J. Pijar MIPA, Vol. 14 No. 3, November 2019:184-188 ISSN 1907-1744 (Cetak) DOI: 10.29303/ jpm.v14.i3.1338 ISSN 2410-1500 (Online) 184 AN AMPEROMETRIC BIOSENSOR FOR HG(II) BASED ON UREASE/ALGINATE–CHITOSAN MEMBRANE MODIFIED SCREEN PRINTED CARBON ELECTRODE Rochmad Kris Sanjaya 1 , Nurul Ismillayli 2 , Dhony Hermanto 2* , 1 Program Studi Farmasi , Fakultas Ilmu Kesehatan, Universitas Kadiri, Kediri–Jawa Timur, Indonesia 2 Program Studi Kimia , Fakultas MIPA, Universitas Mataram, Mataram–Nusa Tenggara Barat, Indonesia *Email: dhony.hermanto@unram.ac.id Diterima: 28 Agustus 2019. Disetujui: 28 September 2019. Dipublikasikan: 30 September 2019 Abstract: A screen-printed three-electrode system is fabricated to prepare a novel screen-printed biosensor for rapid determination of Hg(II) in aqueous solution. The amperometric biosensor is prepared by entrapping urease in alginate–chitosan membrane to modify the screen-printed carbon electrode. The urease/alginate–chitosan membrane for Hg(II) had optimum measurement conditions at work potential of -0.15 V, pH of 7, urea concentration of 75 mM, response time of 8 seconds, inhibition time of 7 minutes and temperature of 25 °C. The resulted biosensor characteristic were found to have the range concentration of Hg(II) ion between 40-90 ppb with the detection limit I 10% was 66.45 ppb, the coefficient of variance (Cv) was 0.8%, and reactivation was 5 times reuse. Keywords : Amperometric biosensor, Urease/alginate–chitosan membrane, Screen- printed carbon electrode Abstrak: Sistem screen-printed tiga elektroda dibuat sebagai screen-printed biosensor dalam penentuan Hg(II) dalam larutan secara langsung. Biosensor amperometri dipreparasi dengan penjerapan urease pada membran alginat–kitosan untuk memodifikasi screen-printed elektroda karbon. Pada urease/alginate–chitosan untuk penentuan Hg(II) memiliki kondisi optimum pengukuran pada potensial kerja -0,15 V, pH 7, konsentrasi urea 75 mM, waktu respon 8 detik, waktu inhibisi 7 menit dan suhu 25 °C. Hasil karakterisasi biosensornya yaitu range konsentrasi ion Hg(II) antara 40–90 ppb dengan batas deteksi I 10% adalah 66.45 ppb dan koefisien variansi (Kv) sebesar 0,8%, serta reaktivasi pemakaian ulang sebanyak 5 kali. Kata Kunci : Biosensor amperometri, Urease/alginat–kitosan membran, Screen- printed elektroda karbon PENDAHULUAN Merkuri (Hg) merupakan salah satu jenis logam berat yang berpotensi sebagai pencemar lingkungan dan sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Informasi yang cepat dan akurat mengenai kandungan Hg di lingkungan merupakan hal sangat penting. Beberapa metode analisis yang digunakan untuk penentuan merkuri dalam sampel lingkungan dan biologi, seperti spektrometri serapan atom (AAS) [1], plasma induktif yang digabungkan dengan spektrometri massa (ICP-MS) [2] serta elektrokimia [3], telah dikembangkan untuk mendeteksi merkuri di lingkungan. Metode ini memiliki keterbatasan, seperti membutuhkan waktu yang lama, menggunakan sejumlah besar reagen kimia dan peralatan mahal, membutuhkan operator yang terlatih dan tidak dapat digunakan untuk analisis lapangan [4]. Teknologi baru diperlukan yang sederhana dengan kemampuan tinggi untuk pemantauan merkuri dengan respon yang cepat, tidak mahal dan dapat dilakukan analisis di tempat. Biosensor merupakan alternatif perangkat yang bisa dikembangkan untuk kebutuhan ini, dengan menggabungkan selektivitas dan sensitivitas sistem biologis dalam perangkat kecil untuk penentuan merkuri dalam sampel lingkungan yang tercemar [5]. Sebagian besar biosensor untuk mendeteksi ion logam dirancang melalui penghambatan enzim. Metode ini umumnya memerlukan pengukuran kuantitatif aktivitas enzim atau persentase inhibisi sebagai dasar metode analisis. Telah dilaporkan beberapa contoh enzim yang digunakan untuk deteksi Hg(II), seperti enzim peroksidase, xantine oksidase, glukosa oksidase dan urease [6]. Penentuan ion Hg (II) dengan menggunakan biosensor optik berbasis immobilisasi enzim urease (hidrolase) telah dilakukan oleh Kuswandi [7]. Enzim yang sama digunakan dalam pengembangan biosensor enzimatik untuk pengukuran Hg(II) berdasarkan inhibisi pada aktivitas urease yang diimobilisasikan pada matriks poly(vinylferrocenium) secara amperometri [8]. Penggunaan poly(vinylferrocenium) sebagai matriks pendukung imobilisasi urease memiliki keterbatasan karena kurang ramah lingkungan, mahal dan membutuhkan preparasi rumit, serta memiliki batas deteksi yang cukup tinggi. Oleh karena itu, dibutuhkan matriks pendukung yang lebih baik dalam menunjang performa biosensor. Membran alginat- kitosan sebagai kompleks polielektrolit [9] bukanlah sekedar bahan pendukung untuk imobilisasi urease, melainkan matriks polimer dengan karakteristik yang unik seperti perm-selektivitas dan kemampuan untuk menjebak molekul kecil sehingga sensitivitas, selektivitas dan stabilitas elektroda termodifikasi meningkat [10]. Pada penelitian ini digunakan membran alginat-kitosan sebagai matriks pendukung imobilisasi urease dan dimoifikasi dengan Screen- printed elektroda karbon.