Perpustakaan Digital ITB

Biosensor elektrokimia untuk aplikasi multi analit semakin banyak digunakan dalam diagnostik biomedis karena mampu mendeteksi beberapa biomarker secara bersamaan dan menghasilkan informasi biologis yang lebih komprehensif. Pendekatan ini membutuhkan potensiostat, yaitu instrumen yang mampu menghasilkan sinyal eksitasi secara presisi serta mengakuisisi respon elektrokimia. Potensiostat multi kanal komersial masih tergolong mahal, sementara sebagian besar desain open-source berbiaya rendah masih berfokus pada satu kanal atau menunjukkan performa yang terbatas dalam pengukuran multi analit yang cepat dan simultan. Penelitian ini menyajikan perancangan, simulasi, implementasi hardware dan firmware, serta evaluasi eksperimental dari potensiostat empat kanal yang dibangun menggunakan mikrokontroler STM32F405, digital-to-analog converter (DAC) 16-bit DAC80508, dan analog-to-digital converter (ADC) 24-bit ADS1256, dengan masing-masing kanal dilayani oleh analog front end (AFE) independen yang di-multiplex ke DAC/ADC bersama melalui metode time-division multiplexing (TDM). Sistem ini mendukung rentang tegangan eksitasi ±5V dengan resolusi 152,59?V dan empat rentang arus yang dapat dipilih (±5mA hingga ±5?A) dengan resolusi mulai dari 0,596nA hingga 0,596pA, serta mengimplementasikan metode cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV), dan chronoamperometry (CA). Sistem satu kanal dan multi kanal divalidasi terhadap potensiostat komersial PalmSens4 menggunakan dummy cell dan larutan redoks ferricyanide pada elektroda screen-printed carbon electrode (SPCE). Sistem satu kanal menunjukkan rata-rata selisih arus puncak sebesar 6,408?A (puncak reduksi CV), 11,230?A (puncak oksidasi CV), dan 4,146?A (puncak oksidasi DPV), sedangkan sistem multi kanal menunjukkan rata-rata selisih arus puncak sebesar 2,176?A hingga 6,681?A (puncak reduksi CV), 6,945?A hingga 9,107?A (puncak oksidasi CV), dan 11,927?A hingga 36,450?A (puncak oksidasi DPV). Selain itu, hasil pengukuran CA menunjukkan karakteristik peluruhan arus yang sesuai dengan persamaan Cottrell. Namun, nilai arus yang terukur masih menunjukkan ketidaksesuaian secara kuantitatif dibandingkan dengan PalmSens4.