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.

11

3.8 Gambar

GAMBAR 1

GAMBAR 2