), P (phospor) and S (sulphur) species show a differentiation of C, P and S compouds in phloem sap. On sephadex G-25 M column, two C species (CB1 and CB2), four P species (PB1, PB2, PB3, and PB4), seven S species (SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6, and SB7). Fractions in an elution area ranging from 0,5 to 1,5 mL are collected and further separated on sephadex G-50 SF column by using a similar mobile phase (20 mM NaCl/ 1 mM NaN3 pH 8,0). As a result, two C species (CA1 and CA2), four P species (PA1, PA2, PA3, and PA4) and eleven S species annotated as SA1 to SA11 were well detected. Differentiation and distribution of Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, and Cd species in phloem sap of castor bean were also investigated on the basis of their elution profiles after SEC separation. On the sephadex G-50 SF column, three Mg species (MgA1, MgA2 and MgA3), three Ca species (CaA1, CaA2 and CaA3), three species of Mn (MnA1, MnA2 and MnA3), three Zn species (ZnA1, ZnA2 and ZnA3), as well as two Mo species (MoA1 and MoA2) and five Cd species (CdA1 -CdA5) were identified. The first species of all metals were observed at a void volume (> 44 kDa), which coincides with UV active absorption of phloem sap. The relative abundance of the first species varies from 0.01 % (Mg species) to 10.37 % (Cd species) compared to other species for each metals. The major species of metals with a highest relative abundance were detected at low molecular weight area (< 1350 Da). The major species are positively correlated to UV active absorption of phloem sap.
x
The result of SEC separation on sephadex G-25 M column indicates the presence of three Mg species (MgB1, MgB2 and MgB3), three Zn species (ZnB1, ZnB2 and ZnB3), two Ca species (CaB1 and CaB2), two Mn species (MnB1 and MnB2), two Mo species (MoB1 and MoB2), and one Cd species (CdB1). The culture difference of castor bean did not influence the differentiation of metal species, but influencing the total amount of species. In an aeroponic culture, the total amounts of MnA2 and MoA2 species as well as all CdA species were greater than those in a soil culture. This suggests that Mn, Mo, and Cd metals in the aeroponic culture were optimally absorbed compared those in the soil culture. The results of separation using QPNC PAGE indicate that Mn and Mon species are successfully detected. Molybdenum species were detected at elution area of 35-80 mL, whereas Mn species were identified at elution area ranging from 90 to 170 mL. The separation of Mg, Ca, Zn, and Cd species by using QPNC PAGE was not really working optimally, which is shown by a gradational species elution profiles and a high detection of quantification of Mg, Ca, Zn and Cd. Study on interaction probability between metal species and protein/polypeptide indicates that the total concentration of MgB1, spesi CaB1, spesi MnB1, MoB1, and CdB1 species decreases significantly, whereas the total concentration for low molecular weight species of Mg, Ca, Mn, Mo and Cd increases after destructed by proteinase K. The decrease of MgB1, spesi CaB1, spesi MnB1, MoB1, and CdB1 species suggests that these species may interact with protein/polypeptide. In contrary, there are no differences of Zn elution profiles before and after destructed by proteinase K. This suggests that Zn may not bind with protein/polypeptide. The occurrence and stability of MoA2 species were proven by SEC dan QPNC PAGE. Phloem sap was initially separated by SEC on sephadex G-50 SF column. The SEC fraction containg a highest concentration of Mo (43/elution volume of 309,6 mL) was further separated using QPNC PAGE. Alternatively, the first stage of separation was done by QPNC PAGE and the QPNC PAGE fraction containing a highest concentration of Mo (10 fractions/elution volume of 50 mL) was furthermore separated using SEC on sephadex G-50 SF column. As a result, by means of SEC and QPNC PAGE methods, the occurrence and stability of Mo species were well detected quantitatively. This is supported by ESI-MS detection results, which indicates that the relative molecular weight of MoA2 was less than 1000 Da. In addition, further separation of CaB2 species using capillary electrophoresis (CE) was also performed. The optimal conditions of the separation method was obtained at (i) composition and concentration of background electrolit (BGE) of 10 mM Na2HPO4/ 10 mM NaH2PO4/0,5 mM CTAB, (ii) pH of 8.0, (iii) voltage of -20 kV, (iv) wavelenght of detection/reference of 214/500 nm, and (v) optimal temperature at 14-15°C. As a result, CaB2 species was successfully separated by identifying a total of 13 UV active species in less than 10 minutes.
