Sekilas tentang Transistor untuk Aplikasi Biosensor

Sekilas tentang Transistor untuk Aplikasi Biosensor

Ditulis oleh Shofarul Wustoni, Postdoctoral Fellow, Biosensor Group, KAUST

 

 

Transistor merupakan salah satu komponen elektronika yang mungkin cukup akrab dikenal oleh semua kalangan, dan divais ini telah memiliki berbagai aplikasi nyata khususnya dalam bidang elektronika. Pada umumnya, teknologi transistor diciptakan dengan material berbasis silikon. Gambar 1 menampilkan salah satu tipe transistor yang umum digunakan yaitu MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor), pada divais ini terdapat 3 elektroda yang penting untuk kita kenal yaitu gate, source dan drain. Sederhananya, jika divais ini digunakan dalam rangkaian listrik, maka dapat terjadi aliran elektron atau hole dalam divais pada channel region dari elektroda source menuju elektroda drain. Aliran elektron ini dapat diatur sesuai dengan besaran potensial yang diaplikasikan pada elektroda gate.

Gambar 1: skema umum dari MOSFET divais

Source : Hayes and Horowitz, 2002

 

Saat ini, pengembangan transistor menjadi sebuah divais untuk biosensor sedang menjadi tren dan bidang yang cukup aktif di kalangan riset akademik maupun industri. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa biosensor berbasis transistor mampu memiliki performa yang cepat, sangat sensitif dan spesifik serta tidak membutuhkan tahapan yang rumit dalam menganalisa sebuah sampel. Oleh karena itu, para peneliti saat ini terus mencoba mengembangkan biosensor berbasis transistor tidak hanya yang menggunakan material silikon, namun juga dimodifikasi dengan material CNT, grafena, nanowire, dan berbagai nanomaterial lainnya.

Proses sederhana agar sebuah transistor menjadi sebuah divais untuk biosensor adalah dengan memodifikasi permukaan elektroda gate sesuai dengan protein target yang ingin dideteksi. Sinyal yang muncul akan diperoleh dari adanya protein target yang menempel pada molekul penangkap yang diletakkan diatas permukaan elektroda gate, protein target tersebut memiliki muatan listrik tertentu di dalam larutan buffer yang digunakan sebagai elektrolit. Adanya tambahan muatan listrik yang berasal dari protein target diatas permukaan elektroda gate, maka akan mengubah kerapatan muatan listrik pada permukaan elektroda gate dan mempengaruhi aliran elektron pada elektroda source dan drain. Illustrasi sederhana dari divais transistor berbasis material silkon yang sudah dimodifikasi untuk aplikasi biosensor dan skema sederhana dari deteksi sebuah protein target dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2: Ilustrasi sederhana dari divais transistor yang sudah dimodifikasi untuk aplikasi biosensor (a) dan skema singkat dari mekanisme adanya efek muatan listrik akibat penambahan molekul target pada aliran elektron dari elektroda source ke drain.

 

Ke depannya, biosensor berbasis divais transistor akan terus berkembang dan beberapa di antaranya mulai diarahkan sebagai produk komersial. Harapannya teknologi ini menjadi sebuah divais yang cukup sederhana dan simpel sehingga dapat digunakan oleh semua kalangan masyarakat.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *