MIPA LAPORAN HASIL PENELITIAN HIBAH PENELITIAN DALAM PENINGKATAN PUBLIKASI ILMIAH INTERNASIONAL PROGRAM WORLD CLASS UNIVERSITY TAHUN 2010
Modifikasi Permukaan Sensor Quartz Crystal Microbalance untuk Peningkatan Efektifitas Immobilisasi Antigen-Antibody Immunosensor Oleh: Ir. D.J. Djoko H. Santjojo, M.Phil., Ph.D Dr. Ing. Setyawan Purnomo Sakti, M.Eng Prof. Dr. Drh. Aulanni’am, DES
Dibiayai Oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan Nasional, melalui DIPA Universitas Brawijaya berdasarkan SK Rektor Nomor : 190/SK/2010, tanggal 17 Juni 2010.
UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2010
RINGKASAN Pengembangan biosensor berbasis QCM (quartz crystal micro balance) telah dilakukan dibanyak tempat. Penelitian ini menggali kemungkinan baru untuk meningkatkan kehandalan biosensor dengan teknik modifikasi permukaan polimer pada sensor. Pada tahap ini beberapa hasil awal yang diperoleh adalah: telah dilakukannya pembuatan lapisan tipis polystyrene pada permukaan penggetar quartz dengan teknik short time spray
coating; pengembangan modifikasi
permukaan lapisan,
pengembangan
rangkaian pengukuran QCM dengan CPLD, penyiapan antigen dan antibody serta pengujian immobilisasi. Resonator kuarsa yang dipergunakan pada tahapan penelitian ini adalah resonator kuarsa dengan frekuensi getar 10MHz dan 11MHz pada saat kondisi di lingkungan udara dan tanpa pelapisan. Resonator ini pada awalnya merupakan resonator yang dipergunakan pada rangakain osilator elektronik dan tidak secara khusus didisain untuk keperluan sebagai sensor. Resonator dibuka dari selongsongnya dengan menggunakan pemotong putar dan selanjutnya dilapisi dengan polystyrene. Hasil percobaan menunjukkan bahwa resonator dapat bekerja dengan baik pada saat dilapisi dengan polystyrene. Dengan teknik short time spray, sensor dengan lapisan polystyrene masih dapat berresonansi dengan baik. Amplitudo signal keluaran dari osilator pada saat dilapisi maupun pada saat belum dilapisi tidak menunjukkan perbedaan. Lapisan polystyrene yang dikenakan pada permukaan resonator tidak menimbulkan beban kerja pada osilator. Frekuensi resonansi dari resonator berubah turun sesuai dengan yang seharusnya karena adanya masa terdeposisi di permukaan sensor (lapisan polystyrene). Pengembangan lebih lanjut pada efektifitas immobilisasi di permukaan sensor setelah dilapisi dengan polystyrene terus dilakukan untuk mencapai hasil immobilisasi yang handal.
