PROPOSAL PENELITIAN OPSI
Rancangan Screen Printed Electrode dari Limbah Kartu Plastik dengan
Modifikasi Tinta Karbon Konduktif dari Cangkang Jengkol dan Enzim
Glucose Oxidase (GOx) untuk Deteksi Glukosa Keringat dengan Strip
Disusun Oleh:
ZAKIY FIRMANSYAH
SHULHAN TASDIQI
Bidang Penelitian:
Matematika, Sains, dan Teknologi. Sub Bidang Kimia
Asal Sekolah:
SMA Semesta Bilingual Boarding School
Kota Semarang, Jawa Tengah
2024
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Diabetes adalah penyakit kronis yang ditandai dengan peningkatan kadar glukosa darah, disertai
gangguan metabolisme lemak dan protein. Glukosa darah meningkat karena tidak dapat
dimetabolisme di dalam sel, akibat kurangnya produksi insulin oleh pankreas atau
ketidakmampuan sel untuk menggunakan insulin yang diproduksi secara efektif. Diabetes yang
umum terjadi terbagi menjadi 2 kategori yaitu diabetes melitus dan diabetes insipidus.
Diabetes melitus adalah penyakit gangguan metabolik yang terjadi secara kronis atau menahun
karena tubuh tidak memiliki hormon insulin yang memadai akibat gangguan pada sekresi
insulin, hormon insulin yang tidak bekerja sebagaimana mestinya atau keduanya(Kemenkes RI
2021). World Health Organization (2016) menyebutkan bahwa penyakit diabetes melitus
merupakan penyakit kronis yang sangat perlu diperhatikan dengan serius karena dapat
menyebabkan komplikasi. WHO menerbitkan klasifikasi diabetes pertama yang diterima secara
luas dan diadopsi secara global pada tahun 1980 dan versi terbarunya pada tahun 1985.
Klasifikasi ini mencakup dua kelas utama diabetes: diabetes mellitus tergantung insulin
(IDDM), atau tipe 1; dan diabetes yang tidak bergantung pada insulin mellitus (NIDDM), atau
tipe 2. Diabetes Insipidus adalah suatu kondisi heterogen yang ditandai dengan poliuria dan
polidipsia yang disebabkan oleh kurangnya sekresi vasopresin, penekanan fisiologisnya setelah
asupan air yang berlebihan, atau resistensi ginjal terhadap aksinya. Hal ini disebabkan oleh
kerusakan atau degenerasi neuron yang berasal dari inti supraoptik dan paraventrikular
hipotalamus.
Prevalensi orang dengan diabetes di Indonesia menunjukkan kecenderungan meningkat dari
yang awalnya 5.7% pada 2007 kemudian meningkat menjadi 6.9% pada 2013. Dua pertiga
orang di Indonesia tidak mengetahui bahwa mereka memiliki diabetes, sehingga berpotensi
untuk mengakses layanan kesehatan dalam kondisi yang terlambat (sudah terjadi komplikasi)
(kemkes.go.id, 2016). Pada tahun 2015, Indonesia menduduki peringkat ketujuh di dunia
dengan jumlah penderita diabetes terbesar. Tercatat sekitar 10 juta orang di Indonesia mengidap
penyakit tersebut.
Kadar glukosa dalam darah didasarkan pada siklus umpan balik negatif dan beroperasi melalui
pelepasan insulin dan glukagon. Ketika produksi insulin oleh sel beta pankreas tidak mampu
menyeimbangi peningkatan resistensi insulin, maka kadar glukosa pada darah akan meningkat.
Saat kadar glukosa dalam darah tinggi, sel ẞ (beta) dari kelenjar langerhans di pankreas dipicu
untuk melepaskan insulin. Insulin memberi sinyal kepada hati untuk mengubah kadar glukosa
berlebih menjadi glikogen untuk disimpan; insulin juga memicu sel-sel lain di dalam tubuh
seperti adiposa atau sel otot rangka untuk mengambil lebih banyak glukosa melalui translokasi
pengangkut glukosa (GLUT 4) ke permukaan sel. Hal ini membantu meningkatkan konsentrasi
glukosa yang bersirkulasi ke tingkat normal (Kirti Kaul et al., 2012). Monosakarida terbanyak
dalam tubuh terdapat pada glukosa dalam darah. Diagnosis glukosa dalam darah akan lebih
mudah dilakukan dibandingkan di luar darah karena jumlah glukosa terbanyak sendiri terdapat
di darah.
