Perpustakaan Digital ITB

Deteksi dini merupakan salah satu langkah penting dalam pencegahan penyebaran penyakit. Biosensor menawarkan sebuah metode pendeteksian penyakit yang lebih simpel, cepat, dan akurat dibandingkan dengan metode laboratorium konvensional yang biasa dilakukan. Pada penelitian ini, magnetit (Fe3O4) dikompositkan dengan grafena platelet (GP) dan digunakan sebagai material biosensor pendeteksi prostate specific antigen (PSA) dengan prinsip elektrokimia. Pemilihan material Fe3O4 didasarkan pada sifatnya yang biokompatibel dan anti-toksin, serta dikenal sangat efektif dalam mengimobilisasi biomolekul. Grafena memiliki luas permukaan spesifik yang besar, sehingga dapat mengabsorpsi sejumlah biomolekul dan menjadi tempat terbentuknya Fe3O4, sehingga dapat mengurangi penggumpalan nanopartikel Fe3O4. Selain itu, grafena memiliki nilai konduktivitas listrik tinggi yang berguna untuk menaikkan arus elektrokimia biosensor. Beberapa sampel nanokomposit berhasil di sintesis menggunakan metode sonokimia pada temperatur ruang dengan memvariasikan perbandingan konsentrasi GP dan Fe3O4. Pemberian gelombang ultrasonik merupakan salah satu cara untuk mencegah penggumpalan partikel Fe3O4, sehingga dihasilkan ukuran partikel Fe3O4 yang lebih kecil. FeCl2.4H2O dan FeCl3.6H2O digunakan sebagai prekursor untuk membentuk nanopartikel Fe3O4. Nanokomposit yang dihasilkan memiliki kristalinitas dan kemurnian yang baik dengan nanopartikel Fe3O4 menempel pada permukaan GP. Semakin besar konsentrasi Fe3O4, maka semakin besar pula jumlah dan ukuran nanopartikel Fe3O4 yang dihasilkan, sehingga puncak difraksi XRD Fe3O4 semakin jelas terdeteksi, menutupi puncak difraksi GP. Hasil pengukuran vibrating sample magnetometer (VSM) menunjukkan bahwa nanokomposit memiliki sifat superparamagnetik yang ditandai dengan nilai koersifitas mendekati nol. Semakin besar konsentrasi GP, maka nilai saturasi magnetisasi (Ms) dan remanen (Mr) semakin kecil yang menandakan menurunnya sifat kemagnetan material. Nilai Ms yang kecil juga menunjukkan ukuran partikel Fe3O4 yang semakin kecil. ii Elektroda pasta karbon (EPK) yang dibuat dengan mencampurkan grafit dan parafin, dipilih sebagai elektroda kerja yang permukaannya akan dimodifikasi dengan nanokomposit. Pengujian sifat elektrokimia dilakukan menggunakan cyclic voltammetry (CV) dengan larutan K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] sebagai elektrolit pendukungnya. Hasil pengukuran memperlihatkan siklus kurva reduksi dan oksidasi dari [Fe(CN)6]3-/4- 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 dekatnya jarak antar puncak redoks (ΔEp). Selain itu, jika dibandingkan dengan EPK saja, luas permukaan efektif elektroda (A) juga mengalami kenaikan. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa nanokomposit memiliki sifat katalitik elektrokimia yang lebih baik dibandingkan dengan EPK saja dan EPK yang telah dimodifikasi permukaannya oleh Fe3O4 saja atau GP saja. Nanokomposit sampel G1F3 menunjukkan performansi paling optimum saat pengujian elektrokimia. Sampel ini mampu meningkatkan arus oksidasi dan reduksi dari [Fe(CN)6]3-/4 hingga 232 % dan 702 % dengan A = 0,088 cm2. PSA merupakan biomarker yang mengindikasikan adanya ketidaknormalan pada kelenjar prostat (kanker prostat). Untuk dapat mengenali PSA, anti-PSA di imobilisasi pada sampel G1F3. Anti-PSA diikat secara kovalen pada nanokomposit dengan menggunakan bahan kimia NHS/EDC. Untuk memastikan anti-PSA sudah terikat pada nanokomposit, nanokomposit sebelum dan setelah di imobilisasi anti-PSA diuji dengan fourier transformed infrared (FTIR). Hasil spektrum FTIR menunjukkan bahwa anti-PSA sudah benar-benar terikat pada nanokomposit. Selain itu, arus redoks elektroda anti-PSA/G1F3/EPK mengalami penurunan. Hal ini juga menandakan bahwa anti-PSA telah terikat pada nanokomposit, sehingga dapat menghambat transfer elektron. Setelah anti-PSA terimobilisasi, biosensor diuji untuk mendeteksi PSA. Interaksi PSA dan anti-PSA meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi PSA dari 1 – 150 ng.mL-1 dengan batas terendah deteksi (limit of detection – LOD) 0,38 ng.mL-1. Biosensor menunjukkan respons terhadap antigen spesifiknya dan memiliki stabilitas yang baik, sehingga sangat menjanjikan untuk diaplikasikan menjadi alternatif material pendeteksi dini penanda kanker.