Inspiration, MICE

Mendeteksi Infeksi dalam 15 Menit, Tes Berbasis Graphene Oxide

ShareBiosensor atau perangat optik mendeteksi infeksi dan hasilnya diketahui dalam 15 menit. Tes perangkat atau biosensor dilakukan dengan basis graphene oxide. Bagaimana...

Written by Rayendra L. Toruan · 2 min read >
Mendeteksi Infeksi

Biosensor atau perangat optik mendeteksi infeksi dan hasilnya diketahui dalam 15 menit. Tes perangkat atau biosensor dilakukan dengan basis graphene oxide. Bagaimana jika suatu penyakit salah dalam pembuatan diagnosis dan resep dari dokter tidak dibutuhkan oleh pasien? 

Mendeteksi Infeksi
Peneliti Fraunhofer sedang mengembangkan biosensor berbasis graphene oxide untuk mendeteksi infeksi bakteri dan virus selama 15 menit. Mendeteksi infeksi dalam 15 menit (Foto/:© Fraunhofer IZM)

Kabar gembira dirilis oleh para peneliti di Institut Fraunhofer khusus yang menangani Keandalan dan Integrasi Mikro IZM, bekerja sama dengan pelaku industri dan perawatan kesehatan. 

Mendeteksi Infeksi

Tim ahli mengembangkan platform sensor berbasis graphene oxide yang bertujuan untuk mendeteksi infeksi akut seperti sepsis atau antibodi terhadap pandemi #Coronavirus yang hasilnya diketahui dalam 15 menit.

Perkembanan dan situasi dunia yang disebabkan oleh COVID-19 hingga saat ini justru menggarisbawahi pentingnya penemuan cara mendeteksi infeksi. Cara itu dilakukan dalam waktu cepat dan akurat sehingga ditemukan cara pencegahan penyebaran lebih lanjut. 

Para ahli kesehatan menyebutkan bahwa sekarang ini, adanya gejala memberikan petunjuk yang membantu untuk melakukan diagnosis infeksi virus atau bakteri. 

Akan tetapi, beragam infeksi memiliki gejala yang nyaris sama sehingga tanda-tanda itu bisa saja  salah dibaca yang menyebabkan diagnosis penyakit pun salah. 

Tes darah pasien memberikan kepastian, namun hasil laboratorium yang diresepkan oleh dokter bakal berpengaruh. Pada saat hasil uji laboratorium diperoleh, dokter justru sering membuat resep antibiotik yang mungkin justru tidak diperlukan oleh seorang pasien. 

Penemuan tim peneliti ini menjanjikan suatu harapan. Graphene oxide merupakan bentuk graphene yang mencakup gugus fungsi oksigen, dan memiliki sifat yang berbeda dari graphene. 

Dengan mereduksi graphene oxcide, gugus fungsi teroksidasi ini dihilangkan, untuk mendapatkan bahan graphene. Sementara itu, peran biosensor optik yakni perangkat yang menggunakan prinsip pengukuran optik seperti fluoresensi, penyerap, dan lain-lain. 

Tindakan fluoresensi dan penyerap digunakan dalam serat optik dan optoelektronik transduser. Menurut para ahli penggunaan biosensor optik cukup aman untuk penginderaan jarak jauh dan tidak menggunakan bahan listrik.

Peneliti menggunakan satu tetes darah untuk bahan diagnosis. Selanjutnya, para peneliti  Fraunhofer IZM yang bekerja di Berlin, Jerman, melakukan serangkaian pendalaman melalui proyek Graph-POC sejak April 2018 hingga sekarang.

Tim ahli menggunakan platform sensor berbasis graphene oxide untuk mengatasi kendala agar dapat mendiagnosis infeksi dalam waktu relatif singkat. Tim peneliti membutuhkan setetes darah atau air liur (pasien) untuk melakukan analisis yang akurat. 

