Post on 25-Apr-2019
0
PERANGKAT DIAGNOSTIK MIKROFLUIDA PENYEKA KAPAS DAN
BENANG KATUN UNTUK DETEKSI CEPAT KEHAMILAN
Oleh:
1. MOKHAMAD FAKHRUL ULUM (KETUA)
2. LUTHFIANA FITRI FEBRIANINGTYAS (ANGGOTA)
DEPARTEMEN KLINIK REPRODUKSI DAN PATOLOGI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2018
USUL UBER HKI
BANTUAN PENDAFTARAN PATEN
2
a. Uraian Umum
1. Judul Invensi : Perangkat Diagnostik Mikrofluida Penyeka Kapas dan
Benang Katun untuk Deteksi Cepat Kehamilan
2. Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap : Mokhamad Fakhrul Ulum
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIDN : 0024108206
d. Disiplin Ilmu : Biomedis
e. Pangkat/Golongan : Penata Muda Tk.I / III B
f. Jabatan
Fungsional/Struktural
: Asisten Ahli
g. Fakultas/Jurusan : Kedokteran Hewan
3. Anggota Peneliti
a) Anggota Peneliti I
a. Nama Lengkap : Luthfiana Fitri Febrianingtyas
b. Jenis Kelamin : Perempuan
c. NIDN : -
d. Disiplin Ilmu : Kedokteran Hewan
e. Pangkat/Golongan : -
f. Jabatan
Fungsional/Struktural
: -
g. Fakultas/Jurusan : Kedokteran Hewan
4. Subjek Paten : a. kebutuhan manusia (makanan, pertanian, kesehatan, dan
peralatan rumah tangga)
b. proses fisika (penyatuan, pemecahan, pembentukan,
pencetakan) , alat transportasi dan bahan (non logam)
c. kimia dan bahan metalurgi
d. tekstil dan kertas
e. konstruksi
f. mekanika, pencahayaan, pemanasan, senjata, bahan
peledak
g. fisika dan instrumen
h. elektronik dan kelistrikan
i. Lainnya: .........
5. Jumlah Klaim Invensi : 3 klaim.
3
b. Rancangan Dokumen Usulan Paten
1. Uraian Hasil Penelusuran Paten
Invensi ini berhubungan dengan pemanfaatan penyeka kapas dan benang katun sebagai
matrik untuk perangkat diagnosa cepat pendeteksi biomarker kebuntingan secara non-invasif
pada manusia dan hewan. Pengembangan alat diagnostik cepat dengan bahan utama serat
alam telah banyak mengambil perhatian para ilmuwan dari seluruh penjuru dunia. Serat alam
memiliki kelebihan dimana memiliki saluran kapiler didalamnya. Selain itu, jika serat
tersebut dijalin/dipintal akan menghasilkan fenomena baru dalam pengaliran cairan pada
permukaannya dalam skala mikro. Kapas merupakan bahan alam yang tersebar luas di
Indonesia dan di seluruh dunia. Produk tekstil serat kapas berupa benang dan kain dikenal
dalam istilah katun (Dewi, 2014). Katun dimanfaatkan sebagai alat diagnostik dengan prinsip
mikrofluida karena bersifat ramah lingkungan, memiliki kemampuan yang baik dalam
menyerap dan menghantarkan cairan, serta kuat dan awet (Bonita, 2014). Berbagai
pengembangan diagnostik cepat dengan prinsip mikrofluida terus dikembangkan untuk
menghemat waktu reaksi serta menghemat biaya dengan konsep uji yang cepat dan efisien
(Cimrak et al., 2012). Perangkat mikrofluida berbahan dasar kertas (Martinez et al,. 2010),
benang (Ulum et al., 2016), kain (Nilghaz et al., 2012), dan kapas (katun) dalam bentuk
benang dan kain (Lin et al 2014) telah dikembangkan untuk keperluan diagnostik di lapangan
dalam menganalisa berbagai biomarker dari cairan tubuh seperti glukosa, nitrit, ALP, AST,
dan hormon kehamilan (hCG). Perangkat mikrofluida memanfaatkan bahan alam
dikembangkan sebagai suatu rapid test untuk mendiagnosa secara praktis, ekonomis, dan
ramah lingkungan.
