Teori Pembentukan Minyak Bumi dan Gas Alam

Minyak bumi, gas alam, dan batu bara berasal dari pelapukan sisa-sisa makhluk hidup, sehingga disebut bahan bakar fosil. Proses pembentukannya memerlukan waktu yang sangat lama sehingga termasuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Minyak bumi sering disebut dengan emas cair karena nilainya yang sangat tinggi dalam peradaban modern. Pertanian, industri, transportasi, dan sistem-sistem komunikasi sangat bergantung pada bahan bakar ini, sehingga berpengaruh pada seluruh kegiatan kehidupan suatu bangsa.

Minyak bumi dan gas alam merupakan sumber utama energi dunia, yaitu mencapai 65,5%, selanjutnya batubara 23,5%, tenaga air 6%, serta sumber energi lainnya seperti panas bumi (geothermal), kayu bakar, cahaya matahari, dan energi nuklir. Negara yang mempunyai banyak cadangan minyak mentah (crude oil), menempati posisi menguntungkan, karena memiliki banyak persediaan energi untuk keperluan industri dan transportasi, disamping pemasukan devisa negara melalui ekspor minyak. Minyak bumi disebut juga petroleum (bahasa Latin: petrus = batu; oleum = minyak) adalah zat cair licin, mudah terbakar dan sebagian besar terdiri atas hidrokarbon. Kandungan hidrokarbon dalam minyak bumi berkisar antara 50% sampai 98%. Sisanya terdiri atas senyawa organik yang mengandung oksigen, nitrogen, dan belerang.

Ada tiga macam teori yang menjelaskan proses terbentuknya minyak dan gas bumi, yaitu:

(1) Teori Biogenetik (Teori Organik)

Menurut Teori Biogenitik (Organik), disebutkan bahwa minyak bumi dan gas alam terbentuk dari beraneka ragam binatang dan tumbuh-tumbuhan yang mati dan tertimbun di bawah endapan Lumpur. Endapan Lumpur ini kemudian dihanyutkan oleh arus sungai menuju laut, akhirnya mengendap di dasar lautan dan tertutup Lumpur dalam jangka waktu yang lama, ribuan dan bahkan jutaan tahun. Akibat pengaruh waktu, temperatur tinggi, dan tekanan lapisan batuan di atasnya, maka binatang serta tumbuh-tumbuhan yang mati tersebut berubah menjadi bintik-bintik dan gelembung minyak atau gas.

(2) Teori Anorganik

Menurut Teori Anorganik, disebutkan bahwa minyak bumi dan gas alam terbentuk akibat aktivitas bakteri. Unsur-unsur oksigen, belerang, dan nitrogen dari zat-zat organik yang terkubur akibat adanya aktivitas bakteri berubah menjadi zat seperti minyak yang berisi hidrokarbon.

(3) Teori Duplex

Teori Duplex merupakan perpaduan dari Teori Biogenetik dan Teori Anorganik. Teori Duplex yang banyak diterima oleh kalangan luas, menjelaskan bahwa minyak dan gas bumi berasal dari berbagai jenis organisme laut baik hewani maupun nabati. Diperkirakan bahwa minyak bumi berasal dari materi hewani dan gas bumi berasal dari materi nabati.

Akibat pengaruh waktu, temperatur, dan tekanan, maka endapan Lumpur berubah menjadi batuan sedimen. Batuan lunak yang berasal dari Lumpur yang mengandung bintik-bintik minyak dikenal sebagai batuan induk (Source Rock). Selanjutnya minyak dan gas ini akan bermigrasi menuju tempat yang bertekanan lebih rendah dan akhirnya terakumulasi di tempat tertentu yang disebut dengan perangkap (Trap).

Dalam suatu perangkap (Trap) dapat mengandung (1) minyak, gas, dan air, (2) minyak dan air, (3) gas dan air. Jika gas terdapat bersama-sama dengan minyak bumi disebut dengan Associated Gas. Sedangkan jika gas terdapat sendiri dalam suatu perangkap disebut Non Associated Gas. Karena perbedaan berat jenis, maka gas selalu berada di atas, minyak di tengah, dan air di bagian bawah. Karena proses pembentukan minyak bumi memerlukan waktu yang lama, maka minyak bumi digolongkan sebagai sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui (unrenewable).

