Aflatoksin B1 (AFB1) merupakan salah satu mikotoksin paling beracun yang dihasilkan oleh jamur, dengan sifat karsinogenik dan hepatotoksik yang menyebabkan sekitar 500.000 kasus kanker hati setiap tahun di seluruh dunia. Berbagai metode deteksi mikotoksin telah dikembangkan, seperti molecularly imprinted polymers (MIP), kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC), dan kromatografi lapis tipis (TLC). Namun, teknik-teknik tersebut memiliki keterbatasan dalam hal biaya, kompleksitas, dan kemampuan deteksi secara real-time.
Teknologi Surface Plasmon Resonance (SPR) muncul sebagai alternatif yang menjanjikan karena kemampuannya mendeteksi perubahan indeks bias pada antarmuka logam-dielektrik dengan sensitivitas tinggi (hingga 10鈦烩伕 RIU). Dalam konfigurasi Kretschmann, lapisan emas (Au) digunakan karena mendukung perambatan surface plasmon polariton dan tahan terhadap korosi, meskipun daya adsorpsi biomolekulnya terbatas. Oleh karena itu, diperlukan material tambahan untuk meningkatkan sensitivitas.
Salah satu material yang potensial adalah reduced graphene oxide (rGO), yang memiliki luas permukaan besar serta interaksi 蟺撓 dan gaya van der Waals yang meningkatkan kemampuan adsorpsi analit. Pengurangan gugus oksigen pada rGO menghasilkan jaringan karbon sp虏 dan cacat kekosongan yang berfungsi sebagai perangkap molekul analit. Beberapa studi sebelumnya menunjukkan bahwa penambahan lapisan rGO pada sensor berbasis emas dapat meningkatkan sensitivitas hingga sepuluh kali lipat dibandingkan graphene oxide (GO) biasa.
Dalam penelitian ini, digunakan sensor SPR berbasis prisma BK-7 dengan panjang gelombang 632 nm, karena kombinasi tersebut memberikan sensitivitas terbaik dibandingkan prisma atau panjang gelombang lain. Pendekatan ini diharapkan dapat menghasilkan sensor dengan sensitivitas tinggi dan resolusi rendah untuk mendeteksi konsentrasi aflatoksin B1 yang sangat kecil.
Metode dan Hasil
Penelitian ini menggunakan sensor Surface Plasmon Resonance (SPR) dalam konfigurasi Kretschmann, dengan prisma BK-7 yang dilapisi emas (50 nm) dan lapisan reduced graphene oxide (rGO) sebagai elemen pendeteksi. Lapisan emas dibuat menggunakan plasma sputtering, kemudian rGO diaplikasikan dengan teknik spin coating pada kecepatan 3000 rpm selama 30 detik. rGO diperoleh melalui proses reduksi graphene oxide menggunakan asam askorbat sebagai reduktor.
Sistem optik terdiri atas laser He揘e (632,8 nm), polarizer, dan fotodetektor Thorlabs untuk mengukur intensitas pantulan. Larutan aflatoksin B1 (08 ppm) dialirkan melalui flow cell di atas permukaan sensor. Parameter kinerja sensor yang diukur meliputi sensitivitas (derajat/RIU), linearitas (R虏), dan resolusi (ppm) berdasarkan pergeseran sudut resonansi terhadap perubahan indeks bias larutan.
Analisis SEM menunjukkan ketebalan rata-rata lapisan rGO sebesar 339 nm, dengan peningkatan kekasaran permukaan signifikan dibandingkan lapisan emas murni. Kurva SPR menunjukkan penurunan intensitas cahaya tajam pada sudut sekitar 50掳, menandakan terbentuknya resonansi permukaan. Pergeseran sudut resonansi meningkat seiring kenaikan konsentrasi aflatoksin B1, membuktikan kemampuan sensor mendeteksi perubahan indeks bias analit.
Sensor Au/rGO menunjukkan sensitivitas 700,39掳/RIU, linearitas R虏 = 0,9005, dan batas deteksi 0,6228 ppm. Peningkatan performa ini dikaitkan dengan interaksi 蟺撓 antara rGO dan aflatoksin B1 yang memperkuat adsorpsi molekul. Hasil ini menegaskan bahwa kombinasi Au/rGO secara signifikan meningkatkan sensitivitas dan akurasi sensor untuk deteksi mikotoksin pada konsentrasi rendah.
Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Retna Apsari, Syahidatun Na檌mah, Andi Hamim Zaidan, Samian, Masruroh, Sulaiman Wadi Harun, Norhana Arsad, Liaqat Ali, Tarek Mohamed. Enhanced surface plasmon resonance sensor performance using reduced graphene oxide (rGO) layers for aflatoxin detection
