Kanker merupakan salah satu penyakit yang menyebabkan kematian tertinggi di dunia dengan biaya untuk penyediaan system kesehatan yang tinggi. Rendahnya kemungkinan sembuh total dalam beberapa kasus memberi implikasi bahwa indentifikasi dini dari biomarker sangat diperlukan untuk monitoring perkembangan kanker. Protein p53 sebagai biomarker tumor yang dibebaskan dengan sirkulasi darah dan urin merupakan senyawa yang dapat menyediakan informasi penting tentang keberadaan sel kanker. Protein ini bekerja mengatur stabilitas sel untuk mencegah proses mutasi genomic dengan aktivitas biokimia sebagai factor transkripsi. Beberapa metode telah dikembangkan untuk mendeteksi protein p53 sebagai penanda kanker, dimulai dari metode konvensional seperti enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), Novel chip-based immuno assays dengan kombinasi Raman spectroscopy, LC-MS, Electrochemical-based p53 seperti biosensors dan SPR nanosensor. Namun, metode yang telah disebutkan sangat membutuhkan perlakuan awal sampel berupa pemisahan dan perkonsentrasi protein p53 dari matriks sampel. Oleh karena itu, diperlukan kandidat jalur yang lebih efektif dengan mengintegrasikan proses pemisahan dan identifikasi p53 dengan metode ekstraksi fasa padat.
Keberhasilan pengembangan ekstraksi fasa padat sangat bergantung pada material yang dikembangkan. Pengembangan ekstraksi fasa padat berbasis material Molecular Imprinting Polymers (MIP) untuk ekstraksi selektif protein telah menarik perhatian yang besar dari para peneliti, karena selain memiliki selektifitas yang baik terhadap protein, reusability yang tinggi, juga relatif memiliki cost-effectiveness yang baik. Pengembangan material MIP berbasis karbon berstruktur nano seperti kuantum graphene dan carbon nitride nanotube telah dilaporkan sebelumnya berhasil dikembangkan untuk pendeteksian spesi biologis. Namun, jika dibandingkan dengan nanomaterial berbasis karbon lainnya seperti carbon nanotube dan fullerene, maka graphene dan turunannya memiliki luas permukaan yang lebih besar dengan kemungkinan mengadsorpsi analit yang lebih baik. Graphene oxide (GO) sebagai turunan graphene dengan struktur dua dimensi dari susunan cincin heksagonal C-sp2 dan C-sp3 memiliki gugus fungsional teroksigenisasi pada permukaanya yang dapat menyediakan afinitas adsorpsi yang kuat terhadap molekul protein. Untuk menanggulangi beberapa kelemahan kombinasi MIP dan GO seperti rendahnya efisiensi transfer massa dan reusability yang rendah, maka kombinasi dengan material magnetic Fe3O4 sebagai struktur tunggal hibrida dapat memudahkan pemisahan non-kovalen sehingga dapat menyederhanakan proses ekstraksi.
Dalam laporan ini, kami berhasil mensintesis material magnetic GO-Fe3O4 dari kayu kusambi (Schleichera oleosa) dengan metode co-presipitasi yang selanjutnya dimodifikasi dengan MIP membentuk material hibrida p53-poly(MAA-co-EGDMA)@GO-Fe3O4. Performa material hasil sintesis dievaluasi menggunakan parameter rasio komponen wild p53 : monomer : crosslinker, dimana menunjukkan bahwa pada rasio P3 (1:4:8) menghasilkan material dengan efisiensi ikatan yang baik. Hasil evaluasi parameter pengaruh jenis pelarut terhadap swelling ratio dari MIP@GO-Fe3O4 memperlihatkan bahwa pelarut kloroform yang dipakai sebagai porogen memiliki pengaruh yang besar tehadap nilai swelling ratio. Material dikarakterisasi dengan menggunakan berbagai instrument yaitu FTIR, SEM-EDX, XRD, dan BET BJH. Hasil analisis FTIR menunjukkan keberadaan protein p53 dalam struktur MIP@GO-Fe3O4 unleached yang dikonfirmasi oleh pembentukan pita absorpsi baru pada daerah 1629.09 cm-1 dan 1541.95 cm-1 sebagai karakteristik vibrasi stretching pada masing-masing gugus amida I dan amida II. Pita tajam pada daerah 1713.27 cm-1 mengindikasikan keberadaan gugus karbonil pada masing-masing struktur NIP@GO-Fe3O4, MIP@GO-Fe3O4 unleached dan MIP@GO-Fe3O4.
Konfirmasi keberadaan nanopartikel Fe3O4 ditunjukkan oleh pembentukan pita serapan pada daerah 594.45 cm-1 yang berhubungan denga vibasi stretching dari Fe-O. Hasil analisis SEM-EDX menunjukkan bahwa material MIP@GO-Fe3O4 memiliki permukaan yang kasar dengan konstituen mayor ialah unsur C (58.50 %), unsur O (32.68 %) dan unsur Fe (4.35%) yang mengonfirmasi keberhasilan sintesis. Pada material NIP@GO-Fe3O4 juga terlihat pembentukan permukaan yang kasar dengan distribusi nanopartikel Fe3O4 yang baik. Komposisi unsur pada NIP@GO-Fe3O4 ialah unsur C (60.17%), unsur O (34.39%), dan unsur Fe (5.23%). Analisis XRD memperlihatkan bahwa keberadaan protein p53 tidak mempengaruhi kristalinitas susunan MIP@GO-Fe3O4 sehingga relative sama dengan NIP@GO-Fe3O4. Analisis BET-BJH memperlihatkan bahwa kurva loop hysteresis yang terbentuk pada analisis MIP@GO-Fe3O4 dan NIP@GO-Fe3O4 mengikuti tipe H-4 dengan karakter tipe I isotherm yang mengindikasikan kedua material diklasifikasikan sebagai material mikropori. Berdasarkan parameter luas permukaan BET, total volume pori, volume mesopori dan rata-rata ukuran pori dari MIP@GO-Fe3O4 yang lebih kecil dibandingkan dengan NIP@GO-Fe3O4 mengindikasikan bahwa protein p53 sebagai template berhasil dibebaskan dari struktur pori material.
Penulis: Dr. Handoko Darmokoesoemo, Drs., DEA
Link terkait tulisan di atas: Apris A. Adu, Yantus A.B. Neolaka, Arsel A. Pau Riwu, Munawar Iqbal, Handoko Darmokoesoemo, Heri Septya Kusuma, Synthesis, characterization and evaluation of swelling ratio on magnetic p53-poly(MAA-co-EGDMA)@GO-Fe3O4 (MIP@GO-Fe3O4)-based p53 and graphene oxide from kusambi wood (Schleichera oleosa). https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.08.003