DAFTAR PUSTAKA Aulanni’am, Wahono, J (2006),” Konfirmasi Spesifitas GAD65 Terhadap Anti GAD65 Pada Tikus DM dan Pasien DM Tipe 1.”, Penelitian Hayati, 11(2) Benes, E. 1984. Improved quartz crystal microbalance technique. Journal of Applied Physics, 56(3), 608-626. Ferrand, M., Le Fourn, V., and Franc, J.L. (2008), “Increasing Diversity of Human Thyroperoxidase Generated by Alternative Splicing:CHARACTERIZATION BY MOLECULAR CLONING OF NEW TRANSCRIPTS WITH SINGLE- AND MULTISPLICED mRNAs”, The Journal of Biological Chemistry, 278(8), 1793-3800 Guo, J, Yan, X, McLachlan,S.M and Rapoport, B (2001), “Search for the Autoantibody Immunodominant Region on Thyroid Peroxidase: Epitopic Footprinting with a Human Monoclonal Autoantibody Locates a Facet on the Native Antigen Containing a Highly Conformational Epitope”, The Journal of Immunology, 166, 1327-1333 Jaume, J.C., Kakinuma, K., Chazenbalk, G.D., Rapoport, B. and McLachlan, S.M. (1997), “Thyrotropin Receptor Autoantibodies in Serum Are Present at Much Lower Levels Than Thyroid Peroxidase Autoantibodies: Analysis by Flow Cytometry”, The Journal of Clinical Endocrinology & metabolism, 82 (2), 500-507 Kanazawa, K.K. and Gordon II, J.G., 1985. The oscillation frequency of a quartz resonator in contact with a liquid, Analytica Chimica Acta. 175, 99-105. Kurosawa, S., Nakamura, M., Park, J., Aizawa, H., Yamada, K., Hirata, M. (2004), “Evaluation of a high-affinity QCM immunosensor using antibody fragmentation and 2methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) polymer”, Biosensors and Bioelectronics, 20 (6), 1134-1139 Kößlinger, C., Drost, S., Aberl, F., Wold, H., Koch, S. and Woias, P., 1992. A quartz crystal biosensor for measurement in liquids. Biosensors and Bioelectronics, 7, 397404. Liu, F., Li, Y. , Su, X., Slavik, M.F., Ying, Y. and Wang, J. (2007), “QCM immunosensor with nanoparticle amplification for detection of Escherichia coli O157:H7”, Sensing and Instrumentation for Food Quality and Safety, 1 (4), 161-168 Lucklum, R., Behling, C., Hauptmann, P., Cernosek, R. and Martin, S., 1997. Error Analysis od Quarz Crystal Resonator Application. Transducer 97, 1347-1350. McLachlan, S. M. (1979), Thyroid autoantibody synthesis in man, Ph.D. Thesis, Univ. of Newcastle Marlena Dubska, J. Paul Banga, Danuta Plochocka, Grazyna Hoser, E. Helen Kemp, Brian J. Sutton, Andrzej Gardas, and Monika Gora (2006), “Structural Insights into Autoreactive Determinants in Thyroid Peroxidase Composed of Discontinuous and Multiple Key Contact Amino Acid Residues Contributing to Epitopes Recognized by Patients’ Autoantibodies”, Endocrinology 147(12):5905-6003
Sakti, S.P., Rösler, S., Lucklum, R., Hauptmann, Bühling, F. and Ansorge S. 1999. Thick polystyrene-coated quartz crystal microbalance as a basis of a cost effective immunosensor. Sensors and Actuators A, 76, 98-102. Sakti, S.P., Hauptmann, P., F. Bühling, S. Ansorge (2001), "Disposable TSMimmunosensor based on the viscosity changes of the contacting medium", Biosensors & Bioelectronics Sakti, S.P. dan Hauptman, P. (2002), “The Surface Effect on the Immobilization of Biomolecule on QCM Immunosensor”, CECI Conference, Jakarta 34 Svobodová, L, Nejdárková, M., Polohová,V., Grman, I., Rybár, P., Hianik, T. (2006), “QCM Immunosensor Based on Polyamidoamine Dendrimers”, Electroanalysis, 18 (1920), 1943 - 1949 Rebuffat,S.A., Bresson, D., Nguyen, B. and Pe´raldi-Roux, S. (2006),” The key residues in the immunodominant region 353–363 of human thyroid peroxidase were identified”, International Immunology, 18(7), 1091-1099 Sauerbrey, G. 1957. Verwendung von Schwingquarzen zur Wägung Dünner Schichten und zur Mikrowägung. Zeitschrift für Physik, 155, 206-222. Wu, Z.Y., Shen, G.L., Wang, S.P. and Yu, R.Q (2003),” Quartz-Crystal Microbalance Immunosensor for Schistsoma-Japonicum-Infected Rabbit Serum”, Analytical Science, 19 (3), 437