xi
Differentiation and distribution of Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, and Cd species in phloem sap of castor bean were successfully carried out by means of SEC, QPNC PAGE, and CE separation methods as well as modified ICP QMS technique for selective detection of elements. The advantages of the modified separation and detection methods are their ability in differentiating and detecting minor species at a minimal relative abundance of 0.01 % (MgA1) and a lowest mass in pikogram orde (50 pg for CdA1 species). The study on differentiation and distribution of Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, and Cd species could be a significant scientific contribution and undoubtedly benefited for a better understanding of mechanism of transformation and transport processes of those species in phloem sap of castor bean. Keywords: elemental speciation, phloem, castor bean
xii
PEDOMAN PENGGUNAAN DISERTASI
Disertasi doktor yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada penulis dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin penulis dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.
Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh disertasi haruslah seizin Dekan Sekolah Pascasarjana, Insititut Teknologi Bandung.
xiii
…Ilmu Allah meliputi segala sesuatu... (Al-Qur’an, 4:126)
Untuk... Ibunda Hj. Adlina Nasution, dan Ayahanda H. M. Marhaban (alm.) Kakanda Ida Ratnawati, SH. (alm.), Suami tersayang Dr.-rer.nat. Arifudin Idrus
Terima kasih untuk segalanya...
xiv
UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillah, dengan segala rakhmat dan hidayah Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyelesaikan seluruh rangkaian studi, penelitian dan penulisan disertasi ini. Disertasi ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan antara Oktober 2002 dan September 2005 di Pusat Penelitian Jülich (Forschungszentrum Juelich, FZJülich), Jerman, serta analisis/interpretasi data penelitian, penulisan dan pembimbingan disertasi ini dilakukan secara resmi di Institut Teknologi Bandung. Keberhasilan seluruh rangkaian studi, penelitian dan penulisan disertasi ini, tidak lepas dari bantuan, kontribusi dan dukungan berbagai pihak baik secara institusi maupun secara personal.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada FZ-Jülich, Jerman, khususnya Institute of Chemistry and Dynamics of the Geosphere: ICG-III Phytosphere atas ijin, bantuan dan dukungannya selama penulis di lembaga ini. Penelitian ini seluruhnya dibiayai oleh institut tersebut. Secara khusus, penulis menyampaikan terima kasih yang setinggi-tingginya kepada Prof. Dr. Ulrich Schurr (Direktur institut), Prof. Dr. Klaus Günther (Pembimbing utama penelitian), Dr. Björn Thiele (Pembimbing pendamping penelitian), kolega-kolega peneliti antara lain Dr. S. Küppers (Direktur Central Division of Analytical Chemistry, FZ-Jülich), Dr. Budi Muktiono, Dr. Ingar Janzik, Dipl.-Chemie Van-Dy Nguyen, Dr. Kate Morrissey, Dr. Katrin Wieland dan Dipl.-Bio. Beate Uhlig yang telah banyak membantu penulis selama di institut tersebut, tidak hanya dalam hal penelitian, namun lebih dari itu; persahabatan dan keramahan mereka. Terima kasih dan apresiasi yang tinggi diberikan kepada Bernd Kastenholz yang telah banyak membantu penulis dalam melakukan penelitian di laboratorium dan membantu dalam penulisan paper untuk jurnal internasional, juga terima kasih atas kebaikan dan kekeluargannya yang masih terjaga sampai sekarang.