2
Digital health atau lebih sering disebut tele kesehatan (telehealth) merupakan pemakaian
teknologi untuk memberikan informasi dan pelayanan kesehatan dengan tujuan peningkatan
upaya kesehatan masyarakat. Aplikasi seluler dapat menjadi perangkat lunak yang sangat
berguna pada smartphone untuk semua aspek dalam kehidupan manusia. Penyakit kronis seperti
diabetes dapat dikelola dengan dukungan aplikasi seluler atau “Mobile Apps” yang dapat di
unggah dalam smartphone (Hartz et al., 2016). Penggunaan teknologi kesehatan digital semakin
banyak digunakan untuk penanganan masalah diabetes di berbagai kalangan kesehatan secara
mendunia. Dalam ulasan dan pembahasan dari studi Seperti Rancangan Bangun Aplikasi
Telemedika Untuk Pasien Diabetes Berbasis Platform IOS (Widianto,2017), Introduction of
a Novel Smartphone-Coupled Blood Glucose Monitoring System (Jendrike et al.,2017)
sama-sama menggunakan aplikasi yang berbasis IOS dan kedua studi ini bisa digabungkan dan
saling melengkapi dari segi pemeriksaan dan pemantauan kadar gula secara seksama oleh tim
kesehatan dan memudahkan keluarga memilih pelayanan kesehatan rumah sakit terdekat yang
tertera di aplikasi IOS tersebut. Selanjutnya perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk
melihat seberapa pentingnya dan bergunanya penggunaan teknologi digital dalam bidang
kesehatan yang dapat meningkatkan akses pelayanan kesehatan.
2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1.
2.
Apa formulasi ramah lingkungan untuk elektroda deteksi glukosa dari keringat?
Berapa formula immobilisasi glucose oxidase untuk deteksi glukosa dari keringat dengan
mencapai limit deteksi konsentrasi renik?
3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menguji dan melakukan formulasi dalam pembuatan strip
elektrokimia untuk mendeteksi diabetes dengan mengukur kadar glukosa dari keringat.
4. Hipotesis Penelitian
Terdapat 2 hipotesis yang diajukan pada penelitian ini, yaitu:
H0 : Modifikasi elektroda dengan carbon conductive ink dari cangkang jengkol dan enzim
glucose oxidase akan meningkatkan akurasi dengan semakin rendahnya limit deteksi.
H1 : Modifikasi elektroda dengan carbon conductive ink dari cangkang jengkol dan glucose
oxidase tidak akan meningkatkan akurasi dengan semakin rendahnya limit deteksi.
5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah prototipe strip elektrokimia pengukuran glukosa dari
keringat sebagai indikator pengukuran diabetes. Prototipe tersebut merupakan tonggak
pengembangan inovasi ilmiah bagi penulis dan kalangan akademisi. Sementara bagi
masyarakat luas dan pemerintah, penelitian ini sekiranya bermanfaat untuk inovasi alat
kesehatan ramah lingkungan.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1. Glukosa dan Penyakit Metabolismenya
Glukosa adalah bentuk sederhana dari monosakarida (gula). Molekul glukosa dapat dibedakan
menjadi dua jenis berdasarkan bentuknya yaitu molekul D-Glukosa dan L-Glukosa. Faktor
perbedaan bentuk ini adalah posisi gugus hidrogen (-H) dan alkohol (--OH) dalam struktur
molekulnya (M. Anwari Irawan, 2007). Glukosa merupakan unit dasar karbohidrat yang akan
menyusun pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan dan manusia. Dalam metabolisme
glukosa merupakan bahan bakar utama untuk menghasilkan energi. 1 mol glukosa akan
menghasilkan 34 ATP dari tahap glikolisis sampai rantai transpor elektron.
Gambar 1. Struktur Glukosa Konfigurasi D dan L
Glukosa darah dikatakan normal adalah ketika kadarnya tidak lebih atau kurang dari sekitar
70-100 mg/dl. Kondisi kekurangan dan kelebihan glukosa pada tubuh manusia mengakibatkan
dua hal. Pertama, kelebihan glukosa dalam tubuh akan menimbulkan keadaan tubuh yang
bernama hiperglikemia. Kondisi ini terjadi apabila tubuh mengalami peningkatan kadar glukosa
melebihi kadar normal dalam darah (American Diabetes Association, 2020 dalam
repository-poltekkes-denpasar).
Hiperglikemia mengakibatkan tubuh manusia mendapat penyakit yang bernama Diabetes
melitus (DM). Perkeni 2021 dalam repository.poltekkes-denpasar menyebutkan bahwa Diabetes
melitus merupakan suatu kelompok penyakit metabolik dengan karakteristik hiperglikemia yang
terjadi karena kelainan sekresi insulin, kerja insulin atau keduanya.
Diabetes melitus (DM) terklasifikasi menjadi dua yaitu DM tipe 1 dan DM tipe 2.
Masing-masing
memiliki
definisi
yang
berbeda.
