Tutorial Origin: Mempersiapkan Spektra FTIR

Origin merupakan software yang cukup populer untuk memproses grafik dan analisis data. Dalam riset kimia, software ini biasa digunakan untuk mempreparasi spektra XRD, FTIR, UV-Vis dan lainnya. Dalam tutorial kali ini, saya akan menjelaskan langkah singkat bagaimana mempreparasi spektra FTIR dari input file berformat text (*.txt). Ada dua pilihan dalam menampilkan spektra FTIR, yakni sumbu Y dapat ditampilkan sebagai absorbansi atau sebagai persen transmitansi. Pada umumnya spektra FTIR lebih sering ditampilkan dalam % Transmitansi. Pada spektra tersebut, pita serapan (band) sebenarnya bukanlah suatu peak, namun lembah atau bisa disebut peak negatif (negative peak). Oleh karena itu, dalam tutorial ini akan diperkenalkan bagaimana cara untuk mencari peak negatif. Tutorial ini menggunakan OriginPro 2017 32-bit. Oke langsung aja ke tutorial.

1. File input yang biasa digunakan untuk preparasi spektra FTIR dengan Origin memiliki format text files (*.txt). Dalam file text tersebut tersimpan informasi mengenai nilai sumbu X dan sumbu Y yang terpisah oleh separator (biasanya Tab). Contohnya seperti ini, dimana nilai X dan Y terpisah oleh Tab.
   
2. Buka program Origin. Untuk memulai input data, klik Import Wizard yang berada pada Standard Toolbar atau tekan Ctrl+3.
   
3. Setelah itu akan muncul kotak dialog Import Wizard – Source. Untuk Data Type, pilihlah ASCII. Untuk Data Source, pilihlah File dan klik ... untuk membuka direktori lokasi file tersebut, pilihlah file berformat *.txt yang merupakan file input, kemudian Klik Add File(s) dan klik OK. Setelah itu, klik Next >>
   
4. Setelah itu, akan muncul dialog Import Wizard – Header Lines. Program ini secara otomatis mendeteksi Header Section, dimana dalam Header Section biasanya berisi informasi mengenai nama, satuan sumbu X dan Y serta komentar. Header Section nantinya tidak masuk ke dalam Worksheet. Untuk menampilkan data yang sudah secara otomatis terproses, klik Finish.
   
   Worksheet akan tampil seperti gambar berikut ini:
   
5. Untuk membuat spektra dari Worksheet tersebut, pilihlah sumbu X dan Y secara bersamaan atau tekan Ctrl+A untuk menseleksi total. Setelah terseleksi, klik Line yang ada di 2D Graph Toolbar.
   
   Setelah di klik, maka akan muncul hasilnya seperti ini:
   
6. Spektra tersebut masih sangat kacau, perlu untuk dirapikan lagi. Untuk merubah title pada sumbu X dan Y, cukup diklik dua kali dan ketiklah satuannya, yakni Bilangan gelombang (cm-1) dan % Transmitansi. Untuk menambahkan judul, klik kanan posisi yang akan diberi judul, lalu Klik Add Text.. lalu ketiklah judul spektranya. Untuk legenda, bisa dirubah caption-nya dengan cara yang sama dengan merubah title atau juga dapat dihapus dengan cara diklik kanan, pilih Delete. Setelah semuanya diubah, hasilnya seperti ini.
   
7. Nampak aneh? Iya, karena umunya bilangan gelombang diurutkan dari yang terbesar dahulu hingga terkecil. Untuk membalik bilangan gelombang tersebut, klik dua kali salah satu bilangan pada sumbu X tersebut dan akan muncul kotak dialog X-Axis – Layer -1. Pilih Tab Scale, Isi nilai From = 4000, To = 400 dan Value = -400. Maksudnya adalah pada spektra tersebut skala X diatur dari 4000 hingga 400, dimana unit yang ditampilkan pada sumbu X kelipatan -400. 
   
   Setelah semuanya beres, klik OK. Hasilnya akan seperti ini:
   
8. Aturlah sumbu Y dengan cara yang sama dengan langkah 7. Pada percobaan ini diisi nilai From = 25, To = 105 dan Value = 10. (Catatan: Ini dapat bervariasi, sesuaikan dengan spektra anda!) 
   
