Dopamin (DA) dan asam askorbat (AA) adalah senyawa yang memainkan peran potensial dalam metabolisme manusia. Dopamin adalah salah satu katekolamin alami yang berperan sebagai neurotransmitter di jaringan otak mamalia dan cairan biologis, serta memainkan peran yang sangat penting dalam sistem saraf pusat. Konsentrasi abnormal DA dapat dikaitkan dengan indikasi beberapa penyakit, seperti penyakit parkinson, skizofrenia, dan infeksi HIV. Asam askorbat terdapat dalam sediaan multivitamin, yang umumnya digunakan sebagai suplemen asupan makanan manusia. Asam askorbat diketahui berperan dalam reaksi hidroksilasi pada pembentukan dopamin. Di sini AA bertindak sebagai kofaktor. Kelebihan AA diekskresikan lewat urin demikian pula dopamin, oleh karena itu dopamin dapat ditemukan dalam urin secara bersamaan dengan keberadaan AA.
Studi klinis menunjukkan bahwa kandungan AA dalam matriks biologis dapat digunakan untuk menilai stres oksidatif yang berlebihan telah dikaitkan dengan kanker, diabetes melitus, dan penyakit hati. Namun, terlalu sulit untuk menentukan campuran DA dan AA dalam matriks biologis. Meskipun mereka memiliki aktivitas elektrokimia yang sangat kuat, akan tetapi sangat sulit untuk menentukan DA secara akurat karena adanya interferensi AA secara in vivo yang memiliki potensial oksidasi yang serupa dengan DA. Aktivitas elektrokimia yang sangat kuat dari dopamin menghasilkan dopamin-o-quinon sebagai produk oksidasi. Beberapa peneliti menyebutkan dalam cairan ekstraseluler sistem saraf pusat, DA hanya ada pada kisaran 0,01-1 μM, sedangkan konsentrasi AA sangat tinggi berkisar 100-500 μM. Menurut Gopalan et al (2007) biasanya jangkauan kerja konsentrasi dopamin dari 10-8 hingga 10-6 M, tetapi jangkauan kerja konsentrasi AA dalam sistem biologi mencapai 10-4 M. Konsentrasi dopamin (<100 nM), dengan keberadaan AA sebesar 1000 kali lipat dari DA berkisar 100-500 μM. Akibat dari konsentrasi DA dan AA dalam sampel biologis bervariasi dari spesies satu ke spesies lain dalam jangkauan kerja yang sangat luas dari 10-7 M sampai 10-3 M maka sensitivitas dan selektivitas penting dalam pengembangan deteksi simultan campuran DA dan AA.
Berbagai metode analisis yang digunakan untuk analisis DA dan AA telah banyak dikembangkan, antara lain yaitu kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC), electrospray kromatografi cair-tandem spektrometri massa (LC/MS/MS), metode spektrometri menggunakan sistem mikrofluida, metode HPLC-MS. Semua metode ini memerlukan pengendalian suhu, pemisahan, dan sistem deteksi spektrofotometri atau listrik. Baru-baru ini, pengembangan sensor voltammetri banyak digunakan untuk penentuan simultan DA dan AA. Namun, sangat sulit menentukan DA, dan AA secara simultan pada elektroda tanpa modifikasi.
Keterbatasan elektroda tanpa modifikasi karena potensial yang sangat tinggi sehingga menghasilkan selektivitas rendah, dan sensitivitas serta keberulangan yang buruk. Selain itu, potensial puncak oksidasi DA dan AA yang berdampingan dengan DA dalam cairan biologis diperoleh respon potensial puncak oksidasi DA dan AA yang tumpang tindih, sehingga didapat selektivitas dan keberulangan yang buruk. Di sisi lain, DA teroksidasi akan mengkatalisis oksidasi AA, yang menghasilkan puncak tunggal dan luas untuk kedua analit, hal tersebut perlu dieliminasi untuk penentuan DA yang tepat. Dengan demikian, penentuan puncak DA dan AA secara selektif menjadi tujuan utama penelitian elektroanalitik.
