Perangkat Mikro Pendeteksi Virus dan Polutan

Peneliti global mengembangkan teknologi medis yang melibatkan mikropartikel barkode secara elektronis. Yakni sebuah teknologi biosensor yang dapat digunakan untuk memantau kesehatan.

Perkembangan teknologi di bidang terus berkembang. Peneliti dari Rutgers University di New Jersey, Amerika Serikat, berhasil menemukan teknologi di bidang kesehatan. Dengan teknologi ini, biosensor dapat digunakan dalam segala akitifitas keseharian untuk memantau kesehatan, kuman, dan polutan.

Teknologi ini dapat digunakan untuk menguji indikator kesehatan dan penyakit pada seseorang. Ini menyangkut pada keterpaparan terhadap bakteri dan virus serta bersama dengan udara dan kontaminan lainnya.

Penemuan ini sangat menarik. Bayangkan, Anda memakai perangkat yang terus-menerus menganalisis keringat atau darah Anda untuk berbagai jenis biomarker, seperti protein. Ini menunjukkan bahwa Anda mungkin menderita kanker payudara atau kanker paru-paru.

Para insinyur di Rutgers University telah menemukan sebuah teknologi biosensor baru. Teknologi yang di perkenalkan sebagai lab on chip ini, nantinya dapat digunakan pada perangkat genggam atau perangkat yang dapat dipakai untuk memantau kesehatan dan keterpaparan seseorang terhadap bakteri, virus, dan polutan berbahaya lainnya.

"Ini benar-benar penting dalam konteks pengobatan pribadi atau pemantauan kesehatan yang dipersonalisasi," kata Mehdi Javanmard, asisten profesor di Departemen Teknik Elektro dan Komputer Rutgers University-New Brunswick.

"Teknologi kami memungkinkan laboratorium yang benar-benar berada pada sebuah chip. Kami sedang membicarakan platform seukuran flash drive USB atau sesuatu yang dapat diintegrasikan ke Apple Watch, misalnya, atau Fitbit," tambah Javanmard.

Sebuah studi yang menjelaskan penemuan terbaru ini, di beri judul sebagai Lab on a Chip , dan dimuat dalam sebuah jurnal yang diterbitkan oleh Royal Society of Chemistry.

Sebagai penulis senior yang terlibat dalam penelitian ini, Javanmard mengatakan, teknologi yang ia dan timnya kembangkan ini melibatkan mikropartikel barcode secara elektronis. Teknologi ini mampu memberi mereka kode batang yang mengidentifikasi mereka.

Dalam beberapa dekade terakhir, penelitian tentang biomarker - indikator kesehatan dan penyakit seperti protein atau molekul DNA - telah mengungkapkan sifat kompleks mekanisme molekuler di balik penyakit manusia. Hal tersebut telah meningkatkan pentingnya pengujian cairan tubuh untuk sejumlah biomarker secara bersamaan.

"Satu biomarker seringkali tidak cukup untuk menentukan penyakit tertentu karena sifat heterogen dari berbagai jenis penyakit, seperti penyakit jantung, kanker dan penyakit radang," kata Javanmard. Javanmard juga bekerja pada School of Engineering di kampus yang sama.

"Untuk mendapatkan diagnosis yang akurat dan pengelolaan berbagai kondisi kesehatan yang akurat, Anda perlu menganalisis beberapa biomarker secara bersamaan," tambah Javanmard.

Biomarker yang terkenal termasuk prostate-specific antigen (PSA) yakni antigen spesifik prostat yang merupakan protein yang dihasilkan oleh sel kelenjar prostat. Menurut National cancer institut, pria dengan kanker prostat sering mengalami peningkatan kadar PSA.

Sementara, biomaker umum lainnya adalah Hormon human chorionic gonadotropin (hCG), yang biasanya diukur pada alat tes kehamilan di rumah. Masih menurut Javanmard, instrumen optik berukuran besar adalah teknologi mutakhir untuk mendeteksi dan mengukur biomarker, namun terlalu besar untuk dipakai atau ditambahkan ke perangkat portabel.

Deteksi elektronik mikropartikel memungkinkan instrumen ultra-kompak yang dibutuhkan untuk perangkat yang dapat dikenakan. Teknik peneliti Rutgers untuk partikel barcode, untuk pertama kalinya, sepenuhnya elektronik.

Hal itu memungkinkan biosensor menyusut seukuran band yang dapat dipakai atau chip berukuran mikro. Teknologi ini memiliki kemamapuan lebih besar, 95 persen akurat dalam mengidentifikasi biomarker, dan kini sedang dilakukan beberapa pengembangan lagi untuk membuatnya 100 persen akurat.

Tim Javanman juga bekerja pada deteksi mikrorganisme portabel, termasuk bakteri dan virus penyebab penyakit. "Bayangkan sebuah alat kecil yang bisa menganalisis sampel kain pel dari apa yang ada di kenop pintu kamar mandi atau pintu depan dan mendeteksi influenza atau beragam partikel virus lainnya," Javanmard.

