Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Biosensor didefinisikan sebagai suatu perangkat sensor yang terdiri dari dua komponen utama, yaitu bioreseptor, dan transduser untuk mendeteksi dan mengkuantifikasi keberadaan senyawa atau molekul tertentu secara spesifik. Salah satu pengembangan biosensor adalah jenis biosensor elektrokimia. Komponen penting dalam transmisi sinyal pada biosensor elektrokimia adalah elektroda. Elektroda dapat dibuat dengan berbagai metode, tetapi secara umum menggunakan metode cetak sablon yang menggabungkan bahan konduktif berbasis karbon dengan pertimbangan biaya yang murah, proses fabrikasi yang relatif lebih mudah dan mampu diproduksi dalam skala massal. Untuk membuat elektroda dengan sensitivitas tinggi, diperlukan elektroda bertekstur 3 (tiga) dimensi yang teratur untuk menangkap sel dengan baik karena struktur tersebut memliki kapasitif sensing yang baik. Ide utama dari tesis ini adalah melakukan fabrikasi dan mengkarakterisasi elektroda yang bertekstur 3 (tiga) dimensi dengan sensitivitas dan repitabilitas yang baik.

---

Biosensor is defined as a sensor device consisting of two main components, namely bioreceptors, and transducers to detect and quantify the presence of specific compounds or molecules. One of the development of biosensors is the type of electrochemical biosensors. An important component in signal transmission in electrochemical biosensors is electrodes. Electrodes can be made by a variety of methods, but in general use a screen printing method that combines carbon-based conductive materials with the consideration of low cost, relatively easy fabrication process and capable of being produced on a mass scale. To make electrodes with high sensitivity, regular 3 (three) textured electrodes are needed to properly capture cells because the structure has good capacitive sensing. The main idea of ​​this thesis is to fabricate and characterize 3 (three) textured electrodes with good sensitivity and repeatability.

Abstrak :

Dopamin (3,4-dihydroxyphenethylamine) (DA) adalah salah satu neurotransmiter yang memiliki fungsi penting dalam metabolisme tubuh manusia. Jumlah dopamin yang tidak memadai dapat menyebabkan banyak penyakit/gangguan neurologis seperti skizofrenia, attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) dan penyakit Parkinson (PD). Dengan demikian, penentuan molekul dopamin dalam cairan biologis menjadi sangat penting pada diagnosa penyakit neurodegeneratif. Biosensor adalah alat untuk mengukur reaksi biologis atau kimia dengan menghasilkan sinyal yang proporsional sesuai dengan konsentrasi analit dalam suatu reaksi sehingga pemeriksaan kadar dopamin dapat dilakukan secara in Vitro. Modifikasi material biosensor diperlukan untuk memfasilitasi proses transfer elektron, sehingga akan meningkatkan sensitivitas dan selektivitas dari biosensor.

Tiga sistem elektroda terdiri dari Glassy Carbon Electrode (GCE) sebagai working electrode, elektroda platinum dan Ag/AgCl sebagai counter dan reference electrodedigunakan untuk pendeteksian arus oksidasi dari DA dan perilaku elektrokimia biosensor DA diperiksa dengan voltametri siklik (CV).GCE telah dimodifikasi menggunakan Graphite Powder (GP), Graphene Oxide (GO) yang disintesis dengan metode Hummer, Tour dan modifikasi, reduksi Graphene Oxide (rGO) yang direduksi menggunakan asam askorbat, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-(Poly(4-styrenesulfonate)) (PEDOT:PSS), TiO₂, dan Al₂O₃.

Permukaan GCE telah berhasil dimodifikasi dengan PEDOT:PSS menghasilkan puncak oksidasi dengan sensitivitas yang tinggi pada larutan buffer fosfat (PBS, pH 6.0). Aktivitas elektrokatalitik dari modifikasi elektrodadengan metode elektropolimerisasi memiliki aktivitas oksidasi elektrokatalitik yang jauh lebih tinggi daripada metode lainnya sehingga metode ini dipilih untuk modifikasi elektroda selanjutnya. Untuk LoD dari biosensor dengan modifikasi PEDOT:PSS didapat sebesar 0.05 mM (50μM) dalam rentang linier (0.05 – 1 mM) konsentrasi DA.