Paten nomor US5145789A (Corti et al., 1992) mengklaim diagnosa cepat kehamilan
pada manusia dengan prinsip penangkapan hormone chorionic gonadotropin (hCG) pada
urin. Paten nomor EP0089240A1 (O’neill 1986) menggunakan platelet darah untuk
mendeteksi awal kebuntingan pada hewan. Paten nomor US20030073248A1 (Roth et al.
2007) mengklaim uji kebuntingan pada sapi menggunakan antigen. Paten nomor
US4061468A (Lange et al., 1977) telah memanfaatkan bahan serat kayu (kertas) sebagai
matrik yang stabil untuk strip test. Paten nomor US4710458A (Maines, 1987) memanfaatkan
nylon untuk strip test kedokteran. Paten nomor WO2009121043A2 (Reches et al., 2009)
mengklaim pemanfaatan benang dari serat katun sebagai perangkat diagnostik multi test
dengan biaya yang murah. Paten nomor US8709354B2 (Bhandari et al., 2014) mengklaim
pemanfaatan serat sutera sebagai matrik perangkat diagnostik. Berbeda dengan paten nomor
USD485615S1, US3897214A, US4061468A, US4710458A, US4175326A, US5186843A,
WO2009121043A2, dan US8709354B2, invensi ini difokuskan pada penggunaan penyeka
kapas dan benang katun sebagai matrik perangkat diagnostik cepat untuk deteksi kehamilan
baik pada manusia maupun pada hewan. Perangkat diagnostik dalam invensi ini memberikan
hasil reaksi dalam waktu yang cepat dan dapat terbaca tanpa bantuan alat.
Bhandari P, Dendukuri D, Ganapathy V, Kandaswamy S, Lewis D. Methods of making a diagnostic device by
interweaving hydrophobic and hydrophilic fibers, and diagnostic device therefrom. Google Patents; 2014.
Nomor US8709354B2.
Bonita Y. 2014. Knitting. Jakarta (ID): Demedia.
Cimrak I, Gusenbauer M, Schrefl T. 2012. Modelling and simulation of precesses in microfluidic device for
biomedical application. Computers and Mathematics with Application. 64(2012): 278-288.
4
Corti A, Piro P, Carta E, Rovelli C, Bassi R, Lamponi S, Morgese N, Rurali C, Tognella S. Device and method
for pregnancy detection. Google Patents: 1992. Nomor US5145789A. Dewi ES. 2014. Aspek Agronomi Tanaman Kapas. Makasar (ID): Dapur Buku.
Lange H, Rittersdorf W, Rey HG, Werner W, Rieckmann P. Stable test strips having a water-soluble paper layer
and methods for making same. Google Patents; 1977.Nomor US4061468A.
Lin SC, Hsu MY, Kuan CM, Wang HK, Chang CL, Tseng FG, Cheng CM. 2014. Cotton-based diagnostic
device. Scientific Reports. 2014(4): 6976. Maines R. Nylon strips for medical assay. Google Patents; 1987. Nomor US4710458A.
Martinez AW, Phillips ST, Nie Z, Cheng CM, Carrilho E, Wiley BJ, Whitesides GM. 2010. Programmable
diagnostic devices made from paper and tape. Lab on a Chip. 2010 (10): 2499–2504.
Nilghaz A, Wicaksono DHB, Gustiono D, Majid FAA, Supriyanto E, Kadir MRA. 2012. Flexible microfluidic
cloth-based analytical devices using a low-cost wax. Lab on a Chip. 2012(12): 209–218.
O’neill C. Early pregnancy testing method. Google Patens: 1986. Nomor EP0089240A1.
Reches M, Dickey MD, Butte MJ, Whitesides GM. Cotton thread as a low-cost multi-assay diagnostic platform.
Google Patents; 2009. Nomor WO2009121043A2. Roth JW, Colgin M, Hurst R, Newman D, Landmann C. Bovine pregnancy test. Google Patents: 2007. Nomor
US20030073248A1.
