RANGKUMAN JURNAL KIMIA


PENGARUH MASSA ORGANOFOSFAT HIDROLASE DAN LUAS ELEKTRODA TERHADAP KINERJA BIOSENSOR KONDUKTOMETRI UNTUK MENDETEKSI RESIDU PESTISIDA KLORPIRIFOS DAN PROFENOFOS BERBASIS SPCE-KITOSAN

Biosensor konduktometri dapat digunakan untuk mendeteksi organofosfat klorpirifos dan profenofos pada pestisida, klorpirifos dan profenofos adalah  senyawa kimia pada pestisida  untuk mengendalikan serangga atau hama pada hasil pertanian khususnya sayuran dan buah-buahan.pada penggunaan pestisida  dapat meninggalkan residu yang dapat membahayakan kesehatan . sedangkan  Standart Nasional Indonesia (SNI) menetapkan batas maksimum residu (BMR) pestisida pada hasil pertanian, yaitu 0,05 mg/kg – 0,5 mg/kg untuk residu profenofos, dan 0,05 mg/kg – 0,1 mg/kg untuk residu klorpirifos .

Untuk mengontrol kadar pestisida dalam sayuran dan buah-buahan, dibutuhkan metode standar yang digunakan untuk menentukan kadar pestisida yaitu metode kromatografi yang meliputi kromatografi gas (GC) dan kromatografi cair tekanan tinggi (KCKT). Metode standar tersebut mampu mendeteksi kadar pestisida dengan batas deteksi yang masih lebih besar dari BMR yang diijinkan [3,4,5]. Dengan demikian diperlukan metoda yang lebih sensitif. Biosensor diharapkan dapat mendeteksi kadar residu pestisida secara lebih sensitif karena kerja biosensor lebih selektif. Biosensor konduktometri  untuk mendeteksi pestisida telah dikembngkan secara konduktometri dan amperometri.

Kinerja biosensor secara umum dipengaruhi oleh pH, massa enzim, metode amobilisasi, dan luas elektroda kerja.

Untuk mengetahui pengaruh massa OPH & luas elektroda terhadap kinerja biosensor konduktometri maka dilakukan sebuah penelitian yaitu:

Bahan–bahan yang digunakan adalah enzim organofosfat hidrolase dengan konsentrasi 5666 μg/mL (massa 142 μg) dan 7089 μg/mL (massa 177 μg) hasil isolasi dari bakteri Pseudomonas putida, pestisida organofosfat profenofos (Curacron) dan klorpirifos (Dursban), padatan tris(hidroksimetil) aminometan, kitosan, larutan asam asetat glacial 99,7%, akuades, larutan glutaraldehid 25%

Alat–alat yang digunakan antara lain peralatan gelas umum, pH meter (Schoot-Gerate tipe cg 820), neraca analitik (Ohaus), magnetic stirer, diazinon meter, oven (Memmert), pipet, mikro (Accumax pro), microplate, refrigerator, dan elektroda Screen Printed Carbon (SPCE) dengan luas 3 mm2 , 5 mm2 , dan 7 mm2 .



Amobilisasi Organofosfat Hidrolase
Screen Printed Carbon Electrode dibuat dengan luas permukaan (1 x 3) mm2; (1 x 5)mm2; dan (1 x 7) mm2. Kemudian, sebanyak 10 μL larutan kitosan dilapiskan pada masing-masing elektroda dan dikeringkan selama kurang lebih 30 menit pada temperature kira-kira 50°C. Setelah kering, elektroda dilapisi dengan enzim organofosfat hidrolase dengan konsentrasi 5666 μg/mL sebanyak 25 μL (142 μg) dan glutaraldehid 0,5% sebanyak 10 μL, lalu dikeringkan dalam refrigerator selama 24 jam. Dilakukan tahapan yang sama untuk enzim organofosfat hidrolase dengan konsentrasi 7089 μg/mL (177 μg).

Pengukuran dan Optimasi Biosensor Konduktometri Organofosfat

Elektroda karbon yang tidak dilapisi dengan kitosan, enzim Organofosfat hidrolase, dan glutaraldehid 0,5% dihubungan pada kutub positif biosensor konduktometer. Selanjutnya elektroda kerja enzim OPH 142 μg dengan luas permukaan (1 x 3) mm2 dihubungkan padakutub negatif biosensor konduktometer. Jarak antar elektroda diatur kurang lebih 0,1 cm. Kemudian elektroda dicelupkan ke dalam masing-masing konsentrasi larutan uji profenofos dan klorpirifos secara bergantian. Diukur daya hantar masing-masing larutan uji organofosfat menggunakan biosensor konduktometer. Pengukuran ini dicatat setiap 10 detik (selama 1 siklus). Pengukuran diulang masing-masing 5 kali dengan elektroda baru. Lalu dibuat kurva hubungan daya hantar terhadap konsentrasi organofosfat. Dilakukan prosedur yang sama untuk luas permukaan elektroda lainnya dan enzim dengan massa 177 μg.

Pengaruh Massa Organofosfat hidrolase terhadap Kinerja Biosensor Konduktometri

Berdasarkan data hasil penelitian sesuai prosedur diperoleh kurva hubungan antara massa OPH dengan kepekaan biosensor pada Gambar  dibawah. Kepekaan yang lebih besar dihasilkan oleh OPH dengan massa 177 μg yaitu sebesar 1,18 μS/ppm (klorpirifos) dan 1,29 μS/ppm (profenofos). Kepekaan sebanding dengan massa OPH yang diamobilkan pada elektroda. Berdasarkan persamaan Michaelis – Menten menunjukkan bahwa kecepatan reaksi dipengaruhi langsung oleh massa enzim.


