Sensor Fluoresens Etanol Berbasis Membran Selulosa Asetat/Pluronik/Nile Red

SENSOR FLUORESENS ETANOL BERBASIS MEMBRAN
SELULOSA ASETAT/PLURONIK/NILE RED

DONI NOTRIAWAN

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertas berjudul Sensor Etanol
Berbasis Membrane Selulosa Asetat/Pluronik/Nile red adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, April 2016
Doni Notriawan
NIM G451130131

RINGKASAN
DONI NOTRIAWAN. Sensor Fluoresens Etanol Berbasis Membran Selulosa
Asetat/Pluronik/Nile red . Dibimbing oleh SRI MULIJANI, DYAH ISWANTINI
PRADONO dan REKI WICAKSONO.
Etanol merupakan senyawa golongan alkohol yang memiliki sifat volatil,
tidak bewarna, dan larut dalam air. Dalam kehidupan sehari-hari etanol digunakan
sebagai pelarut, bahan bakar, dan disinfektan. Selain itu etanol juga digunakan
dalam berbagai produk industri seperti bahan makanan, minuman, dan produk
obat-obatan). Berbagai macam metode telah digunakan dalam mendeteksi etanol
seperti FT-IR, kromatografi gas, kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC), dan
Spektrofotometer Raman. Sensor merupakan metode yang dapat mendeteksi analit
dengan cepat dan akurat. Sensor optik merupakan salah satu metode yang dapat
mendeteksi etanol secara cepat dan fabrikasi yang mudah. Sensor optik terdiri dari
larutan pewarna reagen bergerak dalam matriks organik atau anorganik. Membran
selulosa asetat merupakan suatu polimer biodegradasi sintetik yang memiliki sifat
permeabilitas dan biodegradabilitas yang cukup tinggi, tidak beracun dan

memiliki kemampuan untuk dikompositkan dengan berbagai bahan. Pewarna nile
red memiliki potensi untuk digunakan dalam sensor optik etanol. Sehingga, perlu
dikaji untuk pembuatan sensor etanol menggunakan membran selulosa asetat
sebagai matriks dari pewarna nile red.
Membran dibuat dengan melarutkan 80:20 % CA dan pluronik F127 dengan
pelarut aseton dan diaduk selama 4 jam, kemudian ditambahkan pewarna nile red
dengan konsentrasi 1%, 2%, dan 3% diaduk selama 4 jam. Campuran didiamkan
semalam untuk menghilangkan gelembung membrane dicetak pada plat kaca yang
telah diberi selotip dengan ketebalan 0.22 mm. membrane dilepaskan dengan
direndam pada akuades 60 °C. Pengukuran sensor optic etanol menggunaka
spektrofotometer fluoresens. Membrane dikarakterisasi menggunakan Scanning
Electron Microscopy (SEM) and perkin elmer sprctrum one Fourier Transform
Infra-red (FT-IR).
Hasil fluoresens menunjukan intensitas maksimum pada 630-640 nm.
Membran dengan konsentrasi 1% menghasilkan nilai r2, limit deteksi, limit
kuantitasi, akurasi dan presisi sebesar 0.9789, 5.1%, 17.01%, 3.92, dan 99.8 %.
Pada peneltian ini membrane sensor etanol diuji dengan larutan methanol dan
propanol. Intensitas emisi fluoresens larutan metanol, etanol dan propanol sebesar
15113.56, 16573.75, dan 18495.97. sensor yang diuji pada campuran metanol,
etanol dan propanol intensitas emisi fluoresens meningkat dua kali lipat. Sensor

ini belum selektif untuk mendeteksi etanol karena memiliki interferensi dari
senyawa golongan alkohol lainnya. Berdasarkan hasil FT-IR dan SEM pewarna
nile red telah terimmobilisasi pada membrane selulosa asetat/pluronik.
Kata kunci: etanol, sensor fluoresens, nile red, selulosa asetat, pluronik
spektrofotometer fluoresens

SUMMARY
DONI NOTRIAWAN. Ethanol Fluorescence Sensor Based On Cellulose
Acetate/Pluronic/Nile red. Supervised by SRI MULIJANI, DYAH ISWANTINI
PRADONO and REKI WICAKSONO.
Ethanol is one of alcohol derivates that colorless, volatile and water
soluble. Ethanol commonly used as a solvent, fuel, and disinfectant. Ethanol also
used in food, drink and medicinal products. Several methods have been used to
detect ethanol such as FT-IR, gas chromatography and raman spectrophotometry.
Optical sensor could be one of the methods that has the ablity to detect ethanol as
quickly. This method has many advantages in terms of fabrication process, low
cost, sensitivity, and selectivity. Optical sensor consist of the dye reagents that
move to the organic or inorganic matrix. Cellulose acetate membrane is a
synthetic biodegradable polymer that has high permeability, nontoxic, and able to
be composited with various materials. Nile red dye has the potency to detect the

ethanol specifically on ethanol sensor. nile red dye based optical sensorthat
utilized to detect the liquid analite is still growing and developing. This study
amed to make and evaluate the etanol optic sensors based on cellulose
acetate/pluronic/nile red.
Ethanol sensor membrane was prepared by dissolving 80:20% CA and
Pluronic F127 into acetone mixed with magnetic stirrer for 4 hours then mixed
with nile red dye until the final concentration of the dye 1%, 2% and 3 %. The
mixture kept over night to remove the bubbles. The membrane was formed by
using glass plate with 0.22 mm thickness. The membrane was removed from the
plate by rinsed with deionized water at 60 °C. Measurement of Optical Sensor
system could be carried out using fluorescence spectrophotometer. Membran
wascharacterized by using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Perkin
Elmer Spectrum One Fourier Transform Infra-red (FT-IR).
The result of measurement of Fluorescent spectrophotometer shows that
maximum intensity at 630-640 nm. Linear regression equation (r2), limit of
detection, and limit of quantitation of membrane with 2% dye was 0.9625, 0.29%,
and 0.97%. This study also compared the fluorecent intensity of membrane which
were soaked with 5% methanol, ethanol and prophanol to identify the selectifity
of optical sensor. Fluorecent intensity of membrane that soaked with 5% of
methanol was 15113.56, 5% of ethanol was 16573.75 and 5% of prophanol was

18495.97. Based on membrane characterization with FT-IR and SEM, nile red dye
was immobilized into the membrane pores.
Keyword: ethanol, fluorescence sensor, nile red, cellulose acetate, pluronic,
fluorescence spectrofotometer.

