Penggunaan berlebihan antibiotik levofloxacin (LEV) menjadi perhatian serius dalam bidang kesehatan global, mengingat risiko peningkatan resistensi bakteri yang sulit dikendalikan serta dampak kesehatan lainnya. Dengan tingginya angka penggunaan antibiotik ini, muncul kebutuhan mendesak untuk metode deteksi yang dapat mengidentifikasi dan memantau keberadaan LEV dalam berbagai media secara akurat dan tepat waktu. Studi terbaru oleh tim peneliti dari UNAIR bekerja sama dengan peneliti dari ITB mengembangkan metode elektrokimia inovatif yang menggunakan sensor berbasis elektroda boron-doped diamond (BDD) dan elektroda yang telah dimodifikasi dengan material MXene (Ti₃C₂TX), yang dikenal sebagai BDD-MXene, untuk mendeteksi LEV pada tingkat yang sangat sensitif.
Peneliti melakukan deposisi MXene pada permukaan BDD, dan keberhasilan deposisi ini dikonfirmasi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil pemindaian menunjukkan lapisan MXene terfungsionalisasi dengan baik pada permukaan BDD, memberikan sifat unik pada elektroda yang telah dimodifikasi. Langkah selanjutnya melibatkan penerapan metode voltammetri untuk mengukur respons elektrokimia dari kedua elektroda berhasil mendeteksi keberadaan molekul LEV. Kedua teknik ini memungkinkan peneliti memantau perubahan arus listrik yang dihasilkan saat LEV berinteraksi dengan elektroda, yang kemudian digunakan untuk menentukan konsentrasi LEV secara akurat.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa elektroda BDD murni dan elektroda BDD-MXene memiliki respons linear terhadap LEV dalam rentang konsentrasi 30 hingga 100 μM. Pengujian lebih lanjut menunjukkan bahwa batas deteksi (LOD) dan batas kuantifikasi (LOQ) untuk BDD murni masing-masing adalah 1,0 × 10⁻⁶ M dan 3,37 × 10⁻⁶ M, sementara elektroda BDD-MXene yang dimodifikasi memiliki batas deteksi lebih rendah, yaitu 3,9 × 10⁻⁷ M untuk LOD dan 1,3 × 10⁻⁶ M untuk LOQ. Ini menunjukkan bahwa penambahan MXene pada BDD meningkatkan sensitivitas deteksi LEV, menjadikan BDD-MXene sebagai elektroda yang lebih unggul dalam mendeteksi LEV pada konsentrasi rendah.
Selain kemampuan deteksi yang tinggi, elektroda BDD dan BDD-MXene menunjukkan selektivitas yang baik saat diuji dengan senyawa lain, seperti glukosa dan antibiotik fluoroquinolon lain seperti ciprofloxacin. Hal ini penting mengingat banyaknya kontaminan dalam sampel nyata yang dapat mengganggu hasil pengukuran, sehingga kemampuan selektif dari elektroda BDD-MXene menunjukkan potensi aplikasi praktis yang kuat. Untuk menguji efektivitas sensor dalam lingkungan nyata, peneliti menerapkannya pada sampel air limbah. Hasil pengujian menunjukkan Tingkat akurasi yang tinggi, dengan elektroda BDD mencapai 92,96% dan BDD-MXene mencapai 101,29%. Nilai akurasi ini mengindikasikan bahwa kedua elektroda mampu mendeteksi LEV dengan akurasi tinggi bahkan dalam kondisi lingkungan yang kompleks. Dalam keseluruhan studi ini, baik BDD murni maupun BDD-MXene menunjukkan keakuratan tinggi dengan koefisien variasi (%RSD) kurang dari 5%, memastikan hasil pengukuran yang konsisten dan presisi. Temuan ini menawarkan solusi yang menjanjikan untuk kebutuhan mendesak dalam pemantauan antibiotik di lingkungan dan potensi aplikasi klinis, mengingat peran pentingnya dalam mengendalikan penyebaran resistensi antibiotik yang berbahaya.
Penulis: Prastika Krisma Jiwanti, S.Si., M.Sc.Eng., Ph.D.
Link: https://www.jfda-online.com/journal/vol32/iss3/7/.
Baca juga: Kemajuan Sensor Elektrokimia Berbasis Karbon dalam Deteksi Theophylline