Ulum MF, Maylina L, Noviana D, Wicaksono DHB. 2016. EDTA-treated cotton-thread microfluidic device for
one-step whole blood. Lab on a Chip. 2016(16): 1492–1504.
2. Uraian Potensi Komersialisasi
Kapas berasal dari tanaman berkayu jenis Gossypium yang mudah ditemukan di
berbagai belahan dunia baik pada wilayah tropis maupun subtropis. Kapas menghasilkan
serat halus yang digunakan sebagai bahan baku berbagai olahan tekstil yang disebut katun
seperti benang dan kain (Dewi, 2014). Benang katun dengan bahan dasar serat alami (natural
cellulose) telah digunakan sebagai media diagnosa mikrofluida dan media perembesan contoh
untuk menghantarkan cairan dari satu tempat ke tempat lain sehingga dapat bereaksi dengan
reagen dan membentuk suatu reaksi (Safavieh et al., 2011). Benang katun memiliki karakter
bahan yang kuat, tahan lama serta memiliki kemampuan penyerapan yang baik (Webs dan
Valley Yarns, 2018). Benang katun memiliki potensi yang baik untuk dijadikan sebagai
bahan dasar perangkat mikrofluida berdasarkan kemampuannya menghantarkan cairan.
Benang katun menjadi pilihan bahan dasar mikrofluida karena mudah didapat dengan harga
yang relatif terjangkau dengan bahan dasar selulosa sehingga dapat mudah diurai di alam
(Safavieh et al., 2011). Penyeka kapas sebagai media diagnostik memiliki sifat yang sensitif
terhadap beragam tes klinik yang diujikan salah satunya pada tahap koleksi sampel (Harry et
al. 2013. Kapas menjadi pilihan utama sebagai media invensi perangkat biomedis yang
memerlukan fungsi diagnosa cairan seperti sampel urin (Lin et al., 2014).
Diagnosa kehamilan pada hewan maupun manusia yang nyaman untuk digunakan oleh
masyarakat adalah kit diagnostik uji cepat (rapid test) yang dapat dilakukan tanpa bantuan
tenaga medis, mudah didapatkan dengan harga yang terjangkau. Teknik diagnosa kehamilan
(kebuntingan) pada hewan umumnya dilakukan dengan metode konvensional berupa palpasi
perrektal. Metode pemeriksaan perrektal memerlukan keahlian khusus dan hanya dapat
dilakukan oleh dokter hewan atau tenaga layanan medis kesehatan dan reproduksi hewan
terlatih di bawah penyeliaan dokter hewan. Selain itu, alat diagnosa kehamilan yang akurat
pada hewan maupun manusia dapat dilakukan menggunakan ultrasonografi (USG), namun
memerlukan metode ini tenaga medis dalam penggunaan alat dengan biaya yang relatif
mahal.
Terdapat metode diagnosa kebuntingan kimia secara sederhana, murah dan tidak
5
invasif yaitu menggunakan pereaksi barium klorida (BaCl2) (Fedorova et al., 2015). Uji
barium klorida ini telah digunakan untuk mendiagnosa kebuntingan melalui urin pada sapi
(Bovis sp.), babi (Suis sp.), unta (Camelus bactrianus) serta keledai dan alpakas (Rao dan
Veena, 2009; Lalrintluanga dan Dutta, 2009; Fedorova et al., 2015; Kubatova et al., 2016).
Uji barium klorida untuk mendeteksi kebuntingan pada hewan dapat dilakukan di
laboratorium dan menggunakan tabung reaksi sehingga tidak praktis ketika metode ini
diaplikasikan di lapangan. Prinsip uji BaCl2 memiliki potensi untuk dikembangkan menjadi
perangkat mikrofluida yang praktis, efisien dan ekonomis untuk mendeteksi kebuntingan
secara dini di lapangan. Reagen BaCl2 memiliki kesesuaian kimiawi yang baik dengan
benang katun. Reagen BaCl2 tidak merubah warna maupun merusak kondisi benang
(Febrianingtyas, 2018). Reagen BaCl2 memiliki sifat tidak korosif, stabil, tidak berbau, tidak
iritan pada hewan maupun manusia. Reagen BaCl2 tidak membentuk polimerisasi sehingga
sediaannya mudah diuraikan di alam dan tidak meracuni lingkungan dalam jangka pendek
(NCBI 2018). Invensi perangkat dengan prinsip mikrofluida mampu menurunkan kebutuhan
volume contoh serta reagen yang dibutuhkan sehingga mampu menghemat biaya dengan
konsep uji yang cepat dan efisien (Cimrak et al., 2012). Kit diagnosa dengan prinsip
mikrofluida memanfaatkan penyeka kapas dan benang katun yang dikembangkan terdiri atas
bahan baku yang mudah didapatkan, bersifat ramah lingkungan, non-invasive dengan hasil
pembacaan yang mudah dilakukan tanpa bantuan alat maupun tenaga medis.
