Perpustakaan Digital ITB

Biosensor elektrokimia yang telah diuji bertipe amperometric dan voltammetric yang menggunakan 3 buah elektroda untuk transduser: Reference Electrode (RE) untuk referensi tegangan bagi ketiga elektroda, Counter Electrode (CE) untuk membuat loop tertutup agar arus dapat mengalir, dan Working Electrode (WE) sebagai tempat rekognisi agar reaksi berlangsung. Reaksi elektrokimia pada tipe biosensor elektrokimia tersebut diinisiasi dengan mengaplikasikan potensial pada elektroda WE. Sinyal respons da.-i reaksi tersebut berupa sinyal arus yang disebut arus faradaic dimana besar arus tersebut memiliki korelasi dengan properti intrinsik dari analit, seperti misalnya nilai konsentrasi. Arns tersebut memerlukan sebuah instrumen untuk melakukan pembacaan dan pengolahan agar data dapat dikonversi menjadi informasi yang berguna yang digunakan untuk karakterisasi analit dan bahkan memperkirakan konsentrasi dari analit. Instrumen tersebut merupakan bagian utama dari hardware platform uji portabel yang dikenal sebagai potensiostat. Biosensor elektrokimia yang diuji merupakan biosensor asam urat berbasis Screen-Printed Carbon Electrode (SPCE) dengan modifikasi Gold Nanospike (AuNS). Belum adanya platform uji portabel yang dicoba pada biosensor asam urat menjadi landasan pemilihan biosensor yang diuji. Pada buku tugas akhir ini, pembahasan juga dibatasi mengenai desain dan implementasi arsitektur hardware, yang berbasis potensiostat sebagai rangkaian utamanya, dari platform uji portabel yang dirancang. Perancangan hardware dilakukan secara modular sehingga pengembangan lebih lanjut dan tracing sinyal untuk keperluan pengetesan bertahap dapat lebih mudah dilakukan. Hardware yang dirancang menyajikan beberapa keunggulan seperti adanya Programmable Gain Amplifier (PGA) untuk merealisasikan fitur pilihan rentang arus, adanya filter derau pada frekuensi rendah menggunakan filter lowpass Sallen­ Key orde 4 dengan frekuensi cutoff sebesar 850 Hz, serta proteksi terhadap overstresslunderstress pada input dari konverter analog ke digital. Instrumen yang dirancang ini menggunakan daya yang berasal dari baterai yang dapat diisi ulang sehingga desain juga mengikutsertakan sistem pengisian ulang daya otomatis dan pemisahan jalur daya. Komunikasi antara hardware dan software untuk transfer data menggunakan bluetooth serial. Instrumen mampu mempertahankan konektivitas hingga jarak pisah dengan smartphone sekitar 4 meter. Dimensi akhir alat adalah 83 mm x 78,3 mm x 32,6 mm dengan berat sekitar 51 gram, termasuk baterai dan casing. Hardware kemudian dilakukan kalibrasi dengan melakukan pengujian hukum Ohm pada model dummy cell berupa resistor dengan presisi cukup tinggi. Hasil menunjukk:an bahwa akurasi hardware yang dirancang cukup bagus ditunjukkan dengan kurva I-V yang menunjukkan linieritas yang baik dan menghasilkan offset yang dapat diabaikan. Perbandingan performa instrumen yang dirancang dengan produk serupa memberikan akurasi relatif terbesar dan terkecil sebesar 97.193% dan 85.072%, secara berturut-turut. Terakhir, alat digunakan untuk mengaplikasikan analisis elektrokimia Cyclic Voltammetry (CV) pada sampel asam urat dengan rentang konsentrasi 0.1 mM - 2 mM dan didapatkan bahwa pembacaan arus oleh instrumen sudah cukup baik ditandai dengan derau yang rendah. Dari segi performa dan portabilitas, hardware sudah memberikan basil yang memuaskan. Namun, daya total sebesar 2.5 W yang dikonsumsi alat rnembuat baterai 1500 mAh hanya mampu bertahan selama 2.5 jam sebelum pengisian ulang. Pengembangan perlu dilakukan ke depannya untulc menurunkan konsumsi daya sehingga durasi pemakaian alat dapat diperbesar.