  • Gambar hubungan massa enzim organofosfat hidrolase terhadap kepekaan biosensor.

Pengaruh Luas Permukaan Elektroda terhadap Kinerja Biosensor Konduktometri

Berdasarkan data dari penentuan pengaruh massa enzim OPH terhadap kinerja enzim, kepekaan yang dihasilkan biosensor masih relatif kecil. Hal ini disebabkan massa enzim OPH yang digunakan belum cukup menghidrolisis substrat dalam konsentrasi yang besar, sehingga pada penentuan luas permukaan elektroda terhadap kinerja biosensor digunakan konsentrasi substrat yang lebih kecil yaitu 0 – 0,1 ppm. Pada teori hubungan antara daya hantar dan luas permukaan bahwa luas permukaan elektroda berbanding lurus dengan daya hantar.

 


  • Hubungan luas elektroda dengan kepekaan biosensor menggunakan massa OPH 177 μg.
 
Penurunan kepekaan biosensor dengan luas elektroda 7 mm2 disebabkan ketidak merataan enzim pada permukaan elektroda. Dibandingkan dengan luas permukaan 3 dan 5 mm2, konsentrasi ion H+ lebih sedikit berdifusi ke permukaan biosensor dengan luas elekroda7 mm2. Hal ini dikarenakan, banyaknya massa enzim teramobilkan pada biosensor denganluas elektroda 7 mm2 tidak mencukupi untuk mengubah substrat menjadi produk. Dengandemikian, pengaruh luas permukaan terhadap kinerja biosensor mengacu pada kepekaan yang ditunjukkan oleh biosensor dengan luas permukaan 5 mm2 yang merupakan luas permukaanoptimum untuk menentukan batas deteksi biosensor pada penelitian ini.

  • Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, massa enzim OPH dan luas elektroda berpengaruh terhadap kinerja biosensor konduktometri. Hasil penelitian menunjukkan kinerja biosensor optimum dihasilkan oleh massa enzim sebanyak 177 μg dengan luas biosensor sebesar 5 mm2 . Biosensor konduktometri dapat digunakan untuk mendeteksi organofosfat klorpirifos dan profenofos pada kisaran konsentrasi 0 – 0,1 ppm dengan kepekaan untuk masing-masing organofosfat berturut-turut 93 μS/ppm dan 174 μS/ppm. Batas deteksi yang didapatkan untuk klorpirifos yaitu 0,05 ppm dan untuk profenofos yaitu 0,04 ppm.

DAFTAR PUSTAKA
  1. Atmawidjaja, Sudana., Daryono H. Tjahjono Dan Rudiyanto, 2004, PengaruhPerlakuan Terhadap Kadar Residu Pestisida Metidation Pada Tomat, ActaPharmaceutica Indonesia, Vol. Xxix, No. 2
  2. Badan Standarisasi Nasional, 2008, Batas Maksimum Residu Pestisida Pada HasilPertanian, Badan Standarisasi Nasional Indonesia, Jakarta.
  3. Azis, Thamrin., 2012, Desain Dan Karakterisasi Biosensor Berbasis ImmobilisasiEnzim Untuk Analisis Residu Pestisida Diazinon Dalam Tanaman Kubis (BrassicaOleracea), Paradigma, Vol 16 No.1, Hal: 57-66
  4. Zein, Rahmiana., Nurhamidah, Edison Munaf, Dan Hamzar Suyani, 2011, PenentuanImidakloprid, Profenofos Dan Deltametrin Sebagai Residu Pestisida Pada Buah CabeSecara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi, Universitas Andalas, Padang.
  5. Muflihah, 2004. Analisis Residu Diazinon Dan Klorpirifos Menggunakan KromatografiGas. Tesis. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
  6. Paliwal, S, 2008. Development of Enzyme Based Biosensor for the Detection ofOrganophosphate Neurotoxins. Disertasi. Materials engineering, Auburn University,Auburn.
  7. Eggins, B., 2002, Chemical Sensors and Biosensors, John Wiley & Sons, Chichester.
  8. Prayoga, Indrajid, 2013, Pembuatan Dan Karakterisasi Biosensor DiazinonMenggunakan Organofosfat Hidrolase Yang Diamobilkan Pada Spce YangDimodifikasi Dengan Bsa-Glutaraldehida, Tesis, Jurusan Kimia Universitas Brawijaya,Malang.
  9. Prayoga, I., 2012, Pengaruh Konsentrasi Glutaraldehida yang Ditambahkan padaMembran Kitosan Terhadap Kinerja Biosensor Konduktometri Diazinon, Skripsi,Universitas Brawijaya, Malang.
  10. Palmer, T., 1991, Understanding Enzymes 3rd Edition, Ellis Horwood Ltd., English.
  11. Monica, Athitya D.N., 2007, Studi Aktivitas Spesifik Selulase dari LactobacillusCollinoides yang dimurnikan dengan Pengendapan Bertingkat Amonium Sulfat, Skripsi,Universitas Brawijaya, Malang.
  12. Isvani, N.K., 2013, Pembuatan Biosensor Diazinon Menggunakn Alkaline Fosfatase diPermukaan Screen Printed Carbon Electrode (SPCE)-Kitosan, Skripsi, Jurusan KimiaUniversitas Brawijaya, Malang.
http://www.atep-afia.net/2015/09/tugas-m5-kpli-kk.html

Komentar

Posting Komentar