Biosensor Asam Urat Berbasis Biofilm Lactobacillus plantarum menggunakan Screen-Printed Carbon Electrode Termodifikasi Magnetit

Abstract

Asam urat adalah sisa metabolisme senyawa purin dan hasil samping dari pemecahan sel dalam darah. Jika kadar asam urat berlebih dalam tubuh maka akan menyebabkan nyeri di sekitar sendi. Biosensor merupakan alat ukur secara sensitif, cepat, praktis, stabil, dan selektif pada penentuan asam urat secara dini. Pengenal hayati untuk biosensor asam urat berupa enzim urikase (asam urat oksidase). Bakteri Lactobacillus plantarum memiliki aktivitas urikase yang spesifik terhadap asam urat dan dapat membentuk biofilm. Tujuan pembentukan biofilm L. plantarum pada penelitian ini adalah untuk meningkatkan aktivitas dan stabilitas enzim urikase dalam bakteri L. plantarum. Penambahan modifier seperti magnetit berperan dalam mempercepat transfer elektron (bersifat elektro katalitik) dan meningkatkan sensitivitas biosensor namun, mudah ber-agregasi sehingga untuk mencegahnya, magnetit harus distabilkan dengan cara melekatkan suatu polimer seperti polietilen glikol (PEG). Tujuan penelitian ini adalah memodifikasi elektrode dengan kinerja terbaik terutama untuk meningkatkan sensitivitas dan stabilitas biosensor untuk deteksi dini asam urat. Sebelum dijadikan biosensor, modifier magnetit disintesis terlebih dahulu secara hidrotermal kemudian hasil sintesis diimobil pada permukaan SPCE. Setelah kering, PEG diteteskan diatas magnetit. Bakteri L. plantarum ditumbuhkan pada media padat kemudian diremajakan dan ditanam ke media cair yang selanjutnya siap untuk dipanen diatas permukaan elektrode yang sudah termodifikasi magnetit kemudian diukur secara voltametri siklik. Variasi elektrode dilakukan dengan membandingkan elektrode tanpa dan dengan modifier serta kombinasi dengan biofilm. Elektrode yang menunjukkan kinerja optimal akan divalidasi dan digunakan dalam pengujian sampel nyata pada urin manusia. Karakterisasi magnetit menggunakan XRD menunjukkan keberhasilan sintesis magnetit dibandingkan dengan kemiripan dengan pola standar. Elektrode optimal dengan komposisi kerapatan optis biofilm 1, magnetit 200 mgmL-1 dan PEG 3% v/v mampu meningkatkan arus hingga 42% pada larutan asam urat 4mM dalam PBS pH 7. Biosensor dengan komposisi optimum menghasilkan linearitas yang baik dengan rentang konsentrasi 0.1 – 4.3 mM, limit deteksi 77 μM, limit kuantitasi 234 μM, sensitivitas 25.392 μA mM-1, keterulangan 2.38 %. Biosensor ini terbukti stabil hingga pengukuran 49 hari dengan sisa aktivitas 90.70 % serta selektif terhadap senyawa pengganggu seperti garam, urea, glukosa. Metode biosensor ini memiliki stabilitas, sensitivitas yang baik.