Selanjutnya, penulis menyampaikan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Bapak Prof. Dr. Buchari selaku ketua promotor atas bimbingan, saran dan
xv
dukungannya kepada penulis selama melakukan analisis dan interpretasi data serta penulisan disertasi di Institut Teknologi Bandung, bahkan penghargaan yang setinggi-tingginya atas dukungan dan arahannya ketika penulis masih berada di Jerman.
Ucapan terima kasih yang tak terhingga juga disampaikan kepada Bapak Dr. Muhammad Bachri Amran dan Ibu Dr. Fida Madayanti Warganegara selaku anggota promotor atas segala bantuan, bimbingan, saran dan dukungannya kepada penulis selama mengikuti program doktor ini.
Penulis berterima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Universitas Islam Indonesia (UII) – Yogyakarta beserta pimpinannya (Rektor dan Dekan FMIPA) atas ijin studi lanjut, beasiswa dan dukungannya kepada penulis selama belajar di Jerman dan di ITB, serta terima kasih kepada rekan-rekan sejawat di FMIPA UII khususnya Program Studi Kimia FMIPA-UII serta kepada Ibu Rohmatul Fajriyah, M.Si., atas bantuan dan dukungannya selama ini. Terima kasih juga disampaikan kepada Direktorat Pendidikan Tinggi, Depdiknas atas bantuan beasiswa BPPS Ongoing-nya yang diberikan pada tahun terakhir penulis mengikuti program Doktor di ITB.
Dengan terselesainya program doktor ini, tidak lupa penulis juga menyampaikan terima kasih kepada: 1. Rektor ITB serta dekan dan seluruh staf Sekolah Pascasarjana ITB yang telah memberi kesempatan dan bantuan kepada penulis selama program doktor. 2. Dekan dan seluruf staf FMIPA ITB yang telah membantu dan mendukung penulis selama mengikuti program doktor di institusi tersebut. 3. Ketua Program Studi Kimia FMIPA ITB dan seluruh staf serta Kepala laboratorium penelitian S3 dan staf pada Kelompok Keahlian Kimia Analitik yang telah membantu dan menyediakan segala fasilitas kepada penulis selama mengikuti program doktor tersebut. 4. Tim penilai dan penguji disertasi dalam sidang tertutup yang terdiri dari Prof. Dr. Buchari (ketua tim/promotor), Dr. Muhammad Bachri Amran (anggota/ko-
xvi
promotor), Dr. Fida Madayanti Warganegara (anggota/ko-promotor), Dr. Taufikurahman (anggota/penguji), Prof. Dr. Hardjono Sastrohamidjojo (anggota/penguji) dan Dr. Suryo Gandasasmita, MT. (anggota/penguji). 5. Rekan-rekan mahasiswa S3 pada Kelompok Keahlian Kimia Analitik, khususnya Irdhawati, M.Si., Pirim Setiarso M.Si., Ibnu Khaldun, M.Si., Nikmans Hattu, M.Si., Aman Sentosa Panggabean, M.Si., Deden Saprudin, M.Si., dan rekan-rekan mahasiswa S1 dan S2 pada Kelompok Keahlian Analitik Prodi Kimia FMIPA ITB. Terima kasih atas segala bantuan, kebersamaan dan persahabatannya. 6. Rekan-rekan Mitfahren Aachen-Juelich khususnya Dr. J. Bernard Bouche, Dr. Anna Berns, Dr. Arianne Blanchard dan Dr. Jost Liebich atas kebersamaan selama perjalanan Aachen-Juelich, bantuan, dan persahabatannya tanpa memandang perbedaan. 7. Teman-teman kos di Menara Air I/19 khususnya Ratna Sakay, S.Si., Ulva Dian Melinda, S.Si., Apt., dan Dian Kusuma Wardhani, MT. atas bantuan, kebersamaan, persahabatan dan persaudaraannya. 8. Seluruh keluarga di Makassar dan di Bima; kakanda Ir. Hj. Triati Nuraeni dan keluarga, kakanda Ir. Suryani Marhaban dan keluarga serta ayah-mama mertua di Bima (Drs. H. Idrus Hakim dan Hj. Siti Maemunah) atas dukungan dan do’anya. 9. Semua pihak baik secara institusi maupun individu yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu secara eksplisit, terima kasih atas bantuan dan dukungannya.
