Perpustakaan Digital ITB

Diabetes merupakan salah satu penyakit dengan pertumbuhan yang cukup tinggi di dunia ini. Pada tahun 1980 terdapat 108 juta kasus diabetes yang kemudian meningkat pesat di tahun 2014 menjadi 422 juta kasus diabetes. World Health Organization memprediksi jumlah kasus diabetes di seluruh dunia akan melebihi 500 juta kasus pada akhir tahun 2030, dengan demikian dibutuhkan langkah preventif dan korektif melalui pemeriksaan kadar gula darah secara simultan. Pada masa lampau, proses pemeriksaan kadar gula darah harus dilakukan di rumah sakit oleh tenaga medis, namun saat ini telah dikembangkan sebuah metode yang memungkinkan agar pemeriksaan kadar gula darah dilakukan dengan mandiri dan berkesinambungan secara non-invasive. Penelitian ini mengembangkan sensor dengan konsep multi-layer menggunakan substrat tekstil untuk aplikasi pengukuran glukosa. Tekstil dipilih sebagai substrat sensor karena bentuk strukturnya yang berpori sehingga dapat mengalirkan analit dari satu permukaan sensor menuju permukaan lainnya. Hal ini melandasi konsep multi-layer yang prinsip utamanya terletak pada pemanfaatan seluruh permukaan substrat sensor untuk penempatan elektrode. Dengan demikian diharapkan luas permukaan elektrode, terutama working electrode dapat dibuat semaksimal mungkin. Pada sensor enzimatik, permukaan working electrode dilapisi oleh enzim glucose oxidase yang berfungsi mengatalisasi proses oksidasi glukosa sehingga terjadi perpindahan elektron dan menghasilkan arus listrik. Semakin luas permukaan working electrode maka akan semakin luas pula area terjadinya proses oksidasi, sehingga mempercepat laju reaksi dan meningkatkan sinyal listrik menjadi lebih besar. Sinyal listrik yang lebih besar dapat meningkatkan sensitivitas dan akurasi pengukuran, sehingga kinerja sensor akan menjadi lebih baik. Tahap awal penelitian dilakukan dengan proses pembuatan desain dan fabrikasi sensor berbasis tekstil dengan konsep multi-layer melalui metode direct coating. Metode coating memiliki fleksibilitas yang tinggi sehingga memberikan kemudahan pada saat proses fabrikasi. Proses coating elektrode sensor dilakukan pada substrat berjenis double face woven, hal tersebut dikarenakan double face woven memiliki lapisan-lapisan benang yang mampu menahan laju analit berupa fluida cair sehingga bergerak lebih lamban dibandingkan dengan kain 2 konvensional. Sifat permeabilitas dari double face woven ini mampu menjaga kelancaran proses fabrikasi sensor serta meningkatkan stabilitas operasional sensor pada saat aplikasi. Sensor berbasis tekstil dengan konsep multi-layer ini tersusun dari dua lapis substrat, yaitu upper fabric layer dan bottom fabric layer. Counter electrode dan reference electrode ditempatkan berdampingan pada permukaan atas upper fabric layer, sedangkan working electrode ditempatkan pada permukaan bawah upper fabric layer dan permukaan bawah bottom fabric layer dengan luas yang semaksimal mungkin. Dengan konfigurasi ini diharapkan dapat diperoleh sebuah sensor yang memiliki performa yang maksimal karena area tempat berlangsungnya reaksi oksidasi lebih luas dibandingkan sensor dengan konsep konvensional. Proses pengukuran kinerja sensor dilakukan dengan menggunakan larutan glukosa dalam konsentrasi 10-50 mM pada tegangan 0,55 V selama 300 detik dan interval time 0,5 detik dengan metode chronoamperometry. Metode chronoamperometry ini dipilih karena aspek sensitivitasnya yang baik dan batas deteksi yang rendah. Berdasarkan data hasil penelitian diketahui bahwa sensor berbasis tekstil dengan konsep multi-layer memiliki nilai luas permukaan yang paling tinggi dibandingkan dengan sensor lainnya. Sensor berbasis tekstil dengan konsep multi-layer yang dikembangkan dalam penelitian ini memiliki perilaku yang serupa dengan sensor SPCE komersial, semakin tinggi konsentrasi larutan glukosa maka semakin tinggi pula nilai rerata arus yang dihasilkan. Multi-layer textile based sensor memiliki durabilitas terhadap lekukan dan tekukan berulang yang lebih baik dibandingkan dengan sensor SPCE komersial. Salah satu alternatif yang dapat dipertimbangkan untuk meningkatkan durabilitas multi-layer textile based sensor ini adalah melalui penggunaan serat elastomer sebagai salah satu bahan baku substrat.