Selain itu, telah dilakukan juga sintesis secara kimia graphene oksida (GO) dan reduce graphene oksida (rGO) dari bahan graphite powder. Graphite powder dioksidasi dengan senyawa oksidator untuk memperoleh GO dengan menggunakan metode Hummer, Tour, dan modifikasi. Sintesis rGO dari GO dilakukan dengan menggunakan Asam Askorbat. Pengujian SEM dilakukan untuk mengamati morfologi permukaan dan bentuk partikel dari sampel graphite dan GO. Untuk membuktikan bahwa GO yang disintesis dengan ketiga metode dapat digunakan untuk meningkatkan sensitivitas pendeteksian dopamin, respon elektro-oksidasi dopamin telah diamati dengan CV dalam 0,1 M PBS pada pH 7. Aktivitas elektrokatalitik dari GO HM/PEDOT:PSS/GCE memiliki aktivitas oksidasi elektrokatalitik yang paling tinggi daripada modifikasi GO TM/PEDOT:PSS dan GO Modified/PEDOT:PSS/GCE. Untuk LoD dari biosensor dengan modifikasi GO HM/PEDOT:PSS/GCE didapat sebesar 0.05 mM (50μM) dalam rentang linier (0.05 – 1 mM) konsentrasi DA.

Sensor elektrokimia non-enzimatikuntuk mendeteksi dopamin menggunakan CVjuga dibuat menggunakan material Al₂O₃, TiO₂ pada glassy carbon electrode (GCE). Respon elektro-oksidasi dopamin telah diamati dengan CV dalam 0,1 M PBS pada pH 7. Voltammogram yang diperoleh selama studi oksidasi telah menunjukkan bahwa TiO₂/Al₂O₃/PEDOT:PSS menunjukkan fungsi katalitik yangbaik terhadap oksidasi dopamindan memiliki LoD sebesar0.05 mM (50μM). Karena biayanya yang murah, proses pembuatan yang mudah, dan memiliki kinerja tinggi, modifkasi elektroda dengan TiO₂/Al₂O₃/PEDOT:PSS  dapat  menjadi kandidat yang baik untuk pengembangan sensor dopamin non-enzimatik.

 

---

Dopamine (3,4-dihydroxyphenethylamine) (DA) is a neurotransmitter that plays an important role in the metabolism of the human body. Inadequate amounts of dopamine may cause many diseases/neurologic disorders such as schizophrenia, attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), and Parkinson's disease (PD). Therefore,determining dopamine molecules in biological fluids is very important while diagnosing neurodegenerative diseases. Biosensor is an instrument for assessing biological or chemical reactions by generating proportional signals in a reaction based on the analyte concentration so that that dopamine levels can be studied in vitro.Modification of the biosensor material is required to promote the process of electron transfer, so that will increase the sensitivity and selectivity of the biosensor.

Three electrode systems used to detect DA oxidation currents consisted of Glassy Carbon Electrode (GCE) as a working electrode, platinum and Ag/AgCl as counter and reference electrode, respectively. The electrochemical activity of the DA biosensor was analyzed by cyclic voltammetry (CV).GCE has been modified using Graphite Powder (GP), Graphene Oxide (GO) synthesized with Hummer 's Method, Tour's Method and Modified Method, reduced Graphene Oxide (rGO) with ascorbic acid, Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) - (Poly (4-styrenesulfonate)) (PEDOT: PSS), TiO₂, and Al₂O₃.