Decroli
2019
dalam
repository.poltekkes-denpasar menyebutkan bahwa DM tipe 1 merupakan tipe diabetes melitus
yang disebabkan karena sel beta di pankreas mengalami kerusakan, sehingga tubuh memerlukan
insulin dari luar tubuh seumur hidup. Sedangkan DM tipe 2 merupakan karakteristik tubuh yang
mengalami gangguan sensitivitas insulin atau gangguan sekresi insulin, DM tipe 2 ini muncul
ketika tubuh tidak mampu lagi memproduksi cukup insulin untuk mengkompensasi peningkatan
insulin resisten.
4
Kedua, suatu keadaan tubuh yang mengalami penurunan kadar glukosa darah dibawah nilai
kadar normal glukosa darah dinamakan Hipoglikemia. Kondisi ini terjadi apabila pasien
diabetes melitus mendapat pemberian obat-obatan. selain itu, kondisi ini juga dapat terjadi
karena ketidakseimbangan antara makanan yang dikonsumsi, aktivitas fisik yang dilakukan,
penyakit infeksi yang disertai sepsis, tumor, stres, defisiensi hormon dan penyakit autoimun
(Aman 2018)
Menjaga kadar gula darah agar dalam angka normal sangat penting. Gula darah terlalu rendah
(hipoglikemia) atau terlalu tinggi (hiperglikemia) dapat berdampak negatif pada tubuh. Saat
tubuh memiliki kadar gula darah yang rendah tubuh akan mengalami beberapa gejala seperti
lemah atau kelelahan, kulit pucat, sulit berkonsentrasi, hingga kejang. Namun jika tubuh
memiliki kadar gula yang tinggi tubuh akan menderita beberapa gejala seperti nafsu makan
meningkat, tubuh terasa lelah atau letih, sering haus atau banyak minum, sering buang air kecil,
dan penglihatan kabur atau buram.
Tahun 2015 Indonesia menduduki peringkat ketujuh di dunia dengan prevalensi jumlah
penyakit diabetes sekitar 10 juta orang. Tak hanya Indonesia, negara Cina, India, Amerika
Serikat, Brazil, Rusia, dan Meksiko juga masuk dalam tujuh besar ini. Kecenderungan
prevalensi di Indonesia juga meningkat dari tahun 2007 hingga 2013 dengan persentase 5.7%
menjadi 6.9%. (kemkes.go.id)
Menurut data dari Kementerian Kesehatan Republik Indonesia, prevalensi orang pengidap
diabetes di dunia maupun di Indonesia semakin meningkat. Diperkirakan pengidap diabetes di
dunia akan meningkat di tahun 2040 sebesar 4 kali lipat dari 180 juta pengidap di tahun 1980an
atau sekitar 642 juta pengidap. Di Indonesia sendiri, prevalensi pengidap diabetes meningkat
sejak tahun 2007 dari yang awalnya 5,7% menjadi 6.9%. Pada tahun 2045 mendatang,
Indonesia diperkirakan akan memiliki sekitar 16,7 juta orang pengidap diabetes. Data-data ini
menunjukkan bahwa kebutuhan diagnosis glukosa darah memang perlu dilakukan guna
mencegah peningkatan penderita diabetes di Indonesia maupun di dunia.
2. Tinta Karbon Konduktif dari Cangkang Jengkol
2.1 Tumbuhan jengkol
Tanaman jengkol atau yang lebih dikenal dengan nama tanaman jering ini termasuk dalam
famili Fabaceae (suku polong-polongan). Tanaman ini memiliki nama latin Pithecellobium
jiringa dengan nama sinonim yaitu A. jiringa, Pithecellobium lobatum Benth. dan Archidendron
pauciflorum. Banyak kandungan kimia yang terdapat dalam tanaman jengkol, terutama pada
bagian kulitnya Kulit jengkol (Pithecellobium jiringa) selama ini diklasifikasikan sebagai
limbah organik yang berserakan di pasar-pasar tradisional dan tidak memiliki nilai ekonomis.
Akan tetapi, sudah ada penelitian yang dilakukan terhadap jengkol dan kulitnya. Beberapa
peneliti mencoba untuk memanfaatkan kandungan yang ada di dalam jengkol dan kulitnya
untuk dimanfaatkan dalam kehidupan. Hasil skrining fitokimia serbuk simplisia dan ekstrak
etanol kulit buah jengkol menunjukkan adanya komposisi kimia alkaloid, flavonoid, tanin,
saponin, glikosida, dan steroid/triterpenoid (Rahmadian et al. 2019).