Semua dapat terangkut ke nanotube DNA

Muatan yang membawa nanotube DNA dimana dapat secara cepat melepaskan muatannya berdasarkan keinginan telah dibuat untuk pertama kalinya oleh para peneliti Kanada. Nanotube yang dapat merakit dengan sendirinya ini dapat membantu menuju pengembangan sistem biosensing atau ‘nanocapsules’ yang secara spesifik mentargetkan sel-sel terjangkit penyakit bagi pengiriman obat, kata tim ini.

Beberapa properti DNA, termasuk pilinan dan geometri, menjadikannya bahan konstruksi khusus yang bagus bagi nanotube yang dapat merakit dengan sendirinya. Sampai saat ini, bagaimanapun, tidak seorangpun yang dapat memikirkan bagaimana untuk menutup molekul ‘tamu’ didalam struktur DNA 3D dan kemudian melepaskan mereka kembali. Namun Hanadi Sleiman dan kelompok Gonzalo Cosa pada McGill University di Montreal sekarang baru saja mengerjakannya.

‘Hampir semua pendekatan mengenai konstruksi DNA – seperti ubin DNA atau origami DNA – yang dilaporkan sejauh ini bergantung pada penggunaaan DNA saja ntuk memandu perakitannya,’ kata Sleiman. ‘Sebaliknya, kita menggabungkan beberapa molekul sintetis, seperti beberapa molekul organis atau metal transisi, pada persimpangan struktur DNA kami.’

Dengan menambahkan regangan pelengkap DNA spesifik pada bagian nanotube menyebabkan ‘pods’ melepaskan muatan mereka

Nanotube Sleiman meliputi tiga sisi DNA ‘rungs’ dimana pada unit sudutnya merupakan molekul organis yang keras.  Segitiga tersebut dihubungkan secara vertikal dengan menggunakan untaian DNA, dan selanjutnya menciptakan suatu struktur nanotube yang mempunyai ruang sama rata, membolak-balikkan kapsul tiga sisi 3D dari dua ukuran berbeda (kira-kira 7nm dan 14nm disepanjang salah satu ujungnya).

Ketika tim ini merakit nanotube berbenang ganda pada keberadaan ukuran nanopartikel emas yang berbeda, beberapa partikel terperangkap didalam masing-masingnya yang berukuran kapsul seperti kacang pada kulitnya. ‘Pada efek anotube yang berperan seperti ayakan, dan memilih ukuran yang sesuai untuk dikapsulkan,’ kata Sleiman.

Untuk melepas muatannya, tim ini menambahkan regangan spesifik DNA yang menjadi pelengkap pada regangan DNA dimana akan menutup beberapa partikelnya. Hal ini menyebabkan nanotubes menjadi regangan tunggal, lalu membuka beberapa kapsul dan memungkinkan nanopartikel emas untuk lepas.

Ahli kimia Amerika Serikat yang terkenal yaitu George Whitesides pada Harvard University di Cambridge, Massachusetts, menyatakan bahwa tube baru tersebut merupakan suatu demonstrasi yang menarik tentang bagaimana membuat beberapa tipe baru struktur molekular dari blok pembangun DNA. ‘Kemapuan memasukkan “muatan” merupakan tambahan plus, dan merefleksikan, sebagian, kemampuan dari DNA berbasis sistem tersebut untuk membuat molekul yang sangat besar,’ katanya. ‘Karena DNA diambil, pada keadaan tertentu, oleh beberapa sel, kombinasi beberapa tube dan muatannya kemungkinan menyediakan suatu cara mengirimkan beberapa molekul melewati beberapa sel.’

Sebenarnya, Sleiman menganjurkan pendekatan tim-nya guna memiliki beberapa aplikasi, termasuk pengiriman obat: ‘Jika ‘regangan yang menutup ‘ pada nanotube DNA kami didesain untuk mengikat pada kanker berprotein spesifik, mereka dapat memisahkan saat nanotube dekat dengan sel kanker, dan kemudian melepaskan beberapa tamu khusus pada lokasinya.’

Bagaimanapun, dia mengetahui bahwa beberapa tantangan, termasuk kestabilitasan dan keamanan struktur DNA, harus diatasi dengan suatu aplikasi yang akan menjadi kenyataan.

James Urquhart

Referensi

P K Lo et al, Nature Chemistry, 2010, DOI: 10.1038/NCHEM.575

Sangkar Canggih bagi Enzim Anti Kanker

Para ilmuwan di Cina mengklaim bahwa rongga lapisan nano yang semi berpori dapat meningkatkan pengiriman obat-obatan  anti-leukaemia dalam tubuh manusia.