Akhirnya penulis berharap semoga disertasi ini bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan khususnya ilmu kimia, bermanfaat bagi manusia dan seluruh alam serta bernilai ibadah disisi-Nya, amin. Bandung, 1 Juli 2008
Noor Fitri
xvii
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK
iii
ABSTRACT
viii
PEDOMAN PENGGUNAAN DISERTASI
xiii
HALAMAN PERSEMBAHAN
xiv
UCAPAN TERIMA KASIH
xv
DAFTAR ISI
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
xxi
DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI
xxii
DAFTAR TABEL
xxiv
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
xxv
Bab I Pendahuluan I.1
Deskripsi Topik dan Latar Belakang Penelitian
1
I.2
Masalah Penelitian
4
I.3
Asumsi – asumsi
5
I.4
Hipotesis Penelitian
5
I.5
Tujuan Penelitian
6
I.6
Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian
7
I.7
Pelaksanaan Penelitian secara Garis Besar
7
I.8
Sistematika Disertasi
8
I.9
Keaslian Penelitian
9
Bab II Tinjauan Pustaka II.1
Tanaman Jarak
10
II.2
Anatomi Floem
11
II.3
Analisis Spesiasi
15
II.4
Definisi Spesiasi Unsur
15
II.5
Pengambilan Sampel
16
II.6
Metode Analisis Spesiasi
17
II.6.1
Metode Pemisahan
17
II.6.2
Metode Pendeteksian
27
xviii
II.7
Validasi Metode Analisis
34
Bab III Metode Penelitian III.1
Diagram Alir Penelitian
35
III.2
Alat dan Bahan
36
III.3
Prosedur Penelitian
38
III.3.1
Kultur Tanaman
38
III.3.2
Pengambilan Cairan Floem
40
III.3.3
Digesti Cairan Floem dengan Metode Microwave Tertutup
40
III.3.4
Optimasi Alat ICP MS
42
III.3.5
Pengembangan Metode Analisis Kuantitatif
44
III.3.6
Penentuan Total Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dalam Cairan floem tanaman jarak dengan ICP-QMS
46
III.3.7
Penentuan Distribusi Berat Molekul Spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dalam cairan floem tanaman jarak
46
III.3.8
Uji Proteinase K
48
III.3.9
Penentuan Konsentrasi Protein/Polipeptida Fraksi SEC dengan Metode Bradford
49
III.3.10 Pemisahan spesi kimia Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dalam Cairan Floem tanaman jarak dengan metode QPNC-PAGE
49
III.3.11 Pemisahan lebih lanjut Fraksi SEC dengan Metode CE
50
III.3.12 Analisis Spesi dengan ESI-MS
53
Bab IV Hasil dan Pembahasan IV.1
Kultur Tanaman Jarak dan Sampling Cairan Floem
54
IV.2
Optimasi Alat ICP-QMS
57
IV.3
Validasi Metode Destruksi dan Analisis Total Unsur dengan ICPQMS
61
IV.4
Pemisahan spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dengan SEC
63
IV.4.1
Kalibrasi Kolom Sephadex G-50 SF
63
IV.4.2
Profil Serapan UV Cairan Floem
65
IV.4.3
Profil Elusi C, P, dan S
67
IV.4.4
Profil Elusi dan Distribusi Berat Molekul Spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd pada Kolom Sephadex G-50 SF
74
IV.4.5
Penentuan Protein dalam Cairan Floem dan Fraksi SEC
86
xix
IV.4.6
Profil Elusi dan Distribusi Berat Molekul Spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd pada Kolom Sephadex G-25 M
88
IV.5
Pemisahan Spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd dalam Cairan Floem dengan QPNC-PAGE
