Investigasi Secara Komputasi Graphene Quantum Dots (GQDs) Sebagai Biosensor dalam Mendeteksi Asam Amino

Abstract

Asam amino terlibat dalam banyak proses biologis termasuk sintesis protein dan lemak sehingga deteksi asam amino dapat digunakan untuk prediksi kehadiran penyakit. Pendeteksian asam amino membutuhkan biosensor yang bersifat non toxic dan biokompabilitas yang baik seperti Graphene Quantum Dots (GQDs). Penelitian ini mempelajari secara teoritis aplikasi GQDs sebagai biosensor dalam mendeteksi asam amino yaitu asam glutamat, histidin, tirosin dan lisin. Penelitian ini menggunakan perhitungan DFT untuk mendapatkan hasil berupa sifat elektronik dan analisis energi sistem adsorpsi. Hasil perhitungan menunjukkan energy gap menjadi lebih kecil dan nilai energi total yang semakin negatif setelah diadsorpsi yang artinya GQDs memiliki sifat elektronik yang baik sebagai biosensor. Perhitungan TDDFT juga dilakukan untuk melihat sifat optik dengan menunjukkan spektrum absorpsinya. Namun sifat optik yang ditunjukkan GQDs sebagai biosensor kurang baik karena tidak dapat mendeteksi semua asam amino yang diuji.

Amino acids are involved in many biological processes including the synthesis of proteins and fats, thus detection of amino acids can be used to predict the presence or absence of disease. Amino acid detection requires non-toxic and good biocompatibility biosensors such as Graphene Quantum Dots (GQDs). This research studies the theoretical application of GQDs as biosensors in detecting amino acids, namely glutamic acid, histidine, tyrosine and lysine. This study uses DFT calculations to obtain results in the form of electronic properties and energy analysis of adsorption system. The calculation results show that the energy gap becomes smaller and the total energy value becomes more negative after being adsorbed, which means that GQDs have good electronic properties as biosensors. TDDFT calculations are also carried out to see the optical properties by showing the absorption spectrum. However, the optical properties shown by GQDs as biosensors are not good because they cannot detect all the tested amino acids.