Pendekatan modifikasi elektroda telah dilakukan untuk memisahkan potensial puncak DA dan AA yaitu modifikasi permukaan elektroda dengan elektropolimerisasi merupakan cara efektif untuk meningkatkan aktivitas katalitik sensor elektrokimia sehingga didapat arus puncak tinggi. Polimer konduktif telah menarik perhatian selama dekade terakhir karena konduktivitas listrik yang baik. Contoh polimer konduktif yang dapat berinteraksi dengan nanopartikel logam membentuk kompleks yang stabil yaitu heteroatom seperti nitrogen, sulfur dan amino misalnya polianilin, polipirol, dan polimelamin. Melamin adalah basa organik dengan cincin triazin yang dapat dipolimerisasi sehingga dihasilkan polimelamin yang digunakan sebagai modifier elektroda untuk deteksi dopamin yang memiliki gugus amina.
Beberapa tahun terakhir nanopartikel logam telah mendapat perhatian besar karena penerapannya yang luas di bidang sensor. Nanopartikel logam terutama nanopartikel emas (AuNPs) dapat meningkatkan konduktivitas, memudahkan transfer elektron dan memperbaiki limit deteksi elektroda. Selain itu AuNPs memiliki aktivitas katalitik yang baik serta luas permukaan besar yang efektif dalam analisis elektrokimia. Elektrodeposisi merupakan metode sintesis alternatif nanopartikel emas secara elektrokimia yang memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sintesis kimia karena waktu cepat, lebih mudah dikontrol, didapat partikel-partikel dengan kemurnian yang tinggi, dan ukuran partikel dapat terdistribusi merata pada permukaan elektroda.
Baru-baru ini, polimer dan nanopartikel logam telah digunakan sebagai modifikasi elektroda karena polimer dapat menjadi matriks host yang ideal untuk nanopartikel emas karena ia memiliki aliran muatan elektronik yang elastis melalui matriks polimer dalam proses elektrokimia. Adanya amina dalam material karbon dapat mencegah agregasi, serta memberikan biokompatibilitas yang tinggi. Sedangkan, adanya AuNPs dalam polimelamin dapat mengamplifikasi sinyal. Elektropolimerisasi polimelamin sudah dilaporkan oleh untuk deteksi dopamin dengan batas deteksi 10 nM. Harsini dkk (2020) telah melakukan penelitian analisis dopamine menggunakan pasta karbon nanopori (CPE)/polimelamin(PM)/ nanopartikel emas (AuNPs) dengan limit deteksi 0,1785 μM, akan tetapi belum dilakukan analisis senyawa pengganggu yang ada bersama-sama dengan DA dalam matriks biologis, salah satunya yaitu AA. Konsentrasi AA pada sampel biologis relatif lebih tinggi daripada DA, sehingga selektivitas dan sensitivitas penting dalam pembuatan sensor voltammetri. Skema 1 adalah ilustrasi skematik proses pelapisan PM dan AuNPs pada permukaan elektroda CPE secara elektropolimerisasi dan elektro deposisi serta kondisinya.
Pada penelitian ini dilakukan analisis campuran DA dan AA menggunakan modifikasi pasta karbon nanopori (CPE)/ polimelamin(PM) /nanopartikel emas (AuNPs) secara voltammetri. Metode voltammetri memiliki kelebihan selektivitas dan sensitivitas tinggi, kompak, serta efisien. Modifikasi pasta karbon dengan polimelamin dan nanopartikel emas diharapkan menghasilkan elektroda yang mempunyai selektivitas tinggi, sensitivitas yang lebih tinggi atau batas deteksi yang lebih rendah dalam analisis secara simultan campuran DA dan AA. Hasil penelitian menunjukkan voltammogram pulsa diferensial (DPV) DA dan AA memberikan arus puncak padapotensialyang berbeda.
Penggunaan elektroda pada analisis DA dan AA dalam urin terlihat pada Tabel 1. Recovery dari sampel campuran dopamin dan AA yang di-spike adalah 98,86% dan 98,28%. Hal ini mengindikasikan bahwa elektroda AuNPs/PM/CPE yang digunakan sebagai sensor dopamin dan AA telah sukses diaplikasikan.
Kesimpulan dari hasil penelitian adalah: analisis simultan campuran DA dan AA dapat terpisah dengan baik terjadi pada pH 3. Metode ini mempunyai validasi yang baik dengan limit deteksi DA dan AA yaitu 0,1405 µM dan 0,2187 µM, Metode ini membuktikan bahwa elektroda AuNPs/PM/CPE dapat diaplikasikan pada sampel urin bayi dengan akurasi yang baik.
Penulis: Muji Harsini, Afaf Baktir dan Satya Candra Wibawa Sakti
