: +62 (21) 7560929 | SMS : 0822-9830-5011 English Bahasa Kontak Intra Search

Berita

Potensi Nanomaterial Berbasis Silika Alam sebagai Platform Biosensor


Administrator, 23 Juli 2021

Serpong, Humas LIPI. Siti Nurul Aisyiyah Jenie, peneliti Pusat Penelitian Kimia – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (P2 Kimia – LIPI), menyampaikan materi dengan judul “Aplikasi Nanomaterial Berbasis Silika Alam sebagai Platform Biosensor: Potensi dan Tantangannya” dalam Webinar Series ke-3 IBASC Departemen Teknik Kimia Mesin – Universitas Gadjah Mada (UGM), pada Jumat, (23/7). Aisyiyah Jenie menjelaskan apa itu nanoteknologi dan juga penerapannya dalam biosensor juga nano material berbasis silika.

Biosensor menurut IUPAC tahun 1999 adalah sebuah perangkat yang menggunakan reaksi biokimia tertentu yang dimediasi oleh enzim terisolasi, sistem imun, jaringan, organel atau seluruh sel untuk mendeteksi senyawa kimia biasanya dengan sinyal listrik, termal atau optik.

Aisyiyah Jenie mengatakan bahwa biosensor sudah banyak digunakan di berbagai aplikasi seperti in-situ bio dan pemrosesan kimia, homeland security, pemantauan lingkungan, teknologi pangan, dan yang paling besar adalah medis dan bioteknologi. 

”Biosensor saat ini sangat dibutuhkan di bidang medis dan bioteknologi. Kebutuhan di bidang tersebut didorong karena dua hal yaitu kebutuhan kesehatan (clinical needs) dan keinginan market (market drive),” ujar Ais kerap disapa.

Ais menjelaskan, clinical needs menginginkan biosensor yang bisa mengembangkan metode on site screening, bisa menghasilkan diagnosis awal, memperoleh info yang sedetail dan sesensitif mungkin tentang obat apa yang akan masuk ke tubuh kita, dan memantau kondisi kesehatan kita seperti herd immunity (kekebalan kawanan) yang akan tercapai dengan bisa dibantu oleh keberadaan biosensor.

Selain itu ada market drive-nya juga. “Sebenarnya industri menginginkan biosensor yang seperti apa? Industri menginginkan biosensor yang mudah digunakan untuk masyarakat, tidak hanya digunakan di rumah sakit, tidak hanya dokter, perawat, tetapi bisa digunakan oleh orang awam,” terangnya.

Ada sensor yang sudah diimplankan ke dalam tubuh. ”Karena sifatnya sudah masuk ke dalam tubuh kita, yaitu perlu material yang khusus apabila kita ingin mengembangkan implantable sensor,” ujar Ais.

“Juga ada, point of care (POC) yaitu mengambil sampel dari tubuh kita kemudian ditaruh ke dalam biosensor itu contohnya seperti rapid test antigen atau rapid test anti body. Jadi seperti sensor glucose, sensor rapid test anti body, dan sebagainya,” urainya.

Ditambah dengan metode high throughput analysis. yang artinya bisa dianalisis sekaligus dengan jumlah sampel yang banyak dan waktu yang cepat.

“Dengan semua sifat-sifat superior ini, berati kita harus mengembangkan semua badan sensor dengan platform material yang cerdas. Di sinilah nanoteknologi bermain,” paparnya. 

Jadi biosensor yang diinginkan itu, biasanya sifat atau parameternya antara lain rapid, cepat, ultra sensitif, ultra selektif, akurat (sesuai dengan kegunaan dan waktu yang digunakan). Kemudian harganya terjangkau (economical), dan bisa diproduksi berulang-ulang dengan jangka waktu yang lama dan metode yang lama.

Kuncinya ada di pengembangan nanoplatform atau nanomaterial yang bisa digunakan atau diaplikasikan sebagai biosensor disebut nano-biosensor. Nano-biosensor adalah metode alternatif yang lebih bernilai dibandingkan dengan metode konvensional yang dikembangkan di laboratorium untuk analisis klinis maupun analisis lingkungan (Sumber: Weis, C, et al, 2020, ACS Nano) 

“Agar bisa mengembangkan nanobiosensor, kita harus bekerja sama dengan orang-orang di bidang biologi, bioteknologi, teknik kimia, teknik material, ilmu komputansi, dan fisika,” ungkap Koordinator Kelompok Penelitian Bahan Kimia dan Katalis.

Dasar dari nano-biosensor adalah bahan organik yang difungsionalisasikan dengan materi biologis seperti enzim, antibodi, juga dengan DNA/RNA. Kemudian alat tersebut dapat mengetahui atau menerjemahkan menjadi sebuah sistem deteksi berupa elektrokimia, optik, mass sensitive, kemudian menjadi sebuah sistem deteksi sendiri.

Sistem dari nano-biosensor terdiri dari target analisis sebagai sampel uji seperti darah, air liur, dan urin yang akan dikenal biomarker-nya seperti DNA/RNA, enzim, antibodi, atau bahkan sampai sel. Kemudian target dari analisis akan ditangkap oleh materi anorganik atau nano material yang dimodifikasi dengan bio-recognation element (elemen bio-rekognisi) yang diterjemahkan pada sistem deteksi yaitu electrochemical, optical, mass sensitive, yang dapat diinterpretasikan dalam bentuk data kemudian dimasukkan dalam bentuk angka.

Klasifikasi dari nano-biosensor bisa berdasarkan mekanisme transduksi atau bisa juga berdasarkan elemen bio-rekognisi. Kalau berdasarkan sistem deteksinya berupa elektrokimia, optik, mass sensitive. Jika berdasarkan biorecognition elements atau elemen apa yang akan difungsikan di atas nano-material, berupa enzyme based biosensor, DNA/RNA based biosensor, immune based nano-biosensor, atau cells based nano-biosensor untuk mengenali sel secara keseluruhan.

Ais menjelaskan bahwa penelitiannya berfokus pada diagnosis berbasis silika (nanomaterial berbasis silika). Hal ini sebagai alternatif yang menjanjikan untuk polimer dan bahan nano lainnya, untuk aplikasi biomedis karena sifat fisik, kimia, dan optiknya yang unik. (hrd/ ed. adl)

ZONA INTEGRITAS