Cimrak I, Gusenbauer M, Schrefl T. 2012. Modelling and simulation of precesses in microfluidic device for
biomedical application. Computers and Mathematics with Application. 64(2012): 278-288
Dewi ES. 2014. Aspek Agronomi Tanaman Kapas. Makasar (ID): Dapur Buku.
Febrianingtyas LF. 2018. Perangkat mikrofluida berbasis penyeka kapas dan benang katun sebagai alat deteksi
dini kebuntingan pada sapi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Fedorova T, Brandlova K, Lukesova D. 2015. Application of noninvasive pregnancy diagnosis in bactrian
camels (Camelus bactrianus) using cuboni reaction and barium chloride test. Journal of Zoo and Wildlife
Medicine. 46(2): 355-358.
Harry KH, Turner JC, Madhusudhan KT. 2013. Comparison of physical characteristics and colletion and elution
performance of clinical swab. African Journal of Microbiology Research. 7(31): 4039-4048.
Kubatova A, Fedorova T, Skalova I, Hyniova L. 2016. Non-invasive pregnancy diagnosis from urin by the
Cuboni reaction and the barium chloride test in donkey (Equus asinus) and alpacas (Vicugna pacos). Polish
Journal of Veterinary Sciences. 19(3): 477-484.
Lalrintluanga K, Dutta M. 2009. Pregnancy diagnosis in swine from urin using barium chloride test. Indian of
Journal Animal Research. 43(2): 114-116.
Lin SC, Hsu MY, Kuan CM, Wang HK, Chang CL, Tseng FG, Cheng CM. 2014. Cotton-based diagnostic
device. Scientific Reports. 2014(4): 6976.
NCBI. 2018. Barium Chloride [internet]. Tersedia pada PubChem Compound Database; CID=25204. https:
//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ compound/25204.
Rao SVK, Veena T. 2009.Comparison of seed germination test with urine barium chloride test and milk copper
sulphate test for efficacy to detect pregnancy in cows. Indian of Journal Animal Research. 43(2): 124-126.
Safavieh R, Zhou GZ, Juncker D. 2011. Microfluidic made of yarn and knots: from fundamental properties to
simple networks and operations. Lab on a Chip 2011(11): 2618-2624.
Webs and Valley Yarns. 2018. Cotton yarn [Internet]. Tersedia pada: https://www.yarns.com/categories/cotton-
yarn.
6
3. Rancangan (Draft) Dokumen/Deskripsi Paten
3.1 Judul Invensi
PERANGKAT DIAGNOSTIK MIKROFLUIDA PENYEKA KAPAS DAN BENANG
KATUN UNTUK DETEKSI CEPAT KEHAMILAN
3.2 Bidang Teknik Invensi
Invensi ini berhubungan dengan pemanfaatan penyeka kapas dan benang katun sebagai
matrik untuk perangkat diagnosa cepat non-invasif pendeteksi biomarker kehamilan pada
manusia dan hewan.