L-asparaginase merupakan enzim anti tumor yang sangat efektif yang digunakan dalam penyembuhan leukaemia. Namun begitu, efek sampingnya yang membahayakan membatasi penggunaan klinisnya. Modifikasi kimiawi dari enzim ini yang menghasilkan banyak sekali jumlah kerugian dari aktifitas dan pengiriman obat sebelumnya tidak berfungsi untuk mencegah kebocoran dalam aliran darah.

Bang-Jing Li pada Chinese Academy of Sciences, Chengdu, dan para koleganya telah menciptakan kapsul nano berpori dan berdasar pada polymer untuk menahan L-asparaginase. Lapisan nano ini dapat merakit dengan sendirinya dari biokompatibel poly ethylene glycol yang dapat terdegradasi dan unit cyclodextrin serta berisi banyak sekali rongga-rongga yang memungkinkan pengisian enzim tingkat tinggi. Keadaan mereka yang semi-dapat ditembus mencegah perginya L-asparaginase saat memungkinkan beberapa substrat dan produk melewatinya. Hal ini memelihara aktifitas enzim dan melindungi pasien dari efek samping yang berbahaya saat kebocoran dini pada aliran darahnya.

Enzim anti-leukima dapat dikirimkan oleh lap[isan nano berongga

‘Keuntungannya adalah bahwa enzim ini bersifat stabil jika berada pada kondisi yang berbeda dikarenakan dilindungi pada manik-manik kulit polymer dan aktifitasnya kelihatan terjaga,’ kata Ljiljana Fruk, seorang ahli pada immobilisasi enzim pada Karlsruhe Institute of Technology, Jerman.

Pengkapsulan beberapa molekul tamu yang besar seperti halnya beberapa protein dan enzim dengan cara ini mungkin akan mempunyai aplikasi yang beragam, termasuk dukungan katalis, bahan untuk pembungkusan elektronik, jelas Li. ‘Sekarang ini kita sedang mengeksplorasi lubang erongga yang dapat merakit dengan sendirinya pada pengiriman DNA dan bioaplikasi enzim protein trans-membran,’ tambahnya.

Para ilmuwan di Cina mengklaim bahwa rongga lapisan nano yang semi berpori dapat meningkatkan pengiriman obat-obatan  anti-leukaemia dalam tubuh manusia.

L-asparaginase merupakan enzim anti tumor yang sangat efektif yang digunakan dalam penyembuhan leukaemia. Namun begitu, efek sampingnya yang membahayakan membatasi penggunaan klinisnya. Modifikasi kimiawi dari enzim ini yang menghasilkan banyak sekali jumlah kerugian dari aktifitas dan pengiriman obat sebelumnya tidak berfungsi untuk mencegah kebocoran dalam aliran darah.

Bang-Jing Li pada Chinese Academy of Sciences, Chengdu, dan para koleganya telah menciptakan kapsul nano berpori dan berdasar pada polymer untuk menahan L-asparaginase. Lapisan nano ini dapat merakit dengan sendirinya dari biokompatibel poly ethylene glycol yang dapat terdegradasi dan unit cyclodextrin serta berisi banyak sekali rongga-rongga yang memungkinkan pengisian enzim tingkat tinggi. Keadaan mereka yang semi-dapat ditembus mencegah perginya L-asparaginase saat memungkinkan beberapa substrat dan produk melewatinya. Hal ini memelihara aktifitas enzim dan melindungi pasien dari efek samping yang berbahaya saat kebocoran dini pada aliran darahnya.

Enzim anti-leukima dapat dikirimkan oleh lap[isan nano berongga

‘Keuntungannya adalah bahwa enzim ini bersifat stabil jika berada pada kondisi yang berbeda dikarenakan dilindungi pada manik-manik kulit polymer dan aktifitasnya kelihatan terjaga,’ kata Ljiljana Fruk, seorang ahli pada immobilisasi enzim pada Karlsruhe Institute of Technology, Jerman.

Pengkapsulan beberapa molekul tamu yang besar seperti halnya beberapa protein dan enzim dengan cara ini mungkin akan mempunyai aplikasi yang beragam, termasuk dukungan katalis, bahan untuk pembungkusan elektronik, jelas Li. ‘Sekarang ini kita sedang mengeksplorasi lubang erongga yang dapat merakit dengan sendirinya pada pengiriman DNA dan bioaplikasi enzim protein trans-membran,’ tambahnya.