5
Kingdom : Plantae
Subkingdom : Tracheobionta
Divisi : Magnoliophyta (berbunga)
Kelas : Magnoliopsida (dikotil)
Ordo : Fabales
Famili : Mimosaceae (polong-polongan)
Genus : Pithecellobium
Spesies : Pithecellobium jiringa (Benth.)1
2.2 Carbon Conductive Ink
Carbon Conductive Ink atau dalam bahasa Indonesia disebut Tinta konduktif adalah suspensi
bahan konduktif dalam pelarut atau campuran pelarut yang sesuai, mengandung zat pengikat,
surfaktan, atau polimer yang berfungsi sebagai penstabil. Di samping konduktivitas listrik yang
tinggi, tinta konduktif harus murah dan mudah disiapkan, memiliki viskositas rendah, stabilitas
yang baik, kemampuan cetak, dan daya rekat pada beberapa jenis substrat. Selain itu, tinta
konduktif harus menjaga konduktivitas listrik dan kelembaman kimianya setelah proses
pencetakan dan pasca-pencetakan, dan mengering dengan cara yang dipadatkan pada substrat,
sehingga menghasilkan tinta konduktif yang melekat dan serupa. Terakhir, karena
pengembangan intensif perangkat elektronik dan bioelektronika yang dapat dikenakan,
biokompatibilitas juga menjadi sifat yang sangat diinginkan untuk tinta konduktif (Jessica
Rocha Camargo et al., 2021).
Sekarang ini titik karbon (carbon dot) atau tinta karbon konduktif (conductive carbon ink)
sedang diteliti untuk sintesis dari material tumbuhan. Keuntungan utama sintesis karbon dari
material tumbuhan adalah murah, cepat, ramah lingkungan, mudah larut dalam air dan
kompatibel dengan jaringan biologis. Metode utama sintesis karbon dari jaringan tumbuhan
adalah oksidasi baik secara pirolisis, hidrotermal dan microwave. Oleh karena itu karbon dari
tumbuhan dapat melakukan imobilisasi enzim (Gedda et al. 2023)..
3. Klasifikasi biosensor
Biosensor adalah perangkat deteksi kimia yang mengubah hasil reaksi biokimia menjadi sinyal
terukur. Kelebihan dari biosensor adalah memiliki instrumen yang sederhana, kecepatan
pengukuran, sensitivitas, selektivitas, dan stabilitas yang baik dibandingkan metode diagnostik
lainnya, dan murah (Dorledo de Faria et al., 2019; Sheikholeslam et al., 2011). Komponen
utama dari biosensor adalah bioreseptor dan transduser. Bioreseptor adalah biomolekul yang
mengenali secara khusus analit yang diinginkan. Proses pengikatan kemudian diterjemahkan
oleh transduser menjadi sinyal yang dapat terukur (Jaiswal and Tiwari, 2017).
6
3.1 Biosensor elektrokimia
Biosensor elektrokimia adalah perangkat penginderaan berdasarkan transduksi peristiwa
biokimia menjadi sinyal listrik (Cho et al., 2020). Metode elektrokimia semakin terkenal dalam
biosensor karena kemudahan fabrikasi dan integrasi sel elektrokimia, juga menawarkan
platform deteksi sederhana, cepat, dan mudah dengan tingkat selektivitas dan sensitivitas yang
tinggi (Hartati, et al., 2020a; Lim et al., 2010). Skema biosensor elektrokimia ditunjukkan oleh
Gambar 2.
Gambar 2. Skema biosensor elektrokimia
Pengukuran dapat dilakukan berdasarkan adanya suatu perubahan arus, potensial, impedansi,
dan konduktansi yang dibaca dengan metode: (1) Voltametri merupakan suatu metode
elektroanalitik berdasarkan prinsip dasar elektrolisis. Biosensor voltametri mendeteksi analit
dengan mengukur perubahan arus selama variasi potensial yang ditetapkan (Harvey, 2020).
