Deteksi biomolekul yang sangat sensitif dan selektif menjadi kebutuhan krusial dalam diagnosis penyakit berbasis biomarker. Serum Amyloid A (SAA), sebagai salah satu protein fase akut yang berperan penting dalam respons inflamasi sistemik, telah mendapatkan perhatian luas dalam dunia medis karena potensinya sebagai indikator dini terhadap berbagai kondisi patologis, termasuk infeksi, peradangan kronis, hingga penyakit kardiovaskular. Dalam konteks ini, pemanfaatan elektroda karbon cetak atau screen printed carbon electrode (SPCE) yang dimodifikasi secara presisi dengan kombinasi nanopartikel graphene dan zinc oxide (GNPs/ZnO) serta lapisan polymer cetakan molekuler atau molecular imprinted polymer (MIP) menawarkan pendekatan baru yang efisien, terjangkau, dan berdaya saing tinggi untuk deteksi SAA dalam sampel biologis secara langsung, termasuk serum manusia.
Pada bagian awal rancangan sistem sensor ini, permukaan elektroda karbon cetak menjadi pusat modifikasi fungsional. Penggunaan GNPs atau nanopartikel graphene membawa keunggulan dalam hal konduktivitas listrik dan luas permukaan yang tinggi, yang secara langsung meningkatkan transfer elektron antara permukaan elektroda dan molekul target. Sementara itu, kehadiran nanopartikel ZnO memberikan kestabilan kimia dan sifat semikonduktor yang memperkuat kinerja elektrokimia dari sistem sensor. Kombinasi sinergis GNPs dan ZnO menciptakan platform yang tidak hanya responsif secara elektrokimia, tetapi juga kompatibel terhadap immobilisasi struktur makromolekul seperti MIP.
Selanjutnya, pendekatan pencetakan molekuler atau molecular imprinting dipilih karena kemampuannya untuk menghasilkan situs pengenalan spesifik terhadap SAA. Pada proses ini, monomer fungsional disusun di sekitar molekul template SAA dan kemudian dipolimerisasi, menghasilkan struktur polimer dengan rongga molekuler yang sesuai secara spasial dan kimia terhadap molekul SAA. Setelah proses pencucian template, yang tersisa adalah permukaan MIP yang dapat secara selektif mengenali SAA melalui interaksi non-kovalen seperti ikatan hidrogen dan gaya van der Waals. Penerapan MIP dalam sistem SPCE termodifikasi ini secara signifikan meningkatkan selektivitas pengikatan molekul target di tengah keberadaan molekul interferen dalam matriks biologis.
Pengujian elektrokimia dilakukan menggunakan teknik voltammetri, khususnya differential pulse voltammetry, untuk mengamati perubahan arus yang terjadi ketika molekul SAA berikatan pada permukaan sensor. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sensor berbasis SPCE-GNPs/ZnO-MIP memiliki batas deteksi yang rendah, kisaran linearitas yang luas, serta waktu respons yang cepat. Keunggulan ini diperoleh berkat integrasi antara sensitivitas material nanokomposit dan kekhususan pengenalan molekuler dari teknologi MIP.
Dari sudut pandang penerapan klinis dan laboratorium, keberadaan sensor ini memungkinkan pelaksanaan deteksi biomarker secara point-of-care atau di tempat layanan kesehatan tanpa memerlukan infrastruktur laboratorium yang kompleks. Selain itu, teknik fabrikasi elektroda yang sederhana dan biaya rendah menjadikan sensor ini potensial untuk dikembangkan secara komersial, terutama dalam konteks skrining populasi dan monitoring penyakit inflamasi secara real-time. Integrasi nanoteknologi dan sensor elektrokimia semacam ini juga sejalan dengan tren global menuju sistem diagnostik portabel dan personalisasi medis berbasis data biomolekuler.
Secara keseluruhan, pengembangan perangkat deteksi berbasis screen printed carbon electrode termodifikasi nanopartikel graphene-zinc oxide dan molecular imprinted polymer untuk pengenalan spesifik Serum Amyloid A merepresentasikan kemajuan signifikan dalam bidang biosensor elektrokimia. Sistem ini tidak hanya menjawab tantangan selektivitas dan sensitivitas dalam deteksi biomarker, tetapi juga membuka peluang baru dalam pengembangan teknologi diagnostik presisi berbasis sensor portabel yang cepat, andal, dan hemat biaya.
Leave a Reply