Tugas Resume Stadium General

Peran Elektrokimia dan Biosensor dalam Bidang Pangan dan Kesehatan

Nama : Latifah Tulhusna

Galih Damayanti

Narasmber : Dr. Ivandini Turbidasari Anggraningrum

1. Latar Belakang

1. Monitoring Pagan :a. Cemaran pestisidab. Pemakaian bahan aditif yang berbahaya (borax, melamin, formalin)c. Penyimpanan makanan terlalu lama (jamur, aflatoksin)d. Pengolahan makanan seperti pembentukan senyawa berbahaya

2. Monitoring kualitas kesehatan :a. Sebaran virus dan bakteri contoh flu burungb. Deteksi dinic. Pangan yang mengandung bahan berbahaya

3. Instrumen untuk Pangan dan Kesehatan : a. HPLC, LSMSb. GC, GCMSc. Elisa

Isntrumen tersebut memiliki kelemahan, yakni mahal, butuh tenaga kerja, butuh bahan kimia tambahan.

2. Sensor dan Biosensor

Biosensor pertama kali dibuat adalah gucose sensor, karya ari Ernie Adams dan Anton Clemens. Meneliti papaer strip yang dapat berubah warna karena reaksi kimia dengan glukosa. Kemudian seorang ahli fisiologi dan biokimia bernama Leland Clark mengembangkan alat pengukur berdasarkan metode elektrokimia. Kemudian perkembangan biosensor dilanjutkan oleh Anthony Turner yang menggunakan senyawa kimia seperti ferrocyanide sebagai mediator.

Sense : merasa/mengerti, sensor : alat yang dapat mengenali . Contoh : hidung, lakmus, pH meter. Biosensor adalah suatu sensor yang dapat digunakan untuk menelaah fungsi suatu material biologis atau jasad hidup. Biosensor terdiri dari transducer dan elemen sensor biologis. Biosensor menghasilkan suatu sinyal elektrik yang proposional terhadap konsentrasi analit. Proses kerjanya, senyawa aktif biologi akan berinteraksi dengan molekul yang

Sensing element

Transducer Signal Processor

terdeteksi oleh transducer , molekul yang terdeteksi berupa besaran fisik seperti panas, arus listri, tegangan, dan besaran lain yang Biosensor terdiri dari 3 bagian utama, yaitu :

1. Elemen biologi : enzim, asam nukleat, atau antibodi yang sesitif terhadap keberadaan analit.

2. Transducer atau elemen detektor seperti detektor elektrokimia, Transducer mengubah sinyal biokimia yang dihasilkan menjadi suatu respon elektrik yang dapat diukur seperti arus listrik, potensial, dan absorbansi sehingga dapat dijelaskan untuk analisis

3. Signal processor elektronik (amplifier) : memperkuat sinyal

Gambar 1 Skema umum cara kerja biosensor

Jenis-jenis sensor :

1. Sensor fisika:2. Sensor kimia3. Biosensor

Unsur biologi yang umum digunakan untuk biosensor adalah enzim, organel, jatingan, antibodi, bakteri, jasad renik, dan DNA. Unsur biologi yang digunakan berbentuk terimmobilisasi pada suatu transducer. 3 cara immobilisasi yang dilakukan, antara lain :

1. Adsorpsi fisik 2. Menggunakan membran perangkat matrix3. Membuat ikata kovalen antara biomolekul dan transduser

Transduser yang banyak digunakan pada biosensor, yaitu :elektrokmia transduser, opoelektronik transduser, krital piezoelektronik transduser, field effect transitor transduser, terminator tranduser. Proses yang terjadi dalam transduser dapat berupa kalorimetri biosensor, potensiometri biosensor, amperometri biosensor, optical biosensor, dan piezo elektrik biosensor. Dari transduser diperoleh sinyal yang akan diproses secara elektronik.

3. Biosensor Berbasis Elektrokimial

ektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aspek elektronik dari reaksi-reaksi kimia yang diinisiasi atau yang menghasilkan energi listrik. Dalam metode kimia, reaksi kimia yang terjadi adalah transfer elektron antara permukaa elektroda dengan molekul di dalam larutan yang terlibat dalam reaksi reduksi dan oksidasi. Biosensor elektrokimia merupakan perangkat senssor yang menggabungkan senyawa biologi dengan transducer yang terbuat dari detektor elektrokimia. Dalam metode analisis, terdapat tiga jenis metode elektrokimia yang biasa digunakan, yaitu konduktometri, potensiometri dan amperometri. Dalam pengukuran dengan biosensor elektrokimia, dapat dilakukan dengan deteksi langsung dan tidak langsung.

4. Aplikasi Biosensor

1. Microbial Sensor BODPercobaan yang dilakukan : 1. Preparasi mikroorganisme

2. Set up pengukuran

Pengukuran BOD, dilakukan dengan mengukur material organik dengan mencampur komponen oksigen (O2), glukosa, mikroorganisme, buffer fosfat pH 7, dan nutrisi, kemudian dibubbling hingga jenuh lalu diukur dengan metode potensiometri.

2 Biosensor Pestisida

Pestisida menyebabkan reaksi inhibisi pada reaksi enzimatik asetilkolineterase (AchE) melalui regulator dalam hidrolisis, mengubah asetilkolin menjadi tiokolin dan asam asetat dalam neurotransmitter.biasnya mengguakan metode potensiometri, dengan elektroda biosensor yang dilapisi membran selulosa asetatdan glutaraldehid. Caranya, enzim asetilkolineterase dan enzim kolin oksidase diimmobilisasikan pada membran elektroda kemudian diuji responnya dengan potensiometri.