3.3 Latar Belakang
Kehamilan pada manusia dan hewan merupakan satu fase penting yang memerlukan
perhatian khusus. Deteksi kehamilan sedini mungkin dilakukan untuk meningkatkan
pemeliharaan kesehatan dan asupan nutrisi pada ibu (induk) sehingga akan lahir anak dengan
kondisi yang optimal. Deteksi kebuntingan secara dini pada hewan produksi penting
dilakukan untuk memperpendek interval kelahiran (Balhara et al. 2013). Metode untuk
mendeteksi kebuntingan pada hewan domestik yang umum dilakukan adalah menggunakan
metode konvensional berupa palpasi perrektal yang memerlukan keahlian khusus. Metode
palpasi perrektal hanya dapat dilakukan oleh dokter hewan atau tenaga layanan medis
kesehatan dan reproduksi hewan terlatih di bawah penyeliaan dokter hewan. Palpasi perektal
pada usia dini berisiko mengakibatkan kelainan bentuk hingga abortus akibat tekanan tangan
pada fetus. Umumnya transrectal ultrasonografi dilakukan untuk melengkapi metode palpasi
perrektal dalam melakukan deteksi dini kebuntingan, namun memerlukan biaya yang mahal
dan pelatihan khusus dalam menggunakan alat serta membaca hasil pemeriksaan (Balhara et
al. 2013).
Uji berbasis laboratorium untuk mendeteksi kehamilan dapat dilakukan dengan
menggunakan sampel darah maupun urin dengan menggunakan tabung reaksi sehingga tidak
praktis untuk diaplikasikan dilapangan. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, alat
diagnosa kesehatan terus mengalami perkembangan, salah satunya berupa perangkat
diagnostic uji cepat dengan prinsip mikrofluida yang mudah diaplikasikan dilapangan untuk
deteksi memanfaatkan contoh darah, urin, serta molekul-molekul berukuran kecil seperti
protein dan DNA (Bagherbaigi et al. 2014) Perangkat mikrofluida mampu menurunkan
kebutuhan volume contoh serta reagen yang dibutuhkan. Perangkat mikrofluida pada bidang
medis dengan bahan-bahan yang berasal dari alam dimanfaatkan sebagai suatu uji cepat
untuk mendiagnosa secara praktis, ekonomis, dan ramah lingkungan.
Paten nomor US5145789A (Corti et al., 1992) mengklaim diagnosa cepat kehamilan
pada manusia dengan prinsip penangkapan hormone chorionic gonadotropin (hCG) pada
urin. Paten nomor EP0089240A1 (O’neill 1986) menggunakan platelet darah untuk
mendeteksi awal kebuntingan pada hewan. Paten nomor US20030073248A1 (Roth et al.
2007) mengklaim uji kebuntingan pada sapi menggunakan antigen. Paten nomor
US4061468A (Lange et al., 1977) telah memanfaatkan bahan serat kayu (kertas) sebagai
matrik yang stabil untuk strip test. Paten nomor US4710458A (Maines, 1987) memanfaatkan
7
nylon untuk strip test kedokteran. Paten nomor WO2009121043A2 (Reches et al., 2009)
mengklaim pemanfaatan benang dari serat katun sebagai perangkat diagnostik multi test
dengan biaya yang murah. Paten nomor US8709354B2 (Bhandari et al., 2014) mengklaim
pemanfaatan serat sutera sebagai matrik perangkat diagnostik. Berbeda dengan paten nomor
USD485615S1, US3897214A, US4061468A, US4710458A, US4175326A, US5186843A,
WO2009121043A2, dan US8709354B2, invensi ini difokuskan pada penggunaan penyeka
kapas dan benang katun sebagai matrik perangkat diagnostik cepat untuk deteksi kebuntingan
dan gangguan reproduksi baik pada manusia maupun pada hewan. Perangkat diagnostik
dalam invensi ini memberikan hasil reaksi dalam waktu yang cepat dan dapat terbaca tanpa
bantuan alat.
Bagherbaigi S, Corcoles EP, Wicaksono DHB. 2014. Cotton fabric as immobilizationmatrix for low-cost and
quick colorimetric enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Analytical Methods. 2014(6): 7175.
Bhandari P, Dendukuri D, Ganapathy V, Kandaswamy S, Lewis D. Methods of making a diagnostic device by
interweaving hydrophobic and hydrophilic fibers, and diagnostic device therefrom. Google Patents; 2014.
Nomor US8709354B2.
