Perpustakaan Digital ITB

Telah dilakukan investigasi mengenai pengaruh rasio komposisi MWCNTs - Fe3O4 terhadap performa biosensor untuk deteksi ion logam timbal. Timbal adalah salah satu diantara logam berat yang berbahaya bagi manusia apabila terpapar dalam jangka waktu yang panjang atau dalam konsentrasi yang tinggi. Dalam penelitian ini dirumuskan langkah-langkah mensintesis material nanokomposit MWCNTs-Fe3O4 untuk kemudian digunakan sebagai material aktif biosensor pendeteksi ion logam Pb2+ dengan prinsip elektrokimia. Pada penelitian ini, rentang konsentrasi 5x10-12 M sampai dengan 5x10-14 M merupakan konsentrasi ion Pb2+ yang dipilih sebagai ion target. Metode sonokimia dengan rasio massa MWCNTs terhadap volume besi klorida masing-masing 1:1, 1:2.5, dan 1:5 digunakan untuk memperoleh komposit MWCNTs-Fe3O4. Disamping itu, disiapkan MWCNT murni sebagai pembanding. Hasil akhir material komposit MWCNTs-Fe3O4 berupa serbuk padat. Serbuk yang dihasilkan kemudian dijadikan suspensi dengan media pendispersi N,N-dimethyl formamide (DMF) dan dideposisikan ke atas elektroda emas. Karakterisasi material yang dilakukan adalah Transmission Electron Microscope (TEM), Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffractometer (XRD), Vibrating Sample Magnetometer (VSM), Fourier Transformed Infrared (FTIR), pengujian biosensor elektrokimia menggunakan Cyclic Voltammetry (CV) dan Differential Pulse Voltammetry (DPV). Uji SEM menunjukkan bahwa metode sonokimia berhasil membentuk partikel-partikel Fe3O4 dengan ukuran rata-rata 47,16 nm. Hasil XRD menunjukkan bahwa intesitas MWCNTs menurun dengan meningkatnya konsentrasi Fe3O4. Karakterisasi morfologi dengan menggunakan SEM menguatkan hasil XRD yaitu adanya dua fase dalam nanokomposit MWCNT-Fe3O4. Partikel Fe3O4 terdispersi di dinding dan di sekitar MWCNT dengan ukuran diameter dalam rentang 30 - 60 nm. Nilai saturasi magnetisasi (Ms) berbanding lurus dengan konsentrasi Fe3O4, yang menunjukkan sifat kemagnetannya. Hasil uji biosensor elektrokimia dengan ion logam timbal menunjukkan bahwa material komposit MWCNT-Fe3O4 memperlihatkan siklus reduksi dan oksidasi dari [Fe(CN)6]3-/4- sebagai elektrolit pendukung dan menunjukkan bahwa nanokomposit dapat menjadi media transfer elektron yang baik antara permukaan elektroda dan larutan elektrolit. Hal ini terlihat dari meningkatnya puncak arus oksidasi (Ipa) dan reduksi (Ipc), serta semakin mendekatnya jarak antar puncak redoks (ΔEp). Sifat katalitik elektrokimia dimiliki paling baik oleh elektroda emas dan elektroda emas yang dikompositkan MWCNTs-Fe3O4 1,21 M. Emas memiliki sifat konduktif yang sangat baik untuk kepentingan sensor elektrokimia. Untuk mengenali ion logam Pb2+, aptamer diimmobilisasi pada sampel MCNTs-Fe3O4 1,21 M. Aptamer terimmobilisasi dengan gaya hidrogen pada permukaan MWCNTs yang terkonfirmasi dengan pengujian Fourier Transformed Infrared (FTIR). Interaksi aptamer dengan ion logam timbal meningkat seiring dengan dengan bertambahnya konsentrasi ion logam dari 5x10-14 - 5x10-12 M dengan batas terendah deteksi (limit of detection - LOD) 1,6 x 10-12 M. Biosensor menunjukkan respons terhadap ion logam target (Pb2+).