Kelebihan dari sensor ini termasuk pengukuran yang sangat sensitif dan deteksi simultan dari
beberapa analit (Naresh and Lee, 2021). (2) biosensor amperometri mengukur perubahan arus
yang disebabkan oleh oksidasi dan reduksi senyawa elektroaktif dalam suatu reaksi biokimia
pada potensial konstan (Grieshaber et al., 2008). (3) Biosensor potensiometri adalah perangkat
yang digunakan untuk mengukur perubahan potensial yang terkumpul di permukaan elektroda
kerja pada arus sama dengan nol. Potensiometri memberikan informasi tentang aktivitas ion
dalam reaksi elektrokimia (Grieshaber et al., 2008). (4) Biosensor impedimetri mengukur
impedansi listrik yang dihasilkan pada permukaan sensor ketika sinyal eksitasi gelombang sinus
kecil diterapkan (Kim et al., 2019; Naresh and Lee, 2021). Spektroskopi Impedansi
Elektrokimia (EIS) adalah teknik yang digunakan untuk karakterisasi permukaan dalam
biosensor. Pengukuran EIS didasarkan pada penerapan potensial konstan dengan gangguan
kecil, biasanya 5 atau 10 mV, pada rentang frekuensi yang luas. Hasilnya lalu diplot dalam plot
Nyquist (Mollarasouli et al., 2019). (5) Konduktometri mengukur perubahan konduktivitas
listrik dapat diukur karena adanya suatu reaksi yang menghasilkan atau mengkonsumsi
elektron(Nirschl et al., 2011)
7
4. Metode deteksi glukosa
Metode yang paling sering digunakan untuk deteksi glukosa darah :
4.1 Metode POCT
POCT (Point of care Testing) merupakan pemeriksaan yang hasilnya dapat diketahui sesegera
mungkin dalam membantu menentukan tindakan selanjutnya bagi pasien. Salah satu contohnya
adalah glukometer. Penggunaan alat glukometer yang utama adalah untuk monitoring bukan
untuk diagnosa pasti karena terdapat beberapa limitasi dari glukometer yakni hanya dapat
menggunakan sampel darah kapiler (Hasanuddin, 2018). Menurut penelitian Ardelia dengan
judul Evaluasi Analitik POCT Metode Glucose Dehydrogenase Parameter Glukosa Pada
Spesimen Serum Dan Plasma EDTA dikatakan presisi nilai glukosa serum terhadap darah
lengkap yaitu 3,3% dan presisi nilai glukosa plasma EDTA terhadap darah lengkap yaitu 3,5%.
4.2 Metode Spektrofotometer
Spektrofotometer merupakan alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer.
Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang dan fotometer
adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan (Gandjar, 2007)
Spektrofotometer menggunakan bahan pemeriksaan darah vena atau darah terdeoksigenasi,
sedangkan glukometer menggunakan bahan pemeriksaan darah kapiler. Spektrofotometer umum
digunakan di laboratorium klinik karena dianggap sebagai alat yang paling akurat untuk
menggambarkan kadar glukosa darah sehingga alat ini dijadikan sebagai standar pemeriksaan
kadar glukosa darah (Sadeli, 2013).
4.3 Metode enzimatik
Metode enzimatik yang digunakan untuk uji glukosa darah dibagi menjadi tiga, yaitu: glukosa
heksokinase, oksidase dan dehidrogenase. Sampel serum pasien diperiksa dengan metode
heksokinase menggunakan alat ABX pentra-400 (A), sedangkan yang glukosa oksidase
menggunakan alat StapStrip Xpress(B), Super Glucocard II (C) dan glukosa
dehidrogenase-pyrroloquinoline quinone (GDH PQQ) menggunakan alat Accu-chek Performa
(D) (Arif, 2018).
4.4 Metode asatoor and king
Penentuan ini menggunakan sifat glukosa yang dapat mereduksi. Darah dimasukkan ke dalam
larutan natrium sulfat-Cu sulfat isotonik supaya glukosa tidak mudah mengalami glikolisis.
Lalu ditambahkan CuSO4 ke dalam larutan natrium sulfat – CuSO4 isotonik. Metode ini dapat
digunakan untuk kadar glukosa darah sampai 300 mg/100 ml, darah yang telah berada dalam
larutan natrium sulfat –Cu sulfat isotonik dapat tahan 72 jam (Hadijah, 2015).
8
BAB III
METODE PENELITIAN
1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Lab Kimia SMA Mega Islamic Boarding School Semarang,
SMA Semesta Semarang dan Lab Biokimia Fakultas Sains - Matematika
Universitas Diponegoro Semarang. Penelitian dilakukan sepanjang April sampai
September 2024.
2. Sumber Data, Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pemanas listrik, furnace,
gelas kimia, neraca digital, batang pengaduk, gelas ukur, pipet volumetrik,
mikropipet dan potentiostat elektrokimia.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kartu plastik bekas, serbuk
cangkang jengkol, enzim glucose oxidase, larutan standar glukosa, buffer PBS,
pelat platina, pelat perak nitrat dan kawat baja.
Sumber data dari penelitian ini adalah eksperimen dengan menggunakan alat dan
bahan di atas. Adapun penelitian ini terbagi menjadi 3 tahap eksperimen :
a. Sintesis Tinta Karbon Konduktif dari Cangkang Jengkol (Nasrullah et
al. 2019)
Cangkang jengkol (CJ) digerus sampai berbentuk serbuk dengan diameter 1
mm dan dikeringkan pada 650C selama 12 jam.Kemudian serbuk tersebut
direndam dalam ZnCl2 dengan perbandingan 1:1 s.d 1:6 (w/w). Setelah itu
10 mL aquades ditambahkan untuk membuat slurry sebelum pembakaran di
furnace pada temperatur 500 - 800oC selama 30 sampai 180 menit.
