SENSOR ELEKTROKIMIA MENGGUNAKAN NANOKOMPOSIT ZnO/CARBON NANOTUBES PADA MIKROFLUIDA KERTAS

Abstract

Abstrak Sensor senyawa bio yang sederhana, murah dan andal merupakan salah satu objek pengembangan teknologi sensor untuk diagnosis klinik. Dalam aplikasi lab on paper, sensor senyawa bio berbasis kertas merupakan tantangan penelitian tersendiri karena membutuhkan desain elektroda yang mampu memisahkan plasma darah sekaligus berfungsi untuk melakukan sensing terhadap target senyawa yang akan diukur. Pada penelitian ini, elektroda sensor senyawa bio diintegrasikan pada mikrofluida berbasis kertas untuk mendeteksi kandungan glukosa dan asam askorbat dalam simulated body fluid secara simultan dengan menggunakan metode elektrokimia (cyclic voltammetry, CV). Adapun elektroda kerja aktif terbuat dari kertas filter yang dilapisi karbon konduktif dan komposit ZnO/multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) dengan variasi fraksi massa MWCNTs 0,1, 2, dan 8% untuk pengukuran asam askorbat dan glukosa dalam simulated body fluid dengan kosentrasi 0,02-5,12 mM. Hasil terbaik didapatkan dengan penggunaan fraksi massa MWCNTs 2%, karakteristik linier (R 2 > 0,8) dari nilai respon arus menunjukkan sensitivitas (gradien) untuk pengukuran asam askorbat sebesar 0,02 µA/mM.cm 2 dan sensitivitas pengukuran glukosa sebesar 0,08 µA/mM.cm 2 , dengan integral respon arus sebesar 10-35 % dari total arus CV yang terekam. Abstract A simple, affordable and reliable biosensor is one of the future goal of sensor technology development for clinical diagnosis. In the lab on paper application, the paper-based biosensor is one of the biggest challenge since it requires an electrode design that is capable of not only separating blood plasma but also sensing the target compound to be measured. In this study, biosensor electrodes were integrated into paper-based microfluidics to simultaneously detect glucose and ascorbic acid in a simulated body fluid using electrochemical (cyclic voltammetry, CV) methods. The active working electrodes were fabricated from the carbon-coated filter paper and a composite of ZnO/multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) with variations in mass fractions of 0.1, 2 and 8% MWCNTs for measuring ascorbic acid and glucose with concentrations of 0.02-5.12 mM. The best results were obtained by 2% of MWCNTs in composite electrode, in which linear characteristics (R 2 > 0.8) of the current response value show a sensitivity (gradient) of 0.02 and 0.08 µA/mM.cm 2 for ascorbic acid and glucose measurement, respectively, with the integral current response of 10-35% to the total collected current in CV.