"Bayangkan memesan salad di restoran dan mengujinya untuk bakteri E. coli atau Salmonella dan semua bisa dilakukan nantinya," tambah Javanmard.

Alat semacam itu bisa tersedia secara komersial dalam waktu sekitar dua tahun. Alat ini berfungsi sebagai pemantauan dan diagnostik kesehatan yang dapat tersedia dalam waktu sekitar lima tahun," kata Javanmard.nik/berbagai sumber/E-6

Dikembangkan, Bahan Busa dari Kayu

Bahan busa sebagai besar terbuat dari plastik petrokimia yang membuatnya menjadi tidak ramah lingkungan. Tapi saat ini para ilmuwan mengembangkan bahan alternatif busa lain.

Bahan baru ini seluruhnya berasal dari kayu yang tidak berbahaya bagi lingkungan dan juga dapat didaur ulang. Dalam jangka panjang, busa kayu ini bisa menggantikan produk konvensional yang digunakan untuk isolasi termal maupun pengemasan

Bahan busa digunakan untuk melindungi bangunan, melindungi barang yang rapuh selama proses pengiriman, dan beberapa struktur ringan. Bahan ini cenderung ringan serta murah untuk diproduksi dan merupakan salah satu isolator yang baik.

Namun busa juga memiliki sisi negatif. Salah satunya dari bahan baku yang digunakan. Karena berasal dari minyak bumi atau gas alam, material ini sangat tidak ekologis. Dalam jangka panjang, produk-produk berbasis minyak bumi ini harus diganti oleh bahan-bahan yang berasal dari sumber daya terbarukan.

Para peneliti di Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut ( WKI) di Braunschweig, Jerman, telah mengadopsi pendekatan yang sangat menjanjikan untuk masalah ini dengan mengembangkan metode untuk menciptakan busa dari partikel kayu.

"Busa kayu kami dapat digunakan dengan cara yang persis sama dengan busa plastik konvensional, tetapi merupakan produk alami sepenuhnya yang terbuat dari bahan baku yang berkelanjutan," jelas Profesor Volker Thole, kepala departemen sistem teknologi untuk bahan-bahan berbasis kayu di Fraunhofer.

Tidak seperti produk busa konvensional, keuntungan lain dari material baru ini adalah busa kayu dapat dengan mudah didaur ulang setelah digunakan. Misalnya, jika digunakan sebagai bahan pengemasan, maka busa tersebut bisa dibuang begitu saja di tempat sampah daur ulang kertas. Materi busa ini memiliki potensi besar sehingga memenangkan Penghargaan GreenTec 2015 lalu.

Para ilmuwan menghasilkan busa ini dengan menggiling kayu sangat halus sampai partikel kayu kecil menjadi massa yang kental. Mereka kemudian menambahkan gas ke suspensi ini untuk mengembangkannya menjadi busa berbusa dan membuatnya mengeras. Proses pengerasan dibantu oleh zat alami yang terkandung dalam kayu itu sendiri.

Teknik manufaktur baru ini didasarkan pada proses kimia tertentu. "Ini mirip dengan cara adonan naik dan turun ketika roti dipanggang dalam oven," jelas Thole.

Busa kayu yang dihasilkan adalah bahan dasar yang ringan yang dapat dibentuk menjadi papan kaku atau lembaran fleksibel. Sama seperti produk berbasis kayu lainnya, mereka dapat dengan mudah digergaji atau dipotong ke dimensi yang diinginkan.

Menjaga Panas

Busa kayu adalah bahan yang ideal untuk isolasi rumah, dimana tujuannya adalah menjaga panas di dalam dan menciptakan lingkungan yang nyaman bagi penghuni bangunan. Hingga saat ini, produk busa plastik yang tersedia lebih banyak berbasis petrokimia.

Beberapa bahan insulasi berbahan dasar kayu alternatif. Seperti lembaran serat kayu kurang tahan terhadap deformasi dibandingkan bahan insulasi busa plastik.

Lembaran tipis insulasi serat memiliki kecenderungan secara bertahap kolaps karena akumulasi kelembaban dan hal tersebut mempengaruhi sifat isolasi mereka. Sebaliknya, busa kayu yang dikembangkan di WKI sama baiknya dengan busa plastik konvensional.

"Kami menganalisis produk busa kami sesuai dengan standar yang berlaku untuk bahan isolasi dan memperoleh hasil yang sangat menjanjikan. Tidak hanya dalam hal sifat isolasi termal mereka tetapi juga berkenaan dengan sifat mekanik dan hidrodinamiknya," kata Thole.

Dengan kata lain, busa kayu insulates serta busa plastik konvensional, tahan terhadap tekanan dan kelembaban. Para ilmuwan saat ini bereksperimen dengan berbagai jenis kayu untuk menentukan spesies pohon yang memberikan bahan baku terbaik untuk aplikasi ini.

Selanjutnya, mereka bekerja untuk mengidentifikasi proses yang sesuai untuk produksi massal busa kayu untuk skala industri. Produk busa berbasis kayu diharapkan siap komersialisasi dalam beberapa tahun ke depan.nik/berbagai sumber/E-6