Pengeringan hasil pembakaran dilakukan selama semalaman pada suhu
105oC.
𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝐾𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝐴𝑘𝑡𝑖𝑓 (%) =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑘𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑎𝑘𝑡𝑖𝑓
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐶𝐽
𝑥 100 %
b. Pembuatan Screen Printed Carbon Electrode (SPCE) dari Limbah
Kartu Plastik (Wahyuni et al. 2021)
Limbah kartu plastik dipotong dengan ukuran 1 x 3 cm. Pencetakan
dilakukan secara sablon dengan tinta untuk elektrodanya yang berupa tinta
karbon konduktif, Ag/AgCl dan platina dengan masing - masing untuk
elektroda kerja, referensi dan bantuan (WE, RE and CE). Kemudian untuk
mendapatkan adhesi yang baik, SPCE dipanaskan dalam oven 50oC. Kawat
tembaga ditambahkan pada SPCE dan SPCE disegel lilin parafin.
c. Imobilisasi Enzim di Tinta Karbon Cangkang Jengkol (Radomski et al.
2023)
Imobilisasi enzim dilakukan dengan karakterisasi dan fungsionalisasi
material sebelum dropcasting ke SPCE tinta karbon CJ. Enzim glucose
9
oxidase pertama kali dilakukan karakterisasi dengan berbagai unit dari
0.025 sampai 1 Unit. Kemudian setiap unit akan diuji dengan substrat
glukosa pada konsentrasi 1 mM sampai 10 mM.
3. Metode Pemerolehan Data
Terdapat dua set data utama yang akan diperoleh dalam penelitian ini :
a. Studi Elektrokimia Strip Elektroda (Apetrei et al. 2013)
Karakterisasi elektrokimia dilakukan dengan cara cyclic voltammetry (CV)
dalam redox probe 5 mM K3[Fe(CN)6] dalam 0.1 M KCl dengan rentangan
voltage - 1 s.d + 1 Volt dengan scan rate 10 s.d 100 mV/s. Kemudian
dilakukan plot secara terpisah dengan sumbu x scan rate dan sumbu y arus
puncak (Ipeak anode dan Ipeak cathode)
b. Standardisasi Elektrokimia Strip Elektroda (Muhammad et al. 2023)
Standardisasi dilakukan secara Linear Sweep Voltammetry (LSV) dengan
larutan glukosa dalam 0.05 M PBS buffer pH 7.4 dengan konsentrasi 0 s.d
100 mM . Parameter LSV berupa rentang voltase -0.3 s.d 1 Volt dan scan
rate 0.1 mV/s. Kemudian uji ketahanan dilakukan setiap 3 hari sekali
setelah penyimpanan di suhu ruangan dan uji interferensi dilakukan dengan
campuran asam askorbat, asam urat dan urea masing - masing 0.2 mM.
Serta uji sample dilakukan dengan sukarelawan (Li et al. 2019).
4. Metode Pengolahan dan Analisis Data
Terdapat 3 metode pengolahan dan analisis data yang akan dilakukan, yaitu :
a. Studi Elektrokimia Strip Elektroda (Apetrei et al. 2013)
Studi elektrokimia strip elektroda dengan cyclic voltammetry dalam 5 mM
K3[Fe(CN)6] dengan pelarut 0.1 M KCl akan menganalisis I peak (sumbu y)
dan scan rate (sumbu x). I peak di - plotting secara terpisah sumbu untuk I
peak anode dan I peak cathode. Kemudian berdasarkan persamaan Randles
- Sevcik
5
𝐼𝑝 = 2, 687 𝑥 10 𝑥 𝑛
3/2
1/2
𝑥𝑣
1/2
𝑥𝐷
𝑥𝐴𝑥𝐶
Berdasarkan persamaan Randles - Sevcik , Ip (arus puncak) sebanding
terhadap n (jumlah molekul), v (scan rate), D (koefisien difusi), A (luas
permukaan) dan C (konsentrasi zat). Selain itu dengan adanya kesamaan
antara luas strip elektroda, konsentrasi K3[Fe(CN)6] dan jumlah molekul
maka Luas (A) dapat dihitung sebagai luas permukaan elektroaktif baik
sebelum dan setelah imobilisasi enzim glucose oxidase pada electrode.
