Pengembangan E-nose Pengukuran Konsentrasi Biomarker Gas Aldehida di Dalam Udara Hembusan Pernapasan Menggunakan Sensor MS-1100

Abstract

Penderita asma menghembuskan gas sisa pernapasan yang mengandung berbagai macam gas dan senyawa, seperti gas nitrogen, gas karbon dioksida, senyawa aldehida, dan masih banyak lagi. Keberadaan gas dan senyawa dapat dijadikan sebagai biomarker dalam tahap preliminary study terkait teknologi electric nose (e-nose). Di sisi lain, pengembangan teknologi e-nose untuk identifikasi konsentrasi senyawa aldehida pada udara pernapasan secara umum dan pada asma secara khusus belum banyak dilakukan. Sejalan dengan hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan teknologi e-nose berbasis sensor MS-1100 guna menganalisis konsentrasi gas senyawa aldehida (formaldehida) yang terkandung di dalam hembusan nafas manusia, secara khusus pada penderita asma dan orang sehat. Penelitian ini menggunakan e-nose berbasis sensor MS-1100. Sensor tersebut dihubungkan dengan sebuah mikrokontroller dan analog to digital converter yang memiliki resolusi sebesar 10 bit pada pin analog. E-nose dikalibrasi menggunakan udara terfilter di dalam chamber dan dikarakterisasi dengan beberapa varian gas (formaldehida, karbon monoksida, hidrogen sulfida, dan etanol). Setelah dikalibrasi, pengujian sampel nafas manusia dilakukan dengan melibatkan sampel 20 penderita asma dan 20 orang sehat. Selanjutnya, dilakukan uji Student’s t-test untuk melihat perbedaan konsentrasi gas antara penderita asma dengan orang sehat. Hasil pengujian menunjukkan bahwa e-nose terkalibrasi dan memiliki selektivitas dan sensitivitas tertinggi pada senyawa aldehida (formaldehida) dengan tingkat 0,96 Volt/ppm formaldehida dibandingkan pendeteksian ketiga gas lainnya. Terdapat perbedaan yang signifikan pada konsentrasi senyawa aldehida antar penderita asma sebesar (1,15-1,30 ppm) dan orang sehat berkisar antara (0,17-0,89 ppm) dengan nilai (p < 0,05). Tingkat akurasi e-nose dalam mendeteksi senyawa aldehida pada hembusan nafas manusia mencapai ~90%. Hasil tersebut menyimpulkan bahwa E-nose berbasis sensor MS-1100 dapat digunakan untuk mengidentifikasi konsentrasi aldehida pada pernapasan penderita asma dengan orang sehat secara akurat. E-nose ini dapat digunakan sebagai analisator biomarker senyawa aldehida non-invasif penderita asma dan orang non-asma.