Selang belasan menit kemudian, setelah tetesan darah diterapkan ke permukaan sensor, sinyal listrik menyampaikan hasil tes ke tempat praktik dokter yang menangani pasien. 

Tes cepat ini memberikan kepastian dalam waktu 15 menit untuk menggantikan cara kerja pada pemeriksaan darah yang demikian berlarut-larut di laboratorium. 

Cara ini menghilangkan kesalahan dan dugaan dari diagnosis sehingga dokter dapat meresepkan pengobatan yang tepat atau antibiotik yang sesuai kondisi pasien.

Tes juga disiapkan untuk mendeteksi antibodi yang sudah digunakan dan setelah pasien sembuh dari infeksi. 

Tim peneliti Fraunhofer IZM berfokus pada aplikasi ini untuk mendeteksi infeksi sebelumnya dengan virus COVID-19, yang dapat membantu upaya untuk melacak bagaimana infeksi itu tersebar. 

Tubuh manusia membentuk molekul atau protein yang disebut biomarker sebagai respons terhadap infeksi. Menangkap molekul yang ditempatkan di permukaan sensor berbasis graphene oxide untuk mendeteksi biomarker. 

Pengukuran diferensial dari konsentrasi biomarker menentukan apakah ada infeksi. Tim peneliti membuat struktur 3D untuk memperbesar permukaan pengukuran.

Fitur platform sensor yang paling luar biasa adalah bahan dasarnya. Kelebihannya adalah penghantar listrik dan biokompatibel, dan graphene oxide merupakan alat deteksi yang sangat andal. Sampai saat ini, cara itu  digunakan di mikroelektronika dalam bentuk aslinya yakni lapisan tunggal 2D.

Tim peneliti Fraunhofer IZM menerapkannya dalam struktur 3D berupa serpihan. Dengan bentuk 3D dapat meningkatkan pengukuran dan akurasi pengukuran permukaan.

Manuel Bäuscher, ilmuwan di Fraunhofer IZM merangkap manajer sub-proyek Graph-POC, melihat prospek besar pada masa depan meliputi sensor graphene oxide.

“Kami dapat berputar dari bidang medis saat ini dan juga mengembangkan ke arah titik kebutuhan yaitu, menuju teknologi lingkungan dan deteksi dampak lingkungan. Penanganan korona virus adalah prioritas utama kami,”  ujar Manuel Bäuscher ilmuwan dari Fraunhofer IZM itu.

Lapisan dalam 3D serpihan graphene oxide dan sensitivitas yang ditingkatkan juga membuka pintu untuk aplikasi lebih lanjut. Misalnya, dapat mendeteksi gas berbahaya seperti karbon monoksida atau aseton bahkan pada suhu kamar. 

Gas-gas tersebut di atas harus terlebih dahulu dipanaskan untuk memicu reaksi permukaan yang dapat dideteksi oleh sensor saat. Sensor graphene oxide bereaksi pada suhu yang lebih rendah ketika oksida logam terikat dengan permukaan sensitifnya.

Peneliti meningkatkan proses produksi yang dapat digunakan oleh para pelaku manufaktur dengan produksi massal. Mereka ingin menerapkan lapisan graphene oxide pada tingkat wafer sehingga ratusan chip dapat diproses sekaligus.

Sensor berbasis graphene oxide harus diintegrasikan ke dalam pembawa plastik dan keandalan sistem yang harus diuji sebelum tes cepat dapat diterapkan. 

Meskipun proyek asli untuk mendeteksi infeksi dijadwalkan berjalan hingga musim semi 2021, para peneliti yakin dapat memverifikasi sensor untuk virus corona dalam waktu lebih cepat. 

Proyek penelitian dan pengembanan yang digarap Bersama seperti Charité, Aptarion Biotech AG, Technische Universität Berlin, MicroDiscovery GmbH, alpha-board GmbH, dan Fraunhofer IZM. Proyek Graph-POC didanai oleh Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Jerman.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *