Pengembangan Sensor Hidrazina Berbasis Elektrode GO/PEDOT:PSS Termodifikasi Nanozyme

Abstract

Hidrazina merupakan senyawa bersifat karsinogenik yang telah banyak diaplikasikan di industri. Kementerian Kesehatan RI melalui Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 70 Tahun 2016 menentukan batas maksimum kadar hidrazina dalam lingkungan perairan sebesar 10 ppb (0,312 µM). Oleh karena itu, perlu teknik analisis untuk mendeteksi hidrazina pada konsentrasi yang rendah. Teknik analisis yang telah diaplikasikan untuk menentukan kadar hidrazina antara lain fluoresensi, kromatografi cair kinerja tinggi, dan spektrofotometri UV-Vis. Namun, teknik analisis tersebut memiliki beberapa kelemahan seperti memerlukan waktu analisis yang lama, relatif mahal, dan instalasi instrumen yang rumit. Alternatif teknik analisis lainnya yaitu menggunakan teknik elektrokimia untuk deteksi dan kuantifikasi hidrazina karena beberapa keunggulan yang dimilikinya, yaitu analisis cepat, sensitivitas yang tinggi, dan instalasi instrumen yang sederhana. Sensor hidrazina dikembangkan dari komposit grafena oksida (GO) dan poli(3,4-etilenadioksitiofena): poli(stirenasulfonat) (PEDOT:PSS) diaplikasikan di atas permukaan elektrode karbon kaca (GCE) secara drop cast. Setelah itu, GO/PEDOT:PSS/GCE dielektrodeposisi dengan partikel emas nano (AuNPs) sebagai nanozyme. Evaluasi pemodifikasi untuk aspek struktur, morfologi, dan karaktertisasi elektrokimia dilakukan dengan spektroskopi Fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope−energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM−EDS), dan electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Evaluasi kinerja elektrokimia dan analitik dilakukan menggunakan voltammetri siklik (CV) dan amperometri. Kinerja analitik dari sensor yang diusulkan memiliki rentang pengukuran hidrazina pada konsentrasi 0,2 – 100 µM memiliki LOD dan LOQ berturur-turut sebesar 0,005 µM dan 0,08 µM. Selain itu, sensor yang diusulkan memiliki ketertiruan dan stabilitas yang baik (%RSD <5%) serta selektivitas dengan baik (memiliki nilai perolehan kembali dalam rentang 93 – 104%) untuk senyawa pengganggu NaNO2, FeSO4, Zn(CH3CO2)2, NH4NO3, klorofenol, triklosan, dan asam askorbat. Sensor yang diusulkan berhasil diaplikasikan pada sampel nyata berupa air minum dan air keran menggunakan metode standar adisi. Hasil nilai perolehan kembali dari metode standar adisi menggunakan teknik amperometri sebesar 98 – 102%. Teknik tersebut divalidasi dengan metode standar, yaitu spektrofotometri UV-Vis. Hasil analisis dengan metode amperometri tersebur dibandingkan dengan spektrofotometri UV-Vis didapatkan sebesar 98 – 104%. Nilai perolehan kembali dengan metode yang berbeda dianalis uji beda nyata dengan uji-t. Berdasarkan uji beda nyata (uji t) pada selang kepercayaan 95% tidak terdapat perbedaan yang signifikan. Oleh karena itu, sensor yang diusulkan berpotensi diaplikasikan untuk pemantauan hidrazina di lingkungan perairan