97
IV.6
Pemisahan Bidimensional Spesi Mo
100
IV.7
Analisis ESI MS spesi MoA2
102
IV.8
Pemisahan Spesi CaB2 dengan Metode CE
104
Bab V Kesimpulan dan Saran V.1
Kesimpulan
111
V.2
Saran
112
DAFTAR PUSTAKA
114
LAMPIRAN
125
RIWAYAT HIDUP
191
xx
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A
Diagram alir penelitian
125
Lampiran B
Pengkulturan tanaman jarak
128
Lampiran C
Rangkaian alat SEC kolom sephadex G-50
130
Lampiran D
Bagan alat PNC PAGE Model 491 Prep Cell
132
Lampiran E
Pengaruh umur tanaman terhadap volume cairan floem 133 yang dihasilkan
Lampiran F
Data hasil optimasi harian ICP-QMS
Lampiran G
Data analisis dan uji statistik material rujukan (reference) 139 standar
Lampiran H
Kurva kalibrasi berat molekul relatif pada kolom sephadex 147 G-50
Lampiran I
Data cacah perdetik netto C, P, dan S
149
Lampiran J
Pengolahan data pemisahan dengan SEC
152
Lampiran K
Pengolahan data pemisahan dengan QPNC PAGE
182
xxi
134
DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI Halaman Gambar II.1
Tiga dimensi batang dikotil berkayu, dimana xilem di sebelah dalam lapisan kambium dan floem di sebelah luar
12
Gambar II.2
Anatomi jaringan floem
12
Gambar II.3
Bagan Alat ICP MS
29
Gambar II.4
Penganalisis massa quadrupole
30
Gambar III.1
Diagram alir pelaksanaan penelitian
35
Gambar IV. 1
Data hasil optimasi harian analisis ICP MS berdasarkan sensitivitas Mg, Rh, dan Pb
58
Gambar IV. 2
Data hasil optimasi harian analisis ICP MS berdasarkan jumlah count noise pada massa 5, 220, dan 260
59
Gambar IV. 3
Data hasil optimasi harian analisis ICP MS berdasarkan laju pembentukan ion positif 2 (Ba2+/Ba) dan pembentukan oksida (CeO/Ce)
61
Gambar IV. 4
Profil elusi kalibrasi kolom sephadex G-50
65
Gambar IV. 5
Profil serapan UV cairan floem tanaman Jarak pada kolom Sephadex G-50
64
Gambar IV. 6
Profil serapan UV fraksi 42 pada kolom Sephadex G-50
66
Gambar IV. 7
Profil distribusi spesi C pada kolom sephadex G-25
68
Gambar IV. 8
Profil distribusi spesi P pada kolom sephadex G-25
70
Gambar IV. 9
Profil distribusi spesi S pada kolom sephadex G-25
71
Gambar IV.10
Profil distribusi spesi C pada kolom sephadex G-50
72
Gambar IV.11
Profil distribusi spesi P pada kolom sephadex G-50
73
Gambar IV.12
Profil distribusi spesi S pada kolom sephadex G-50
73
Gambar IV.13
Profil elusi spesi Mg, Ca, Mn, Zn, Mo, dan Cd serta serapan UV cairan floem tanaman jarak pada kolom Sephadex G-50 SF
75
Gambar IV.14
Profil distribusi spesi Mg pada kolom sephadex G-50
76
Gambar IV.15
Profil distribusi spesi Ca pada kolom sephadex G-50
78
Gambar IV.16
Profil distribusi spesi Mn pada kolom sephadex G-50
81
Gambar IV.17
Profil distribusi spesi Zn pada kolom sephadex G-50
82
Gambar IV.18
Profil distribusi spesi Mo pada kolom sephadex G-50
85
Gambar IV.19
Profil distribusi spesi Cd pada kolom sephadex G-50
85
xxii
Gambar IV.20
Kurva kalibrasi penentuan konsentrasi protein dalam cairan floem dan fraksi SEC
