2017 : OPTIMASI KANAL MIKROFLUIDA KERTAS TERDEKORASI NANOPARTIKEL ZNO (ZnO-µPAD) UNTUK PEMISAHAN PLASMA DARAH YANG EFISIEN

Ir. Roekmono
Ir. Harsono MT., Ph.D

Year

2017

Published in

-

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Tingginya angka kematian akibat diabetes dan kolesterol di Indonesia menuntut upaya pengembangan sistem diagnosis dini penyakit ini. Selain itu, tingginya kompetensi ahli klinik dan mahalnya sistem diagnosis penyakit degenerasi ini menjadi hambatan pada distribusi alat kesehatan untuk daerah terpencil. Dengan demikian, pengembangan piranti diagnosis yang sederhana dan murah serta mampu melakukan diagnosis klinis untuk berbagai penyakit degenerasi sangat dibutuhkan. Salah satu teknologi diagnosis klinis yang dikembangkan adalah microfluidic paper-based analytical device (µPAD). µPAD difabrikasi menggunakan kertas filter yang dicetak dengan pola tertentu untuk melakukan pemisahan plasma darah sehingga mencegah interferensi sel darah merah pada pengukuran analitik. Pemisahan darah pada µPAD memanfaatkan aliran lateral oleh gaya kapiler pada pori-pori kertas filter. Upaya peningkatan performansi µPAD adalah dengan menambahkan material nano yang mampu meningkatkan perfomansi analitiknya. Pada penelitian ini, dikembangkan ide untuk meningkatkan performansi kanal mikrofluida berbasis kertas dengan mengintegrasikan dengan partikel nano ZnO bermorfologi agregat bola (ZnO-µPAD). Penggunaan ZnO bermorfologi agregat bola dikarenakan partikel nano ini memiliki biokompatibilitas yang baik serta memiliki mobilitas electron yang besar. Struktur pori-pori ZnO juga dapat diatur dan dioptimalkan dengan memodifikasi prosedur sintesis sehingga volume dan ukuran pori-pori yang optimal akan mempercepat proses pemisahan plasma darah. Terlebih lagi ZnO memiliki titik isoelektrik (pH) sekitar 9 yang lebih besar dari nilai isoelektrik berbagai enzim sehingga dapat meng-imobilisasikan enzim-enzim dengan eisiensi yang tinggi melalui interaksi elektrostatik. Studi pendahuluan pada ZnO-µPAD, dimana proses pemisahan simulated body fluid (SMF) yang dicampur dengan berbagai konsentrasi glukosa dan darah membutuhkan waktu kurang lebih 45 detik. Diagnosa klinis untuk menguji kadar glukosa dilakukan baik secara elektrokimia menggunakan pengukuran impedansi maupun secara spektroskopi menggunakan teknik FTIR (Fourier-Transform Infrared Spectroscopy). Pada penelitian ini, geometri kanal mikrofluida akan dioptimasi dengan menggunakan studi numerik berbasis computational fluid dynamic (CFD) hingga diperoleh proses pemisahan plasma darah yang paling efisien (cepat dan membutuhkan volume sampel yang minimum). Hasil simulasi numerik akan diverifikasi dengan pengujian pemisahan plasma dengan sampel darah pada kanal dengan gemetri optimal. Pada akhirnya, kemampuan deteksi substansi bio pada plasma darah terpisah akan dilakukan dengan metode FTIR dan pengukuran impedansi.\nKata Kunci: Mikrofluida, ZnO, Optimasi, CFD, Diagnosa klinis, FTIR.