b. Standarisasi dan Kuantifikasi Konsentrasi Glukosa Keringat (Mydrul
et al. 2022 dan Li et al. 2019)
Standardisasi secara LSV (Linear Sweep Voltammetry) dilakukan dengan
larutan glukosa pada konsentrasi antara 0.01 s.d. 0.20 mM dalam keringat
artifisial berupa buffer PBS pH 6.5. Kondisi pengerjaan LSV dengan
parameter elektrokimia sebagai berikut : rentang voltase -0.3 s.d 1 V , scan
10
rate 50 mV/s . Kemudian selama pengerjaan standarisasi LSV dilakukan
dengan sumbu x berupa konsentrasi dan sumbu y berupa I peak. Dengan
persamaan Randles - Sevcik berikut ini :
5
𝐼𝑝 = 2, 687 𝑥 10 𝑥 𝑛
3/2
1/2
𝑥𝑣
1/2
𝑥𝐷
𝑥𝐴𝑥𝐶
Setelah standardisasi, persamaan regresi linear diperoleh dan konsentrasi
analat dapat dihitung berdasarkan persamaan tersebut.
y = mX + a ⇒ Ip = mC + a
c. Limit Deteksi, Limit Kuantifikasi, Ketahanan dan Selektivitas
(Muhammad et al. 2023 and Alba et al. 2021)
Selama standardisasi melalui metode di atas, limit deteksi (LoD) dan limit
kuantifikasi (LoQ) masing - masing dihitung dengan pembagian antara
standard deviation (σ) dan slope (m) garis regresi linear nya. Kemudian
untuk LoD dan LoQ masing - masing hasil pembagian tersebut dikalikan 3
dan 10.
σ
𝐿𝑜𝐷 = 3. 3 𝑥 𝑚
σ
𝐿𝑜𝑄 = 10 𝑥 𝑚
Uji ketahanan dilakukan dengan menempatkan elektroda 0.05 mM glukosa
dalam PBS Buffer pH 6.5 dan dilakukan pengukuran LSV berulang
seminggu sekali dalam rentang waktu 1 bulan. Kemudian perbedaan hasil
dibandingkan dengan regresi linear dan diolah dengan standar deviasi pada
selang kepercayaan alpha 0.05. Uji selektivitas dilakukan dengan
menempatkan campuran berupa urea 250 µM dan asam laktat 250 µM pada
0.05 mM glukosa dalam PBS buffer pH 6.5.
Kemudian semua data diolah dengan statistik ANOVA pada selang
kepercayaan alpha 0.05.
11
DAFTAR PUSTAKA
Alba AF, Totoricaguena - Gorrino J, Sanchez - Iladurya MB, Ruiz - Rubio L, Vilas - Vilela JL,
Lanceros - Mendez S, del Campo FJ. 2021. Laser-activated screen-printed carbon electrodes
for enhanced dopamine determination in the presence of ascorbic and uric acid. Electrochimica
Acta 399 : 139374 ; https://doi.org/10.1016/j.electacta.2021.139374
Anonim. 2016. Diabetes Fakta dan Angka. Kementerian Kesehatan Republik Indonesia, 2016.
Diakses
pada
8
Maret
2024.
https://p2ptm.kemkes.go.id/uploads/2016/11/Diabetes-Fakta-dan-Angka.pdf
Apetrei IM, Apetrei C. 2013. Biosensor based on tyrosinase immobilized on a single walled carbon nanotube modified - glassy carbon electrode for detection of epinephrine. Int J of
Nanomedicine 8 : 4391 - 4398 ; https://doi.org/10.2147%2FIJN.S52760
Gedda, G., Sankaranarayanan, S.A., Putta, C.L. et al. Green synthesis of multi-functional
carbon dots from medicinal plant leaves for antimicrobial, antioxidant, and bioimaging
applications. Sci Rep 13, 6371 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33652-8
Li JS, Bi X, Tamulevicus S, Erts D, Chang CF, Gu YS. 2019. Fabrication of biocompatible and
continuous glucose biosensor with poly (3,4-ethylenedioxythiophene) modified electrode. J
Taiwan Inst Chem Eng 104 : 1 - 7 ; https://doi.org/10.1016/j.jtice.2019.08.004
Muhammad F, Dik G, Kolak S, Gedik KK, Bakar B, Ulu A, Ates B. 2023. Design of highly
selective and sensitive screen printed electrochemical sensor for detection of uric acid with
uricase immobilized polycaprolactone / polyethylene imine electrospun nanofiber.
Electrochimica Acta 439 : 141675 ; https://doi.org/10.1016/j.electacta.2022.141675
Myndrul V, Coy E, Babayevska N, Zahorodna V, Balitskyi V, Baginskiy I, Gogotsi O, Bechelany
M, Giardi MT, Iastunskyi I. 2022. MXene nanoflakes decorating ZnO tetrapods for enhance
performance for skin - attachable stretchable enzymatic electrochemical glucose sensor.
