Acetaminophen atau lebih dikenal sebagai parasetamol (PCM) adalah salah satu obat farmasi antipiretik dan anodyne yang paling umum digunakan dan penting di dunia. Aplikasi PCM sangat banyak, mulai dari digunakan untuk membantu mengobati demam hingga mengurangi batuk, pilek, sakit punggung, sakit otot, sakit gigi, sakit parah, dan bahkan migrain. Pada dosis obat, PCM sangat aman dan tidak memiliki dampak yang berbahaya. Namun, overdosis PCM dapat menyebabkan akumulasi metabolit toksik yang dapat menyebabkan konsekuensi dan efek samping yang parah seperti kerusakan ginjal dan hati. Dengan sendirinya, PCM biasanya tidak menimbulkan efek samping bagi konsumen kecuali bagi mereka yang mungkin telah mengalami hipersensitivitas atau overdosis obat yang dapat mengakibatkan nefrotoksisitas, hepatotoksisitas, atau bahkan gagal ginjal karena pembentukan metabolit toksik. Meskipun kemungkinan efek samping tersebut kecil, mereka tidak dapat diabaikan; hingga saat ini, ada lebih dari 100.000 panggilan telepon darurat, 56.000 kunjungan ruang gawat darurat, 2.600 rawat inap, dan 458 kematian terkait dengan gagal hati akut karena over dosis PCM per tahun di AS saja. Ini membawa kesimpulan yang mengejutkan bahwa kejadian overdosis PCM lebih umum dibandingkan dengan overdosis senyawa farmasi lainnya di AS. Di Australia, kasus overdosis PCM dilaporkan pada tingkat yang mengkhawatirkan yang mungkin merupakan akibat dari kesalahpahaman publik tentang keamanan PCM, yang menyebabkan penyalahgunaannya dan kemudian overdosis yang tidak disengaja. Bahkan ada laporan tentang situasi langka yang dialami di Bourdeaux dan Bewley tentang kematian akibat overdosis PCM meskipun merawat pasien dengan N-acetylcysteine. Secara keseluruhan, insiden ini menyebabkan kasus yang sangat kuat bahwa keracunan PCM tidak bisa dianggap enteng. Komplikasi lebih lanjut muncul ketika mempertimbangkan bahwa PCM dan analog kimianya juga dapat dengan mudah terakumulasi di lingkungan perairan dan bahkan telah terdeteksi di air permukaan, air limbah dan air minum di banyak bagian dunia. Kontaminan ini berasal dari berbagai sumber termasuk penggunaan dan pembuangan konsumen, limbah obat rumah sakit, dan fasilitas manufaktur farmasi. Meskipun konsentrasi PCM dalam badan air berkisar antara nanogram hingga mikrogram per liter, obat yang aktif secara biologis ini masih dapat mempengaruhi organisme air yang sensitif meskipun konsentrasinya sangat rendah. Berbagai efek kesehatan pada organisme akuatik telah dilaporkan dari paparan PCM tingkat rendah sekalipun yang meliputi kerusakan akut dan kronis, penghambatan pertumbuhan sel, dan perubahan perilaku.
Dengan kelebihan metode optic di dalam sensor fiber, kita mengembangkan Teknik optik yang sederhana dan pendekatan yang akurat menggunakan POFDS untuk mendeteksi PCM akan menjadi teknik yang sangat diinginkan oleh industri farmasi untuk mewujudkan deteksi yang cepat, sederhana, dan murah tetapi dengan hasil yang baik ketepatan. Tujuan utama dari eksperimen ini adalah untuk mengembangkan POFDS sederhana tanpa cermin (mirrorless) untuk mendeteksi keberadaan PCM dengan lebih baik presisi dan sensitivitas tinggi. Prinsip kerja POFDS untuk menentukan konsentrasi PCM didasarkan pada hal yang sangat sederhana namun skema deteksi ini sangat sensitif dan akurat yang dengan mengukur perubahan intensitas sinar laser yang dipantulkan dari permukaan target ditempatkan di bagian bawah sampel karena sensor yang bergantung pada intensitas termodulasi mendeteksi amplifikasi cahaya yang telah melakukan perambatan antara ujung sensor dan permukaan sasaran. Teknik yang telah dibuat ini sederhana dan dapat diandalkan serta waktu dan hemat biaya dibandingkan dengan yang sudah ada di sensor farmasi.