87
Gambar IV.21
Profil distribusi protein thyroglobulin pada kolom sephadex G-50
88
Gambar IV.22
Profil distribusi protein cairan floem pada kolom sephadex G-25
89
Gambar IV.23
Profil distribusi Mg pada kolom sephadex G-25 sebelum dan sesudah destruksi dengan proteinase
90
Gambar IV.24
Profil distribusi Ca pada kolom sephadex G-25 sebelum dan sesudah destruksi dengan proteinase
92
Gambar IV.25
Profil distribusi Mn pada kolom sephadex G-25 sebelum dan sesudah destruksi dengan proteinase
93
Gambar IV.26
Profil distribusi Zn pada kolom sephadex G-25 sebelum dan sesudah destruksi dengan proteinase
94
Gambar IV.27
Profil distribusi Mo pada kolom sephadex G-25 sebelum dan sesudah destruksi dengan proteinase
95
Gambar IV.28
Profil distribusi Cd pada kolom sephadex G-25 sebelum dan sesudah destruksi dengan proteinase
96
Gambar IV.29
Profil distribusi kelimpahan Cd pada kolom sephadex G-50
97
Gambar IV.30
Profil elusi spesi Mg (A), Ca dan Zn (B) dan Mn, Mo, dan Cd (C) setelah pemisahan PNC PAGE
98
Gambar IV.31
Profil elusi spesi Mo (a) dalam cairan floem dan (b) fraksi PNC PAGE yang mengandung spesi Mo dengan konsentrasi tertinggi serta profil elusi UV (c)
101
Gambar IV.32
Profil elusi spesi Mo setelah pemisahan dengan PNC PAGE. (a) spesi Mo dalam cairan floem dan (b) dalam fraksi SEC yang mengandung spesi Mo dengan konsentrasi tertinggi
102
Gambar IV.33
Spektrum ESI MS fraksi SEC kolom sephadex G-50 SF yang mengandung konsentrasi tertinggi spesi MoA2 (fraksi 44)
103
Gambar IV.34
Elektroferogram low molecular mass (LMM) spesi Ca dalam cairan floem tanaman jarak
108
Gambar IV.35
Pengaruh variasi konsentrasi BGE I
109
Gambar IV.36
Pengaruh pH pada pemisahan LMM Ca
110
xxiii
DAFTAR TABEL
Tabel II.1
Halaman Perbandingan komposisi cairan xilem dan floem tanaman jarak 13
Tabel II.2
Perbandingan komposisi cairan xilem dan floem tanaman 14 lupinus putih
Tabel III.1
Kandungan kimiawi larutan nutrisi kultur tanaman dengan 39 sistem aeroponik (Krijger dkk., 1999).
Tabel III.2
Program digesti dengan sistem microwave tertutup
41
Tabel III.3
Kriteria standar kondisi operasional ICP MS ELAN 6100
42
Tabel III.4
Kondisi operasi alat ICP-QMS ELAN 6100
43
Tabel III.5
Daftar isotop yang digunakan, rentang konsentrasi dan lama 45 analisis
Tabel III.6
Kondisi operasional pemisahan cairan floem menggunakan 47 metode SEC
Tabel III.7
Kondisi operasional PAGE
51
Tabel III.8
Kondisi operasional analisis CE
52
Tabel IV.1
Pengaruh umur tanaman terhadap volume cairan floem yang 55 dihasilkan
Tabel IV.2
Hasil analisis material rujukan (reference) standar
62
Tabel IV.3
Hasil analisis total unsur dalam cairan floem tanaman jarak
63
Tabel IV.4
Distribusi spesi Mg dalam cairan floem tanaman jarak
77
Tabel IV.5
Distribusi spesi Ca dalam cairan floem tanaman jarak
77
Tabel IV.6
Distribusi spesi Mn dalam cairan floem tanaman jarak
80
Tabel IV.7
Distribusi spesi Zn dalam cairan floem tanaman jarak
82
Tabel IV.8
Distribusi spesi Mo dalam cairan floem tanaman jarak