Biosensors and Bioelectronics 207 : 114141 ; https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114141
Nasrullah A, Saad B, Bhat AH, Khan AS, Danish M, Isa MH, Naeem A. 2019. Mangosteen peel
waste as a sustainable precursor for high surface area mesoporous activated carbon :
Characterization and application for methylene blue removal. J of Cleaner Production 211 :
1190 - 1200 ; https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.11.094
Radomski J, Vieira L, Sieber V. 2023. Bioelectrochemical synthesis of gluconate by glucose
oxidase immobilized in a ferrocene base redox hydrogel. Bioelectrochemistry 151 : 108398 ;
https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2023.108398
Rahmadian Y, Supriyadi, Santoso U, Mahmudah NA, Ichsan OAN. 2019. Non - volatile taste
components and amino acid profile of jengkol (Pithecellobium jiringa) seed flour after steam
bleaching.
Int
J
of
Food
Properties
22
(1)
:
1536
1547
;
https://doi.org/10.1080/10942912.2019.1657445
Tanpa Nama Penulis, 2021. BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Repository Poltekkes Denpasar,
2021.
Diakses
pada
8
Maret
2024.
http://repository.poltekkes-denpasar.ac.id/9768/3/BAB%20II%20Tinjauan%20Pustaka.pdf
Tanpa Nama Penulis. BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Repository UMKLA. Diakses pada 8 Maret
2024. http://repository.umkla.ac.id/10/2/BAB%20II.pdf
12
Permatasari H, Safaruddin, 2017. Teknologi Kesehatan Digital dalam Penanganan Masalah
Diabetes.
ejurnalmalahayati.ac.id,
2017.
Diakses
pada
8
Maret
2024.
https://ejurnalmalahayati.ac.id/index.php/manuju/article/view/6201/pdf
Camargo JR, Orzari LO, Araujo DAG, Oliveira PRd, Kalinke C, Rocha DP, Santos ALd, Takeuchi
RM, Munoz RAA, Bonacin JA, Janegitz BC. 2021. Development of conductive inks for
electrochemical
sensors
and
biosensors.
ScienceDirect
164
:
105998
;
https://doi.org/10.1016/j.microc.2021.105998
Shendurse A.M., and Khedkar C.D. (2016) Glucose: Properties and Analysis. In: Caballero, B.,
Finglas, P., and Toldrá, F. (eds.) The Encyclopedia of Food and Health vol. 3, pp. 239-247.
Oxford:
Academic
Press.
https://www.researchgate.net/profile/Chandraprakash-Khedkar/publication/295778158_Glucose
_Properties_and_analysis/links/56cd566d08ae059e3750a2a6/Glucose-Properties-and-analysis.p
df
Destiani S, Maksum IP, Hartati YW. 2023. Biosensor Elektrokimia untuk Memonitor Level
Hemoglobin Terglikasi (HbA1c) pada Penyakit Diabetes Melitus. ALCHEMY Jurnal Penelitian
Kimia, Vol. 19(1) 2023, 94-107. https://doi.org/10.20961/alchemy.19.1.58439.94-107
Surya A, 2018. TOKSISITAS EKSTRAK METANOL KULIT JENGKOL (Pithecellobium
Jiringa) DENGAN METODE BRINE SHRIMP LETHALITY TEST TERHADAP Larva udang
(Artemia Salina). Jurnal Rekayasa Sistem Industri vol 3. No.2 Mei 2018. ejurnal.upbatam.ac.id.
https://ejournal.upbatam.ac.id/index.php/rsi/article/view/502/347
Roglic G. 2016. WHO global report on diabetes. International Journal of Noncommunicable
1(1):p
3-8,
Apr–Jun
2016.
Disease
journal.lww.com.
https://journals.lww.com/ijnc/fulltext/2016/01010/WHO_Global_report_on_diabetes__A_sum
mary.2.aspx
Kaul, K., Tarr, J.M., Ahmad, S.I., Kohner, E.M., Chibber, R. (2013). Introduction to Diabetes
Mellitus. In: Ahmad, S.I. (eds) Diabetes. Advances in Experimental Medicine and Biology, vol
771. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5441-0_1
Patrick J, Boyle MD. 2007. Diabetes Mellitus and Macrovascular Disease: Mechanisms and
Mediators. Science Direct. The American Journal of Medicine, Volume 120, Issue 9,
Supplement 2, 2007, Pages S12-S17. https://doi.org/10.1016/j.amjmed.2007.07.003
Classification of diabetes mellitus. Geneva: World Health Organization; 2019. Licence: CC
BY-NC-SA 3.0 IGO
Tanpa Nama Penulis. BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Repository Unimus. Diakses pada 8 Maret
2024. http://repository.unimus.ac.id/2802/3/BAB%20II.pdf
13