Metode dan Hasil:
Eksperimen tanpa cermin Percobaan kemudian dilanjutkan dengan berubah menjadi kertas berwarna merah putih. Warna-warna ini dipilih berdasarkan karya sebelumnya oleh penulis dalam deteksi warna menggunakan sensor perpindahan serat optik. Dari penelitian sebelumnya, kertas warna merah dan putih paling mencerminkan cahaya yang diproyeksikan dan memproyeksikan hasil yang sangat stabil dalam hal daya luaran intensitas cahaya yang dipantulkan. Hal ini karena warna yang berbeda dapat menyerap dan memantulkan panjang gelombang yang berbeda. Jadi, kedua kertas berwarna ini sebagai reflektor diyakini memiliki kemampuan menggantikan cermin untuk mengkompensasi jumlah cahaya nyasar yang dapat mempengaruhi pembacaan sensor. Karena konsentrasi rendah PCM yang akan diuji, jumlah perpindahan dari probe terbatas pada 400 µm yang sesuai dengan daya luaran lasernya. Tidak ada perubahan dalam intensitas yang dipantulkan daya luaran setelah perpindahan melebihi kisaran ini memiliki telah terdeteksi. Berdasarkan hasil yang telah diperoleh, respon untuk keduanya reflektor diuji dalam air suling untuk memberikan gambaran dari pola kurva yang harus diamati. Kedua warna memberikan kurva eksperimen yang baik dengan bertahap peningkatan kemiringan depan dan penurunan bertahap bagian belakang kemiringan sesuai dengan kurva hubungan kuadrat terbalik. Pada perpindahan 0 m, daya keluaran mendekati 0 mW karena jarak antara probe dan reflektor sangat dekat, yang menyebabkan hampir tidak ada laser yang dipantulkan dikumpulkan oleh RF. Ketika perpindahan meningkat, tumpang tindih antara kerucut cahaya yang dipantulkan dengan RF diperbesar. Oleh karena itu, daya luaran mulai naik untuk mencapai nilai maksimumnya pada perpindahan 250 µm. Setelah ini, daya luaran menurun dengan kenaikan lebih lanjut dari perpindahan sebagai RF tidak lagi dapat secara efektif mengambil laser yang dipantulkan dan TF mulai menyebar lebih banyak dan kehilangan intensitasnya. Dengan demikian, kurva eksperimental ini digunakan sebagai patokan untuk semua sampel.
Dari hasil yang telah diperoleh, sensor mampu mengindera hingga 0,0008 mW/ppm untuk reflektor putih dan 0,0004 mW/ppm untuk reflektor merah. Sensornya sangat andal dan bisa mendeteksi perubahan kecil dalam konsentrasi larutan karena perubahan signifikan dalam daya dapat puncak luaran yang diamati untuk setiap konsentrasi PCM dengan linearitas lebih dari 95%. Kesalahan (error) kedua grafik juga menampilkan sebaran kecil nilai simpangan baku (SD) di sekitar nila rata-rata. Oleh karena itu, reflektor merah dan putih juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi konsentrasi PCM yang tidak diketahui pada perpindahan tertentu.
Sebagai penutup, Deteksi konsentrasi PCM dalam larutan yang telah dibuat dan didemonstrasikan menggunakan PODFS. Sensor telah mampu menampilkan pola yang baik untuk setiap kurva reflektor dengan peningkatan bertahap di kemiringan depan dan penurunan di belakang kemiringan mirip dengan hubungan hukum kuadrat terbalik. Untuk reflektor tanpa-cermin, sensitivitas sensor dengan perubahan daya keluaran atas perpindahan yang diperoleh adalah 0,0006 mW/m untuk kemiringan depan dan 0,0002 mW/μm untuk belakang kemiringan reflektor merah. Sementara itu, reflektor putih memiliki sensitivitas 0,0007 mW/μm dan 0,0003 mW/μm untuk kemiringan depan dan belakang. Setiap reflektor memiliki linearitas lebih dari 95% dan sensitivitas sensor dengan hubungan dengan daya luaran terhadap konsentrasi PCM yang berbeda pada 0,0004 mW/ppm, 0,0008 mW/ppm, dan 0,02 mW/ppm untuk kertas berwarna merah, kertas berwarna putih, dan cermin.
Hasil ini akan membuat sensor ini merekomendasikan kepada pihak industri farmasi untuk mendirikan pendekatan yang mudah dan akurat untuk mendeteksi PCM menggunakan POFDS agar dapat bekerja dengan cepat, efektif, murah, dan dengan ketepatan. Ekstraksi deteksi awal yang panjang dan proses yang berjalan lama pada sensor tradisional dapat dihindari ketika harus menguji sampel dalam jumlah besar untuk keberadaan PCM, terutama di perawatan kesehatan, lingkungan perairan, air limbah dan air minum di banyak bagian dunia. Jadi, eksperimen ini telah menghasilkan bahwa mirrorless dalam PODFS telah menunjukkan potensi yang signifikan sebagai deteksi PCM dengan perangkat optik karena kesederhanaanya, cepat dan memiliki biaya produksi yang rendah dan kemungkinan akan menjadi sensor yang banyak digunakan di masa depan.
Penulis : Prof. Dr. Moh. Yasin, M.Si.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.hindawi.com/journals/js/2021/6625780/
Mohd Zamani Zulkifli, Muhammad Fadhli Mohd Azri, Muhammad Khudhori Mohd Yusof, Saiful Arifin Shafiee, Awis Sukarni Mohmad Sabere, Lau Kuen Yao, Sani Amril Samsudin, Muhammad Syahril Bahari and Moh Yasin, Elucidating the Capabilities of Mirrorless Large Core Bundled Plastic Fiber Optic Displacement Sensor for Paracetamol Detection.
