Perpustakaan Digital ITB

Nanoteknologi sedang mengalami perkembangan yang pesat, salah satunya adalah penggunaan dan modifikasi nanopartikel logam seperti emas (AuNPs) dan perak (AgNPs) cukup kompetitif sehubungan dengan aplikasinya di berbagai bidang. Nanopartikel logam ini memiliki sifat optik unik yang disebut Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) yang memungkinkan mereka untuk menyerap dan menghamburkan cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada ukuran, bentuk, dan lingkungan sekitarnya. Karakteristik ini menjadikannya kandidat yang ideal sebagai probe dalam aplikasi biosensor karena sensitivitasnya yang tinggi terhadap perubahan lingkungan yang kecil. Pada penelitian di laboratorium kami sebelumnya telah dilakukan pemanfaatan AuNPs dengan selubung citrate (AuCA) dalam pengembangan biosensor. Studi tersebut mencakup analisis efek LSPR pada AuCA untuk aplikasi sensor kolorimetrik yang kemudian dilanjutkan dengan eksplorasi terhadap fabrikasi struktur array dua dimensi AuCA sebagai probe sensor dalam deteksi biomolekul. Kedua studi tersebut menunjukkan bahwa AuCA berperan penting dalam meningkatkan kinerja sensor melalui peningkatan sensitivitas optik serta kemampuan pengenalan target secara selektif. Pada umumnya, nanopartikel logam membutuhkan agen selubung untuk mencegah agregasi dan menyediakan gugus fungsi untuk fungsionalisasi lebih lanjut. Sintesis nanopartikel logam dengan metode reduksi kimia menggunakan bahan organik seperti citrate dan 3-MPA menunjukkan homogenitas yang tinggi dan kemampuan dalam fungsionalisasi biomaterial. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan probe biosensor kolorimetrik yang stabil berbasis AuNPs dan AgNPs dengan selubung citrate dan 3-MPA. Dalam eksperimen, AuNPs dan AgNPs disintesis dengan menggunakan metode reduksi kimia yang dimodifikasi dan diikuti dengan proses purifikasi menggunakan teknik sentrifugasi berkecepatan tinggi untuk menghilangkan ion logam berlebih dan prekursor yang tidak bereaksi. Nanopartikel hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan spektroskopi Ultraviolet–Visible (UV–Vis), spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR), dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Spektra absorbansi AuNPs dan AgNPs menunjukkan bahwa AuNPs memiliki puncak plasmonik pada 522 nm (AuCA) dan 524 nm (AuMPA) bersamaan dengan indikasi warna merah anggur, sedangkan AgNPs menunjukkan warna kuning kecokelatan dengan puncak plasmonik pada 426 nm (AgCA) dan 430 nm (AgMPA). Hasil citra TEM koloidal nanopartikel menunjukkan bentuk sferis dengan ukuran diameter sekitar 12,5 nm untuk AuCA, 18,3 nm untuk AuMPA, 24,4 nm untuk AgCA, dan 46,6 nm untuk AgMPA. Sementara itu, kondisi purifikasi optimum yang menunjukkan stabilitas dan homogenitas nanopartikel adalah 8000 rpm dalam 20 menit untuk AuCA dan AuMPA serta 8000 rpm dalam 10 menit untuk AgCA dan AgMPA. Pencitraan TEM mengkonfirmasi distribusi nanopartikel yang homogen dan stabil setelah purifikasi, dimana rata-rata diameter nanopartikel setelah purifikasi yaitu 15,1 nm pada bottom solution AuCA, 21,1 nm pada bottom solution AuMPA, 18,3 nm dan 38,4 nm pada top dan bottom solution AgCA, serta 13,6 nm dan 58,8 nm pada top dan bottom solution AgMPA. Hasil karakterisasi kimiawi menunjukkan bahwa posisi puncak-puncak transmisi yang mempresentasikan ikatan kimia spesifik antara selubung organik material (citrate dan 3-MPA) mengalami pergeseran ketika berinteraksi dengan logam core (emas dan perak). Pada penelitian ini, probe sensor kolorimetrik yang telah disiapkan, diuji dengan menggunakan kompleks biotin-avidin dengan berbagai kondisi konsentrasi yang berbeda untuk melihat perubahan karakteristik optik yang terjadi. Dari hasil eksperimen, pada AuNPs maupun AgNPs tidak semuanya menunjukkan perubahan warna yang terlihat secara visual akibat penambahan kompleks avidin-biotin, namun spektra absorbansi menunjukkan pergeseran puncak plasmonik dan juga perubahan intensitas absorbansi, yang menunjukkan timbulnya agregasi antar nanopartikel ataupun pembentukan nanopartikel yang lebih besar ukurannya. Dari hasil uji kolorimetrik ini diharapkan dapat mendukung pengembangan lebih lanjut pemanfaatan AuNPs dan AgNPs untuk aplikasi biosensor.