Meiliyadi, LaluAhmadDidik (2014) Pengaruh Klorofom dan Toluena sebagai Pelarut Polistiren terhadap Pelapisan Zinc Phthalocyanine (ZnPc) pada Permukaan QCM untuk Meningkatkan Immobilisasi Protein. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Biosensor merupakan suatu instrumen analitik yang menggunakan biomolekul (enzim, jaringan, sel dan mikroba) untuk mendeteksi suatu zat kimia tertentu melalui suatu tranduser fisika-kimia. Salah satu biosensor piezoelektrik yang sering digunakan adalah Quartz Crystal Microbalance (QCM). Fokus penelitian ini adalah modifikasi matriks biosensor untuk meningkatkan immobilisasi BSA. Matriks biosensor merupakan komponenen yang sangat penting pada suatu biosensor karena merupakan bagian yang langsung berhubungan dengan analit yang akan dideteksi. Dengan modifikasi matriks, diharapkan akan semakin banyak biomolekul yang terimmobil sehingga akan meningkatkan sensitifitas biosensor. Terdapat dua tahapan yang dilakukan untuk meningkatkan sensitifitas QCM yaitu (1) melapiskan polistiren (PS) dengan menggunakan klorofom dan toluen sebagai pelarut polistiren pada permukaan QCM (adsorbsi fisis) menggunakan metode spin coating dan (2) melapiskan ZnPc sebagai pengikat molekul (adsorbsi kimia) di atas permukaan QCM/PS dengan metode evaporasi. Deposisi lapisan tipis PS di atas permukaan QCM (frekuensi ambang 10 MHz) menggunakan pelarut yang berbeda (klorofom dan toluena) dengan konsentrasi PS sebesar 3%. Pelapisan ZnPc di atas permukaan QCM menggunakan metode evaporasi padatan dengan lama pemvakuman 1 jam, tegangan sumber 1 volt dan lama deposisi 1 menit. Nilai massa per satuan luas lapisan polistiren dan lapisan ZnPc yang dideposisikan di atas permukaan QCM dihitung menggunakan persamaan Sauerbrey. Morfologi dan komposisi lapisan telah diteliti menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM), Atomic Force Microscope (AFM) dan non-contact Topography Measurement System (TMS 1200) dan Energy Dispersive Analysis X-Ray (EDX). Peningkatan sensitifitas QCM dilakukan dengan menghitung perubahan frekuensi QCM sebelum dan setelah di tetesi BSA sebanyak 30 μl dengan variasi konsentrasi 600, 700, 800, 900 dan 1000 mg/l. Morfologi lapisan tipis PS yang dihasilkan memiliki porositas. Hal ini dipengaruhi oleh nilai modulus young PS yang besar. Diameter rongga lapisan PS dengan pelarut klorofom lebih kecil jika dibandingkan dengan lapisan PS dengan pelarut toluena. Namun, lapisan PS dengan pelarut klorofom memiliki kedalaman rongga yang lebih besar. Massa per satuan luas lapisan PS sebesar 0,845 μm (pelarut klorofom) dan 0,466 μm (pelarut toluena). Hasil pengukuran kekasaran permukaan menggunakan TMS-1200 menunjukkan bahwa kekasaran permukaan lapisan PS dengan pelarut klorofom (594,89 nm) lebih besar dibandingkan dengan kekasaran permukaan lapisan PS dengan pelarut toluena (558,30 nm). Morfologi lapisan QCM/PS/ZnPc hasil karakterisasi SEM dan AFM berbentuk serabut. Hasil penghitungan massa per satuan luas menunjukkan lapisan ZnPc yang terdeposisi lebih banyak pada permukaan PS dengan pelarut klorofom (92,6 nm) dibandingkan pelarut toluena (66,7 nm). Perubahan frekuensi akibat immobilisasi BSA pada permukaan QCM/PS dengan pelarut klorofom (174 Hz) lebih besar jika dibandingkan dengan perubahan frekuensi hasil immobilisasi BSA pada permukaan QCM/ PS dengan pelarut toluena (131 Hz). Perubahan frekuensi QCM/PS/ZnPc dengan pelarut klorofom setelah diimobilisasi BSA (271 Hz) lebih besar dibandingkan dengan pelarut toluena (174 Hz). Perubahan frekuensi resonansi QCM hasil immobilisasi BSA dengan variasi konsentrasi sebesar 600, 700, 800, 900 dan 1000 mg/l didapatkan sebesar 103 Hz, 121 Hz, 152 Hz, 171 Hz dan 223 Hz. Secara umum tampak bahwa semakin tinggi konsentrasi BSA yang terimmobil, semakin tinggi pula perubahan frekuensi resonansi QCM.
English Abstract
Biosensor is an analytical instrument using biomolecules (enzymes, tissues, cells and microbes) to detect a specific chemical substance through a physicochemical transducer. Quartz Crystal Microbalance (QCM) is one of tools based on piezoelectric biosensor. main focus of this research is to observe effect of solvents on polystirene (PS) morphology and deposited ZnPc as immobilization matrix for QCM sensor. deposition of PS layer with various solvents such as chloroform and toluene on a QCM sensor was conducted by spin coating method, while deposited ZnPc layer by vacuum evaporation method. polystyrene is solved in chloroform and toluene solvents with concentration of 3 % mass of polystyrene to each solvent. ZnPc was evaporated on PS/QCM layer for 1 min. composition and morphology of PS and ZnPc layer was observed by Scanning Electron Microscope/ Energy Dispersive Analysis X-Ray (SEM/EDX), Atomic Force Microscope (AFM) and non-contact Topography Measurement System (TMS 1200). thickness measurement of QCM/PS and QCM/PS/ZnPc layer was calculated using Sauerbrey equation. BSA with various concentration used to immobile on top of sensor surface are 600, 700, 800, 900, 1000 mg/l with volume of 30 μl. Immobilization of BSA is done on real time basis by measuring frequency change of sensor during immobilization using frequency counter. results show morphology of QCM/PS layer has a porosity, while morfology of QCM/PS/ZnPc layer is vibrous like structure. It caused by high modulus young of PS. Calculation result using a modified of Sauerbrey equation show thickness of PS layer with chloroform solvent is 0.845 μm and thickness of PS layer with toluene solvent is 0.466 μm. Moreover, surface roughness measurement by using TMS-1200 shows surface roughness with chloroform solvent is 594.89 nm and surface roughness with toluene solvent is 558.30 nm. calculation result by using a modified Sauerbrey equation show thickness of ZnPc layer are 92.6 nm (chloroform solvent) and 66.7 nm (toluene solvent). Additionally, frequency shift caused by BSA immobilization onto QCM/PS surface show 174 Hz for chloroform solvent and 131 Hz for toluene one. On o r hand, frequency shift caused by BSA immobilization onto QCM/PS/ZnPc surface show 271 Hz (chloroform solvent) and 174 Hz (toluene solvent). In addition, frequency shift of QCM/PS/ZnPc layer resulted with various BSA concentration of 600, 700, 800, 900,1000 mg/l show 103 Hz, 121 Hz, 152 Hz, 171 Hz, and 271 Hz, respectively.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/668.423 3/MEI/p/041405975 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 668 Technology of other organic products > 668.4 Plastics |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Matematika, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 30 Sep 2014 10:13 |
| Last Modified: | 30 Sep 2014 10:13 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160199 |
Actions (login required)
 |
View Item |