   Maka hasilnya akan seperti ini:
   
9. Ada yang kurang? Iya, spektra tersebut kurang lengkap bila belum ditambahkan band-nya. Band tersebut dapat dicari dengan cara mencari peak negatif. Untuk mencari peak negatif tersebut, pilih menu Analysis > Peaks and Baseline > Peak Analyzer > Open Dialog... Setelah itu akan muncul dialog Peak Analyzer seperti gambar berikut ini:
   
10. Dalam kotak dialog tersebut, pada Goal, pilih Find Peaks untuk mencari peak, lalu klik Next. Setelah itu akan muncul kotak dialog baru dimana kita memilih baseline untuk seleksi peak. Untuk peak negatif, peak yang berada di bawah nilai baseline akan dianggap peak, sedangkan yang berada di atas tidak dianggap sebagai peak (Catatan: Ini dapat bervariasi, sesuaikan dengan spektra anda!). Pada percobaan ini, peak-peak yang dianggap adalah peak yang memiliki nilai %T dibawah 85, sehingga pilihlah Baseline Mode = Constant dan pada Constant, pilih Custom dan isi dengan nilai 85, lalu klik Next
    
11. Selanjutnya pada dialog Baseline Treatment, abaikan dengan mengklik Next. Setelah itu muncul dialog Find Peaks. Dalam dialog tersebut, pada Peak Finding Settings, cari Direction dan pilih Negative untuk mencari peak negatif, pada Peak Filtering, hilang tanda centang Auto, lalu isi Threshold Height(%) = 0. Dengan demikian saat pencarian peak, peak yang tepat dibawah 85 akan langsung dipilih. Untuk Labels and Markers, pilih Center Label = X of Peaks dan Position = Below. Opsi ini digunakan untuk menampilkan nilai X pada peak dan posisi nilai tersebut dibawah peak. Setelah itu, gulir ke atas dan dan klik Find untuk mencari peak. Pada percobaan ini, ditemukan sebanyak 47 peak.
    
12. Terkadang, pada pencarian peak muncul peak yang tidak diinginkan. Peak tersebut dapat dihapus dengan cara menghilangkan centang pada Enable Auto Find dan klik Peaks Info. Maka akan muncul kotak dialog Peak Info Seperti ini:
    
    Dalam percobaan ini, peak yang ingin dihilangkan adalah peak 1674,212288. Lalu pada dialog tersebut, carilah angka tersebut dan hilangkan tanda centang. Kemudian klik OK. Pada kotak dialog Peak Analyzer klik Finish untuk menampilkan hasilnya. Hasilnya seperti ini.
    
13. Pada spektra tersebut, muncul Legenda kembali. Jika perlu dihapus, klik kanan Legenda tersebut dan pilih Delete. Untuk memperkecil font pada peak tersebut, klik salah satu peak, lalu pilihlah size font yang sesuai pada Formatting Toolbar. Anda juga bisa memilih font yang sesuai pada menu di Formatting Toolbar. Setelah dikecilkan (10 pt), maka hasilnya seperti ini:
    
14. Masih ada yang kurang? Nampaknya iya karena biasanya bilangan gelombang ditampilkan tanpa desimal. Untuk mengatur mengenai bilangan desimal, klik dua kali disalah satu peak, lalu muncul kotak dialog Plot Details – Plot Properties. Pada bagian bawah, klik Workbook, maka akan muncul Worksheet mengenai koordinat peak seperti dibawah ini.
    
    Setelah itu, seleksi kolom A(X) dengan cara mengklik A(X) yang merupakan judul kolom, lalu klik kanan, pilih Properties, maka akan muncul kotak dialog Column Properties. Dalam kotak dialog tersebut, pada bagian Options, ubah Digits dengan Set Decimal Places = lalu isi Decimal Numbers = 0 untuk menghilangkan desimal. Lalu klik OK.
    
    Setelah itu bilangan desimal akan hilang. Untuk menampilkan grafik kembali, pada sisi kiri windows klik Project Explorer dan cari grafik tadi. Hasilnya akan seperti ini:
    
15. Dari spektra tersebut masih ada yang kurang, yakni ada garis baseline yang berwarna merah dan beberapa angka peak masih tumpang-tindih (overlap). Untuk mengatasi itu, maka klik dua kali salah satu peak, lalu akan muncul kembali dialog Column Properties. Beri tanda centang pada Auto Reposition to Avoid Overlapping, lalu pada Repostion Direction, pilih Y. Untuk menampilkan leader line pada saat overlap, beri tanda centang pada Show Leader Line if Offset Exceed (%) = 2. Untuk style dari leader line pilih sendiri. Pada percobaan ini dipilih style Dash lalu klik OK. 
    
16. Untuk menghilangkan garis baseline yang berwarna merah tersebut, klik dua kali garis baseline tersebut, lalu hilangkan tanda centang pada item yang ada kata Baseline_data, lalu klik OK.
    
17. Untuk mempublish spektra tersebut dalam format gambar, biasanya dalam format *.png dalam resolusi tertentu (biasanya 600 dpi), pilih menu File > Export Graphs... Lalu muncul kotak dialog Exports Graphs. Pada Image Type, pilih Portable Network Graphics (*.png), isilah nama file pada File Name dan Direktori pada Path. Untuk memilih resolusi dan warna gambar, opsi tersedia pada Image Settings. Setelah itu klik OK. Perlu beberapa saat untuk memproses spektra tersebut. Hasil akhir dari spektra percobaan seperti ini:
    

Untuk sekadar latihan, silahkan unduh file text dari spektra IR procaine hydrochloride dari NIST di sini. 

Selamat Mencoba 😊😊😊