Balhara AK, Gupta M, Singh S, Mohanty AK, Sigh I. 2013. Early pregnancy diagnosis in bovines: current
status and futute direction. The Scientific World Journal. 2013: 958540.
Cimrak I, Gusenbauer M, Schrefl T. 2012. Modelling and simulation of precesses in microfluidic device for
biomedical application. Computers and Mathematics with Application. 64(2012): 278-288.
Corti A, Piro P, Carta E, Rovelli C, Bassi R, Lamponi S, Morgese N, Rurali C, Tognella S. Device and method
for pregnancy detection. Google Patents: 1992. Nomor US5145789A. O’neill C. Early pregnancy testing method. Google Patens: 1986. Nomor EP0089240A1.
Reches M, Dickey MD, Butte MJ, Whitesides GM. Cotton thread as a low-cost multi-assay diagnostic platform.
Google Patents; 2009. Nomor WO2009121043A2. Roth JW, Colgin M, Hurst R, Newman D, Landmann C. Bovine pregnancy test. Google Patents: 2007. Nomor
US20030073248A1.
3.3 Ringkasan Invensi
Invensi ini memanfaatkan penyeka-kapas sebagai matrik perangkat diagnosa cepat
untuk deteksi biomarker kehamilan untuk manusia dan hewan. Matrik benang katun
berfungsi sebagai saluran berskala mikro diantara pilinan serat katun yang mampu
menjalankan fluida (cairan) secara pasif dengan prinsip kapilaritas. Perangkat diagnostik
tersusun atas beberapa bagian. Perangkat memiliki bagian pengambil sampel (sampling)
berupa kapas penyeka, bagian pemroses sampel (processing) berupa benang katun, dan
bagian analisa (analyzing) berupa benang katun yang bersatu (compact) dalam 1 (satu) alat.
Reaksi antara sampel yang telah termurnikan (tersaring dari pengotor oleh serat kapas pada
penyeka) disalurkan oleh saluran benang katun dengan reagen pendeteksi spesifik kehamilan
dibagian analisa. Celah gagang penyeka kapas berisi benang ditengah dimanfaatkan sebagai
penyalur sampel dan reagen untuk bereaksi dan menghasilkan perubahan warna sebagai
indikator diagnostik. Pembuatan perangkat kit diagnostik dari penyeka kapas dan benang
katun sangat sederhana dan bernilai diagnostik tinggi untuk tujuan diagnosa kebuntingan dan
adanya gangguan pada reproduksi.
3.4 Uraian Singkat Gambar
GAMBAR 1. Purwarupa (atas) dan racangan (bawah) perangkat mikrofluida, terdiri atas dua
komponen utama yaitu penyeka-kapas sebagai tempat masuknya cairan contoh urin uji (inlet)
8
dan benang katun sebagai tempat munculnya reaksi (outlet), A = Benang katun yang tampak
pada celah untuk menunjukkan hasil reaksi antara reagen dengan urin, B = Ujung celah yang
diberi stopper terbuat dari lilin batik sebagai titik henti kapilaritas, C = Penyeka kapas yang
berfungsi sebagai tempat masuk dan media penampung cairan contoh urin yang hendak diuji,
D = Gambaran benang katun yang terhubung dengan penyeka-kapas, E = satu kesatuan
perangkat mikrofluida.
GAMBAR 2. Cara penggunaan perangkat mikrofluida deteksi kehamilan dari penyeka kapas
dan benang katun. Perangkat mikrofluida dicelupkan bagian penyeka kapas kedalam wadah
urin dalam beberapa detik. Hasil deteksi berupa pada benang katun terdapat butiran warna
putih sebagai tanda bahwa tidak hamil (bunting), sebaliknya benang indikator tetap berwarna
hitam berarti hamil (bunting).
3.5 Uraian Lengkap Invensi
Perangkat diagnostik merupakan salah satu alat bantu untuk menegakkan diagnosa
suatu kelainan atau penyakit. Perangkat diagnosa saat ini banyak digunakan baik untuk skala
screening maupun untuk kepentingan diagnosa lanjut. Perangkat diagnostik sederhana yang
banyak digunakan oleh masyarakat adalah strip test untuk deteksi kehamilan. Sedangkan
untuk keperluan uji diagnosa lanjut banyak digunakan di laboratorium khususnya untuk kasus
kesehatan yang tidak mudah didiagnosa secara langsung seperti gangguan hormonal. Bahan
baku yang digunakan untuk memproduksi perangkat pada umumnya menggunakan bahan
polimer sintetis diagnosa yang pada akhir penggunaannya menjadi limbah lingkungan
berbahaya jika tidak ditangani dengan baik.
