Aflatoksin B1 (AFB1) merupakan senyawa yang sangat beracun dan dapat memberikan dampak buruk pada kesehatan manusia dan hewan, serta efek yang kurang baik lainnya. Oleh karena itu perlu standar yang ketat untuk membatasi paparan mikotoksin dari makanan tertentu. Dengan demikian, pengujian cepat menjadi penting untuk meningkatkan kemanan pangan dan kesehatan. Salah satu metode alternatif deteksi aflatoksin adalah mmetode optik berbasis sensor serat optik.
Penggunaan serat optik sebagai sensor mempunyai banyak kelebihan seperti memiliki tingkat sensitivitas yang tinggi, tidak bersentuhan langsung dengan sampel penelitian, serta mudah dihubungkan dengan sistem komunikasi data. Pada penelitian ini, digunakan serat mikro dengan diameter 17,1 碌m karena memiliki tingkat stabilitas yang baik dan sensitivitas tinggi untuk deteksi aflatoksin. Selain itu, grafena juga dimanfaatkan sebagai biomolekul karena termasuk molekul penyerap yang sangat baik.
Sumber emisi spontan yang teramplifikasi (ASE) yang memiliki rentang panjang gelombang 1510-1570 nm digunakan sebagai sumber cahaya. Sumber cahaya tersebut dikemudian disebarkan melalui serat mikro berlapis grafena sambil menganalisis perubahan intensitas luaran cahaya karena perubahan konsentrasi serta pergeseran panjang gelombang puncak cahaya karena perubahan indeks bias larutan menggunakan analisis spektrum optik (OSA) sebagai detekor. Parameter pada penelitian ini kemudian dianalisis untuk sensitivitas, stabilitas, serta resolusi untuk menunjukkan aplikasi praktis dalam memastikan keamanan pangan.
Metode dan Hasil
Serat mikro dibuat dari serat mode tunggal (SMF) dengan menggunakan teknik flame-brushing. Kemudian bagian serat yang telah diberikan perlakuan ditambahkan grafena sebagai pelapis untuk menggantikan cladding atau jaket dari serat yang telah terkelupas pada proses sebelumnya. Pelapisan grafena menggunakan teknik drop-casting karena merupakan teknik yang sederhana serta dapat diatur ketebalan lapisan yang diinginkan.
Setelah diperoleh serat optik terlapisi grafena, dilakukan set-up sensor berbasis serat optik yang telah terlapisi grafena untuk mendeteksi konsentrasi dari Aflatoksin B1. Dalam set-up tersebut, salah satu ujung serat mikro dihubungan ke sumber cahaya (ASE), sedangkan ujung lainnya dihubungkan ke penganalisis spektrum optik (OSA) untuk menghasilkan output pengukuran. Selama percobaan, probe sensor serat mikro terlapisi grafena direndam dalam larutan aflatoksin B1 dengan konsentrasi 1-10 ppm.
Pada penelitian ini, peneliti melakukan perbandingan sensor serat optik tanpa grafena dan serat optik terlapisi grafena untuk membandingkan sensitivitas sensor dalam deteksi aflatoksin B1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa saat konsentrasi meningkat, intensitas transmisi dari sensor tanpa grafena dan terlapisi grafena menunjukkan pergeseran transmitansi ke panjang gelombang yang lebih panjang. Sensitivitas juga meningkat dari 0m129 dBm/ppm menjadi 0,187 dBm/ppm, serta peningkatan resolusi sensor dari 0,17 ppm menjadi 0,037 ppm. Peningkatan sensitivitas dan resolusi pada sensor serat mikro terlapisi grafena terjadi karena grafena berinteraksi seperti penumpukan ikatan 蟺 yang difasilitasi struktur aromatik planar dari grafena. Mekanisme ini mengakibatkan grafena dapat melakukan penyerapan interaksi terhadap aflatoksin B1.
Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Imasda Rahmatulloh, Retna Apsari, Syahidatun Na檌mah, Tahta Amrillah, Samian, Dyah Hikmawati, Masruroh, Hendra Susanto, M. Yasin, Sulaiman Wadi Harun.