The surface of the GCE has been successfully modified with PEDOT: PSS produces an oxidation peak with high sensitivity in a phosphate buffer solution (PBS, pH 6.0). The activity of PEDOT:PSS/GCE electrodes with electropolymerization method deposition had much higheractivity than other methods, so this method was chosen for subsequent electrode modifications. LoD of PEDOT:PSS/GCE obtained at 0.05 mM (50μM) in a linear range (0.05-1 mM) of DA concentration. Also, chemical synthesis of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO) from graphite powder has been produced. Graphite powder was oxidized with oxidizing compounds to obtain GO using the Hummer’s method, the Tour’s method, and the modified method.The rGO synthesis from GO is produced using ascorbic acid. SEM analysis is conducted to observe the surface morphology and particle shape of graphite and GO samples. To prove that GO synthesized by all three methods can be used to increase the sensitivity of dopamine detection, an electro-oxidation response of dopamine was observed with CV in 0.1 M PBS at pH 7. The activity of GO HM/PEDOT:PSS/GCE has the highest electrocatalytic oxidation activity than modification of GO TM/PEDOT:PSS/GCE and GO Modified/PEDOT:PSS/GCE. LoD of GOHM/PEDOT:PSS/GCE biosensor was obtained at 0.05 mM (50μM) in a linear range (0.05 - 1 mM) DA concentration. Novel non-enzymatic electrochemical sensors for the detection of dopamine using CV werealso fabricated using Al₂O₃, TiO_2, and PEDOT:PSS on the surface of the glassy carbon electrode (GCE). Voltammograms obtained during oxidation studies have shown that TiO₂/Al₂O₃/PEDOT:PSS exhibits better catalytic function towards the oxidation of dopamine. Linear dopamine calibration curves are obtained over a concentration range of 50 – 1000 μM 0.1 M phosphate buffer solution at pH 7 with a correlation coefficient of 0.9047 and a detection limit of 50 μM. Due to its low cost,easy process, and high performance, TiO₂/Al₂O₃/PEDOT:PSSelectrode can be a good candidate for the development of a non-enzymatic dopamine sensor.

 

Abstrak :
ABSTRAK
Aplikasi biosensor secara elektrokimia untuk pengukuran glukosa mempunyai peranan yang penting pada bidang medis. Penelitian mengenai transfer elektron antara pusat redoks enzim dengan permukaan elektroda menarik banyak perhatian. Salah satunya adalah mempelajari penggunaan mediator sintetik sebagai fasilitator transfer elektron yang menjadi dasar biosensor generasi kedua. Berbagai metode telah dikembangkan, diantaranya melakukan imobilisasi enzim glukosa oksidase (GOx) di atas permukaan elektroda emas yang telah dimodifikasi dengan self assembled monolayer (SAM). Elektroda emas sebagai bahan modifikasi mempunyai luas permukaan efektif 0,0225 cm2 dengan surface roughness sebesar 2,8. SAM dari asam 3-merkaptopropionat (MPA) berhasil memodifikasi permukaan elektroda emas yang ditunjukkan dengan adanya peningkatan arus (double layer capacitance) pada voltamogram siklik yang dihasilkan. Estimasi nilai pKa untuk MPA pada permukaan emas adalah sebesar 5,9892. Imobilisasi GOx pada permukaan emas yang dimodifikasi dengan SAM dapat dilakukan melalui pembentukan ikatan kovalen antara gugus amina pada GOx dengan gugus karboksilat dari MPA. Ferrocene dicarboxylic acid dapat digunakan sebagai mediator dalam proses transfer elektron antara pusat aktif GOx dan permukaan elektroda emas. Hal ini ditunjukkan dengan adanya peningkatan arus pada potensial oksidasi sekitar 0,58 Volt dibandingkan dengan elektroda emas tanpa dimodifikasi dengan GOx ketika substrat glukosa ditambahkan. Respon arus yang dihasilkan berbanding terbalik dengan konsentrasi glukosa yang ditambahkan dengan daerah kelinieran 0 ? 29,13 mM glukosa. Biosensor tersebut mempunyai batas deteksi 3,73 mM. Uji kestabilan elektroda enzim menunjukkan penurunan arus sebesar 25,36 % setelah dua minggu penyimpanan elektroda. Kata kunci : biosensor generasi kedua, self assembled monolayer, asam 3-merkaptopropionat, mediator, glukosa oksidase, voltametri siklik.