Pengembangan perangkat diagnosa ramah lingkungan saat ini banyak dilakukan dengan
memanfaatkan bahan ramah lingkungan seperti kertas dan kapas. Penggunaan bahan alami
tersebut sebagai perangkat diagnostik ditujukan untuk Negara berkembang dengan teknologi
sederhana dan biaya yang murah untuk keperluan penanganan diagnosa kesehatan. Selain itu,
bahan alami bambu, kertas dan kapas menghasilkan limbah yang sangat ramah lingkungan,
dapat menjadi kompos dan dalam pembakaran hanya menghasilkan arang/karbon.
Kapas merupakan bahan alam yang tersebar luas di Indonesia dan di seluruh dunia.
Produk tekstil serat kapas berupa benang dan kain dikenal dalam istilah katun (Dewi, 2014).
Katun dimanfaatkan sebagai alat diagnostik dengan prinsip mikrofluida karena bersifat ramah
lingkungan, memiliki kemampuan yang baik dalam menyerap dan menghantarkan cairan,
serta kuat dan awet (Bonita, 2014). Berbagai pengembangan diagnostik cepat dengan prinsip
mikrofluida terus dikembangkan untuk menghemat waktu reaksi serta menghemat biaya
dengan konsep uji yang cepat dan efisien (Cimrak et al., 2012). Perangkat mikrofluida
berbahan dasar kertas (Martinez et al,. 2010), benang (Ulum et al., 2016), kain (Nilghaz et
al., 2012), dan kapas (katun) dalam bentuk benang dan kain (Lin et al., 2014) telah
dikembangkan untuk keperluan diagnostik di lapangan dalam menganalisa berbagai
biomarker dari cairan tubuh seperti albumin, glukosa, nitrit, ALP, AST, dan hormon
kehamilan (hCG). Perangkat mikrofluida memanfaatkan bahan alam dikembangkan sebagai
suatu rapid test untuk mendiagnosa secara praktis, ekonomis, dan ramah lingkungan.
Kit diagnosa bekerja dengan metode kolorimetri atau menggunakan indikator dengan
9
hasil reaksi pada perubahan warna. Reaksi antara target diagnosa dengan reagen
menghasilkan perubahan warna spesifik yang mudah dilihat oleh mata secara langsung. Kit
dibuat dari penyeka kapas dan benang katun yang terdiri atas inlet contoh pada bagian
penyeka kapas dan outlet yaitu benang katun yang akan menunjukan hasil reaksi. Material
yang digunakan adalah penyeka kapas dan benang katun. Benang katun warna hitam yang
digunakan disesuaikan dengan panjang batang penyeka kapas dan mengandung reagen
pendeteksi biomarker kehamilan dalam hal ini menggunakan BaCl2. Benang katun hitam
disisipkan kedalam batang penyeka kapas. Bagian tengah batang penyeka kapas dibuat celah
sebagai jendela untuk melihat perubahan warna pada benang indikator. Celah tersebut
menjadi tempat tampaknya benang katun hitam yang menunjukkan adanya perubahan ketika
reaksi terjadi. Ujung celah kemudian diberi stopper yang terbuat dari lilin batik sebagai titik
henti kapilaritas. Kit diagnosa cerdas bekerja dengan metode kolorimetri atau indikator
perubahan warna.
Uji daya tampung penyeka kapas menunjukkan bahwa pencelupan selama 2 detik
mampu menampung contoh urin sebanyak 40µL. Uji kecepatan perembesan menggunakan
bahan pewarna menunjukkan bahwa kain katun yang digunakan mampu merembes sejauh
2cm dalam 10 detik dalam berbagai sudut. Uji perembesan pada purwarupa kombinasi
penyeka kapas dengan benang katun menunjukkan performa cairan pewarna mampu
mencapai outlet dalam 20 detik.
