Karena sifatnya yang luar biasa, CD telah mendapatkan perhatian yang signifikan di berbagai bidang. Khususnya, CD adalah pembawa biosensor serbaguna yang difasilitasi oleh modifikasi permukaan dan fleksibilitas kelarutan dalam air. Boron adalah dopan efektif yang didoping ke CD melalui ikatan kovalen. Doping boron pada CD (B-CDS) dapat meningkatkan sifat optik non-liniernya dibandingkan dengan CD. Doping belerang pada CD (S-CDs) secara signifikan meningkatkan hasil kuantum (QY), mencapai 25%, dengan ukuran rata-rata 1,1 nm. Keuntungan lainnya adalah stabilitasnya yang tinggi, toksisitasnya yang rendah, dan biokompatibilitasnya yang sangat baik. S-CD juga dapat meningkatkan kinetika transfer elektron dan interaksi koordinasi. Selain itu, s-CD menunjukkan sensitivitas, selektivitas, dan stabilitas pelepasan yang tinggi pada kisaran pH basa. Menambahkan dopan heteroatom, seperti nitrogen atau fosfor, juga meningkatkan selektivitas CD terhadap histamin, karena dopan dapat meningkatkan QY dan secara efektif menyesuaikan celah pita dan kerapatan elektron. Sumber dopan nitrogen (N) adalah asam nitrat (HNO3), sedangkan fosfor (P) berasal dari asam fosfat (H3PO4).
Doping nitrogen memiliki keunggulan fotostabilitas yang baik, sedangkan kelemahannya adalah tidak mampu bertahan terhadap ion logam, asam, atau basa. Karena kelemahan ini, campuran doping fosfor digunakan sebagai penyeimbang. CD doping nitrogen dan fosfor (NP-CD) dapat meningkatkan dispersi air dan sensitivitas tinggi bahkan pada konsentrasi rendah. Studi selektivitas diperlukan untuk mengidentifikasi efek matriks logam atau garam mineral deteksi histamin yang mungkin dikonsumsi dan terakumulasi pada ikan. Kehadiran garam anorganik dapat meminimalkan fotoluminesensi pada proses transfer elektron. Meskipun banyak jenis penelitian yang menjelaskan efek dopan boron, sulfur, nitrogen, dan fosfor serta pemanfaatannya pada CD, tidak ada yang menjelaskan efeknya sebagai kandidat deteksi histamin pada ikan. Dalam penelitian ini, kami meningkatkan efektivitas dopan pada CD dan menyelidiki bagaimana dopan dapat mendukung emisi CD yang sinergis dalam mendeteksi histamin (Skema 1).
Disintesis melalui pirolisis inti asam sitrat dengan dopan non-logam, menghasilkan struktur seperti graphene yang dikonfirmasi dan bola seragam dengan diameter kristal di bawah 3 nm BS-CD dan NP-CD. Sifat optik menunjukkan fluoresensi biru, dengan panjang gelombang emisi 280 nm (QY 0,08%) dan 420 nm (QY 1,72%) masing-masing untuk BS-CD dan NP-CD. Meskipun intensitas fluoresensi menurun karena komponen yang mengganggu, kedua CD menunjukkan selektivitas yang rendah terhadap histamin, dengan peningkatan intensitas kehadirannya. Khususnya, BS-CD menunjukkan kemampuan deteksi histamin yang unggul pada konsentrasi rendah 26,3 ppm dibandingkan dengan 42,8 ppm untuk NP-CD. Studi sitotoksisitas menunjukkan toksisitas yang rendah untuk kedua CD, menempatkan keduanya sebagai kandidat yang menjanjikan untuk pengembangan lebih lanjut sebagai pendeteksi histamin
Batas deteksi (LOD) merupakan parameter uji pembatas kemampuan suatu metode dalam mendeteksi jumlah analit paling sedikit. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi dan serapan BS-CDs-histamin dan NP-CDs-histamin berbanding lurus lurus, didukung dengan peningkatan intensitas. Persamaan regresi untuk BS-CD dan NP-CD ditentukan, dengan nilai 𝑟 masing-masing sebesar 0,9747 dan 𝑟 sebesar 0,9121. Persamaan BS-CD adalah 𝑦 = 0,0005𝑥 + 0,4, dan persamaan NP-CD adalah 𝑦 = 0,0007𝑥 + 0,2375. Nilai 𝑟 yang mendekati 1 menunjukkan korelasi linier antara konsentrasi (x) dan serapan (y). LOD yang dihitung untuk BS-CD adalah 26,32 ppm, sedangkan untuk NP-CD adalah 42,8 ppm. LOD merupakan konsentrasi lebih rendah yang dapat diukur dibandingkan histamin maksimum pada perikanan, yakni 50 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa BS-CDs dan NP-CDs dapat mendeteksi histamin pada konsentrasi minimum 26,3 dan 42,8 ppm.
Uji selektivitas menentukan senyawa atau komponen yang dianalisis secara selektif dan cermat terhadap keberadaan komponen lain dalam matriks sampel. Penyesuaian komponen pengganggu histamin BS-CDs dan histamin NP-CDs mempengaruhi selektivitas pada panjang gelombang emisi 420 nm. Intensitas fluoresensi histamin BS-CD dan histamin NP-CD menurun karena komponen yang mengganggu, menunjukkan rendahnya selektivitas BS-CD dan NP-CD untuk histamin.
Kesimpulan
Singkatnya, CD dopan ganda telah berhasil disintesis melalui pendekatan pirolisis untuk memproduksi BS-CD dan NP-CD, menghasilkan kristal bola seragam dengan diameter keduanya 2,6 nm. Pembentukan struktur mirip graphene pada CD dikonfirmasi oleh respons data Raman terhadap sifat optik bahan nano. Intensitas fluoresensi BS-CD dan NP-CD meningkat dengan adanya histamin. Lebih lanjut, LOD menunjukkan bahwa BS-CDs dan NP-CDs dapat mendeteksi histamin pada konsentrasi minimum 26,3 dan 42,8 ppm. Studi ini membuka peluang lebih lanjut pada CD yang dimodifikasi di bidang lain.
Penulis: Prof. Mochamad Zakki Fahmi, S.Si., M.Si., Ph.D.
Baca Juga: Urgensi Peningkatan Kemampuan Konversi Pengetahuan dan Perilaku Kerja di Kalangan Pustakawan
