Isolation of chlorophyll a from spinach leaves and modification of center ion with Zn2+: Study on its optical stability - Nurhayati Nurhayati; Veinardi Suendo (Institut Teknologi Bandung, 2011)
It is well-known that the pure chlorophyll a, which has a magnesium central ion, is not stable against high intensity light exposure. It was observed that it degrades with a lifetime of 12.8 seconds based on the evolution of fluorescence signal intensity under the irradiation of 60 mW diode laser at 405 nm that resonates with its Soret band. In order to be applied as an optical material, the stability of chlorophyll a needs to be improved. One way to enhance the photostability of chlorophyll a is by changing the center ion, where in this study Mg2+ in chlorophyll a is replaced by Zn2+ to form Zn-pheophytin a. The results show a significant increase in the decay lifetime from 12.8 to 49.5 seconds by introducing the Zn2+ ion into porphyrin ring. It was observed that the absorption maximum of Soret band is red shifted from 413 nm to 424 nm after the introduction of Zn2+ into porphyrin ring, while the Q band maximum is blue shifted from 667 nm to 658 nm. The mass spectroscopy result confirmed that Mg2+ ions have been replaced by Zn2+. The results show the presence of m/z 933.5 and m/z 971.5 species, which are typical for Zn-pheophytin a and Zn-pheophytin a dihydrate, respectively. Keywords: Chlorophyll a, Photodegradation, Optical materials, Optical stability, Porphyrin, Zn-pheophytin a. Â Isolasi Klorofil a dari Daun Bayam dan dan Modifikasi Pusat Ion dengan Zn2+: Studi Stabilitas Optik Abstrak Telah diketahui secara umum bahwa klorofil a murni, dengan ion pusat magnesium, bersifat tidak stabil terhadap penyinaran berintensitas tinggi. Telah diamati pada penelitian ini bahwa klorofil a mengalami degradasi dengan waktu hidup 12,8 detik yang diperoleh dari evolusi intensitas sinyal fluoresensi pada penyinaran dengan laser dioda berdaya 60 mW pada 405 nm yang beresonansi dengan pita Soret. Agar dapat diaplikasikan sebagai material optik, kestabilan klorofil a perlu ditingkatkan. Salah satu cara untuk meningkatkan kestabilan klorofil a adalah mengganti ion pusatnya. Dalam penelitian ini kation yang digunakan adalah Zn2+ yang akan membentuk Zn-pheophytin a. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan nilai waktu hidup yang signifikan dari 12,8 detik menjadi 49,5 detik dengan masuknya ion Zn2+ ke dalam cincin porfirin pada klorofil a. Diamati bahwa penyerapan maksimum pita Soret mengalami pergeseran merah dari 413 nm ke 424 nm setelah pergantian ion pusat dengan Zn2+, sedangkan pita Q maksimum mengalami pergeseran Â biru dari 667 nm menjadi 658 nm. Hasil spektroskopi massa memastikan bahwa ion Mg2+ telah tergantikan oleh ion Zn2+. Ditemukan keberadaan spesi dengan m/z 933,5 dan m/z 971,5 yang merupakan m/z spesifik untuk Zn-pheophytin a dan Zn-pheophytin a dihidrat. Kata kunci: Kestabilan optik, Klorofil a, Fotodegradasi, Material optik, Porfirin, Zn-pheophytin a.