Uji kesesuaian reagen terhadap bahan katun menunjukkan bahwa reagen H2SO4 bersifat
merusak serat katun. Reagen H2SO4 merupakan bahan kimiawi yang digunakan untuk uji
kehamilan metode Gutterman. Sedangkan penggunaan reagen BaCl2 bersifat aman terhadap
serat katun. Reagen BaCl2 merupakan reagen lainnya yang digunakan untuk deteksi
kehamilan. Baik reagen H2SO4 maupun reagen BaCl2 merupakan reagen kimiwi yang bekerja
dalam 1 langkah dalam mendeteksi keberadaan penanda (biomarker) kehamilan dalam contoh
urin. Hasil uji tersebut kemudian digunakan reagen BaCl2 dalam pengembangan alat
diagnostik ini karena bersifat kompatibel terhadap bahan serat katun.
Kemampuan deteksi terkecil (Limit of Detection, LoD) dan batas kuantifikasi (Limit of
Quantification, LoQ) yang dimiliki oleh alat yang dikembangkan memiliki nilai berturut turut
0.01 g/mL dan 0.05 g/mL. Kadar reagen BaCl2 yang dikandungkan pada benang katun dalam
alat untuk memperoleh LoD dan LoQ tersebut adalah hingga konsentrasi 50g/mL. Uji deteksi
kebuntingan dari 41 contoh urin sapi dari wilayah peternakan di wilayah Bogor dan di
Bandung menunjukkan bahwa perubahan warna pada benang indikator menunjukkan bahwa
tampilan berupa kristal putih menandakan urin berasal dari sapi tidak bunting. Sedangkan,
warna benang indikator tetap hitam tanpa ada kristal menunjukkan bahwa urin berasal dari
sapi yang bunting. Performa alat dalam mendeteksi kehamilan (kebuntingan) berlangsung
dalam
10
3.6 Klaim
Klaim 1: suatu bahan untuk matrik kit diagnosa cepat, dimana menggunakan bahan penyeka
kapas dan benang katun yang tersusun menjadi sebuah perangkat mikrofluida.
Klaim 2: suatu bahan matrik kit diagnosa cepat dari bahan penyeka kapas dan benang katun
seperti pada klaim 1, dimana bekerja dengan sistem kapilaritas untuk mengalirkan bahan
cairan (fluida) didalamnya dalam skala mikroliter yang bekerja secara kolorimetrik dengan
indikator perubahan warna yang spesifik pada bagian penganalisa.
Klaim 3: suatu bahan matrik kit diagnosa cepat dari bahan penyeka kapas dan benang katun
seperti pada klaim 1 dan bekerja dengan sistem kapilaritas dalam skala mikroliter dan
bekerja secara kolorimetrik seperti pada klaim 2, dimana proses pengambilan sampel
dilakukan pada bagian sampling yang berada di bagian pangkal alat berupa penyeka kapas
dan dan dialirkan menuju benang katun menuju bagian analisa yang telah dikandungkan
pereaksi didalamnya.
3.7 Abstrak
Invensi ini berhubungan dengan pemanfaatan penyeka kapas dan benang katun sebagai
matrik untuk perangkat kit diagnosa cepat untuk alat deteksi kebuntingan baik pada manusia
maupun pada hewan. Penyeka kapas dikombinasikan dengan benang katun dan dibuat
menjadi alat diagnostik. Bagian dalam penyeka kapas dimasukkan benang katun dengan
jendela indikator pada gagang penyeka. Penyeka katun dicelupkan pada cairan uji sebagai
tempat masuk dan media penampung cairan uji. Benang katun yang mengandung reagen
spesifik barium klorida berperan sebagai tempat terbentuknya reaksi. Diagnostik dari
penyeka kapas dan benang katun bekerja dengan proses reaksi kimiawi melalui saluran
kapiler dan menghasilkan perubahan warna pada benang katun indikator. Perubahan warna
yang terjadi dapat dengan mudah dinilai menggunakan mata secara langsung tanpa alat bantu.