Sensor Elektrokimia dalam Pendeteksian Dopamin dengan Teknologi Membran Nanohybrid

Majalah Farmasetika – Seiring bertambahnya kasus penyakit saraf dan mental di dunia, para peneliti terus mengembangkan metode diagnosis, monitoring, dan preventif dari kedua penyakit tersebut. Tercatat 15,6 juta orang Indonesia mengidap penyakit mental depresi, belum lagi penyakit saraf lainnya seperti parkinson. Diprediksi penderita Parkinson akan terus bertambah sebanyak 75 ribu kasus per tahun. Jumlah ini tidak akan menurun tanpa adanya pengembangan teknologi medis yang memadai.

Mengenal dopamin dan cara mendeteksinya

Istilah dopamin sering kali muncul dalam setiap pembahasan kedua penyakit ini. Kadar dopamin yang abnormal dalam tubuh memiliki andil dalam penyakit saraf dan mental. Karena itu, banyak peneliti yang mengembangkan metode pendeteksian kadar dopamin dalam tubuh manusia sebagai upaya untuk membantu proses diagnosis maupun monitoring penyakit saraf.

Dari sejumlah metode deteksi dopamin yang dikembangkan, metode elektrokimia merupakan metode yang cukup efektif. Kadar dopamin dapat dihitung dengan sensor elektrokimia yang telah dimodifikasi dengan membran teknologi nanohybrid.

Teknologi nanohybrid

Teknologi membrane nanohybrid  yang saat ini tengah dikembangkan untuk meningkatkan sensitifitas dan kemudahan penggunaan adalah membran “calcium stannate incorporated graphitic carbon nitride nanohybrid” (membrane CSO-gCN).

Penggunaan membran ini sebagai elektroda kerja memiliki kelebihan dibanding metode deteksi membran biasa yang tidak bisa menunjukkan kadar dopamin yang akurat akibat selektivitas dan sensitivitas yang buruk.  Efektivitas teknologi membrane nanohybrid untuk mendapatkan kadar dopamin yang akurat ini ditunjukkan oleh para peneliti dari Madurai Kamaraj University melalui pengujian sensitivitas dan selektivitas dari membran nanohybrid sebagai berikut:

Gambar diatas merupakan hasil pengujian sensitivitas dari membran nanohybrid  yang dilakukan dengan mencelupkan beberapa membran kedalam larutan dopamin berkonsentrasi rendah. Dengan metode elektrokimia cyclic voltammogram, terlihat dari Gambar tersebut bahwa membran nanohybrid yang ditunjukkan oleh pita ungu memiliki puncak arus yang paling tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa membran nanohybrid dapat mendeteksi dan menguantifikasi kadar dopamin yang sangat rendah dalam tubuh manusia.

Selain dopamin, tubuh manusia memiliki banyak senyawa lain yang dapat mengganggu pengujian dopamin.  Oleh sebab itu, perlu dilakukan uji selektivitas untuk mengetahui gangguan yang mungkin mengintervensi kuantifikasi dopamin dan seberapa besar gangguannya.

Uji selektivitas ini dilakukan dengan menambahkan senyawa yang umum pada tubuh dengan konsentrasi 500 mM pada larutan dopamin berkonsentrasi 1 mM. Uji selektivitas menunjukkan penambahan senyawa lain dengan konsentrasi 500 kali lipat lebih banyak dari dopamin tidak menunjukkan gangguan yang terlalu berarti. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa membran nanohybrid  tidak akan terganggu dengan adanya senyawa lain sehingga hasil kuantifikasi dopamin akurat.

Pada pengujian membran ini, hasil selektivitas dan sensitivitas uji membran nanohybrid  lebih baik daripada uji membran konvensional dalam mengetahui kadar dopamin. Sayangnya  pengujian ini masih menggunakan sampel dopamin yang bukan langsung dari manusia, sehingga pengujian ini masih perlu dikembangkan.

Pengembangan yang perlu dilakukan adalah melakukan pengujian dengan menggunakan sampel dari tubuh manusia langsung sehingga kita dapat memastikan sensor ini bisa bekerja dengan baik.Namun hal ini tidak mengubah fakta bahwa membran nanohybrid ini memiliki potensi besar dalam penelitian bidang kesehatan saraf dan mental.

Sumber :

Vinoth, S., Ramaraj, R., & Pandikumar, A.2020. Facile synthesis of calcium stannate incorporated graphitic carbon nitride nanohybrid materials: A sensitive electrochemical sensor for determining dopamine. Materials Chemistry and Physics, 245, 122743