84
Tabel IV.9
Distribusi spesi Cd dalam cairan floem tanaman jarak
86
xxiv
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG Singkatan
Nama
Pemakaian pertama kali pada halaman 25
2DE
Two-dimensional gel electrophoresis
AAS
Atomic absorption spectrometry
AE-FPLC
anion exchange fast protein liquid chromatography
31
AES
Atomic emission spectrometry
14
AFS
Atomic fluorescence spectrometry
14
ALO
aldehid oksidase
99
AsB
Arsenobetaine
30
AsC
Arsenocholin
30
Bg
background noise
57
BGE
background electrolyte
vi
CC
Companion cell
11
CE
Capillary electrophoresis
iv
CLC
Chiral liquid chromatography,
22
cps
count per second
56
CTAB
Cetyltrimethylammonium bromide
vi
CZE
Capillary zona electrophoresis
32
DMA
Dimethylarsinate
16
DNA
Deoxyribonucleic acid
24
EOF
electroosmotic flow
26
ESI MS
Electrospray ionisation mass spectrometry
iv
ESI QTOF MS
Electrospray ionization quadrupole-time of flight mass spectrometry
21
FZ-Jülich
Forschungszentrum Juelich
xv
GC
Gas chromatography
GE
Gel electrophoresis
23
GFC
Gel filtration chromatography
21
GPC
Gel permeation chromatography
21
HMM-CdSp
High molecular mass cadmium species
24
2
2
xxv
ICG
Institute of Chemistry and Dynamics of the Geosphere
7
ICP AES
Inductively coupled spectrometry
2
ICP MS
Inductively coupled plasma mass spectrometry
ICP QMS
Inductively coupled spectrometry
mass
iv
ICP TOF MS
Inductively coupled plasma time of flight mass spectrometry
26
IEC
Ion exchange chromatography
19
IEF
isoelectric focusing (IEF)
25
IPC
Reversed phase ion pair chromatography
19
IR
Infra red
IUPAC
The International Union for Pure and Applied Chemistry
14
LA ICP MS
laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry
32
LC
Liquid chromatography
LMM
low molecular mass
M
medium
MALDI TOF
Matrix-assisted laser-desorption ionization time of flight
Me2Hg
Metil merkuri
Me2Se
dimetilselen
23
Me2Te
dimetiltellurium
23
Me3Bi
trimetilbismut
23
Me3Sb
trimetilantimon
23
Me4Sn
tetrametiltin
23
MES
4-Morpholineethanesulfonic acid
MexAsHy
arsin termetilasi
23
MMA
Monomethylarsonate
16
MnSOD
Mn-superoksida dismutase
78
Moco
Mo co-factor
78
MT
metallothionein
34
ng
nanogram
7
NMR
Nuclear magnetic resonance
2
plasma
plasma
atomic
emission
quadrupole
2
2
2 106 8 21 1
xxvi
8
NPC
Normal phase chromatography
17
NR
nitrat reduktase
78
pg
pikogram
QPNC PAGE
Quantitative preparative native polyacrylamide gel electrophoresis
RNA
ribonucleic acid
24
RPC
Reversed phase chromatography
18
SDSPAGE
Sodium dodesil electrophoresis
SEC
Size exclusion chromatography
SF
Super fine
SO
sulfit oksidase
78
TMAO
Trimethylarsine oxide
30
TMAs
Tetramethylarsonium ion
30
TXRFS
Total-reflection X-ray fluorescence spectrometry,
22
UV-Vis
Ultra violet - visible
2
XDH
xantin dehidrogenase
78
VBA
Visual basic for aplikation
SPSS
Statistical program for social science
60
FZ-Jülich
Forschungszentrum Juelich
xv
ZCH
Zentrale für Analytische Chemie
52
4
sulfat-
continuous
polyacrylamide
gel
iii
25 iii 8
xxvii
8