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

SENSOR FLUORESENS ETANOL BERBASIS MEMBRAN
SELULOSA ASETAT/PLURONIK/NILE RED

DONI NOTRIAWAN

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Kimia

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji Luar Komisi Pada Ujian Tesis: Dr. Akhirudin Maddu, M.Si

Judul Tesis : Sensor Fluoresens Etanol Berbasis Membran Selulosa
Asetat/Pluronik/Nile red
Nama
: Doni Notriawan
NIM
: G451130131

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Sri Mulijani, MS
Ketua

Prof Dr Dyah Iswantini Pradono, MScAgr
Anggota

Dr Reki Wicaksono, MAgr
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi Kimia

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Dyah Iswantini Pradono, MScAgr

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 21 April 2016

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan dengan judul
Sensor Fluorensens Etanol Berbasis Membran Selulosa Asetat/Pluronik/Nile red.
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2015 sampai dengan Desember
2015.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Sri Mulijani, Ibu Prof Dr Dyah
Iswantini Pradono, MScAgr, dan Bapak Dr Reki Wicaksono Selaku Pembimbing,
Prof Dr Dyah Iswantini Pradono, MScAgr selaku Ketua Program Studi
Pascasarjana Kimia, Bu ayi dan Pak Mail selaku Laboran Kimia Fisik, dan Rekanrekan seperjuangan Pascasarjana Kimia angkatan 2013 yang telah banyak memberi
bantuan dalam menyelesaikan penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada Ayah, Ibu, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih
sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, April 2016
Doni Notriawan

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah

Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis

1
1
2
3
3
3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Sensor Optik
Membran Selulosa Asetat
Pluronik
Nile red

3
3
4

6
7

3 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Alat dan Bahan
Tahapan Penelitian
Karakterisasi Membran

8
8
8
8
10

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Sensor Etanol
Sensor Optik
Kinerja Sensor Etanol
Selektivitas Membran Sensor Etanol
Karakteristik Membran Sensor Etanol

11
11
11
13
14
16

5 SIMPULAN DAN SARAN

17

DAFTAR PUSTAKA

18

LAMPIRAN

19

RIWAYAT HIDUP

32

DAFTAR TABEL
1

Hasil Kinerja sensor optik etanol

14

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
16
17

Skema sensor optik (Haus. 2010)
Sensor optik etanol menggunakan solvatochromic dye a). nile red b).
nile blue
Hasil pengukuran spektrofotometer fluorosens sensor optik etanol
a) nile red b) nile blue
Struktur selulosa asetat (Mulder. 1996)
Mekanisme imobilisasi metil orange pada membran selulosa asetat
(Hosseini et al. 2014).
Mekanisme imobilisasi pyrogallol red pada membran selulosa
asetat
Struktur Pluronik
a. Struktur molekul pewarna nile red b. Perbedaan warn anile red
pada pelarut aseton dan etanol
Skema pengukuran intensitas emisi fluoresens menggunakan
Spektrofotomer
Membran Sensor etanol yang dibuat dengan konsentrasi a). 1%, b).
2%, dan c). 3%.
Diagram ilustrasi proses eksitasi pada spektrofotometer fluoresens
a) Perubahan warna membrane sensor etanol setelah direndam
larutan etanol. b) Hasil spektrum intensitas emisi fluoresens dari
membran sensor etanol
Hasil linieritas membran sensor etanol dengan variasi konsentrasi
pewarna nile red 1%, 2%, dan 3%.
Spektrum fluoresens membran sensor optik terhadap metanol,
etanol dan propanol
Spektrum fluoresens membran sensor optik terhadap campuran
metanol, etanol dan propanol
Hasil karakterisasi FT-IR membran sensor etanol a). membran
CA/Pluronik/Nile red, b) Selulosa asetat, c) pluronik, d) nile red
Hasil karakterisasi SEM dari membran sensor etanol a) Membran
CA/Pluronik/Nile red, b) Membran CA/Pluronik

3
4
4
5
5
6
6
7
9
11
12

12
13
15
15
16
17

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3

Tabel Nilai Intensitas
Konsentrasi Nile red 1%
Tabel Nilai Intensitas
Konsentrasi Nile red 2%
Tabel Nilai Intensitas
Konsentrasi Nile red 3%

Fluoresens

Membran

Sensor

Etanol

Fluoresens

Membran

Sensor

Etanol

22
23
Fluoresens

Membran

Sensor

Etanol
24

Persamaan garis, limit deteksi, dan limit kuantitasi Membran Sensor
Etanol Konsentrasi Nile red 1%
5 Persamaan garis, limit deteksi, dan limit kuantitasi Membran Sensor
Etanol Konsentrasi Nile red 2%
6 Persamaan garis, limit deteksi, dan limit kuantitasi Membran Sensor
Etanol Konsentrasi Nile red 3%
7 Penentuan Akurasi dari Membran Sensor Etanol Konsentrasi 1%
8 Penentuan Akurasi dari Membran Sensor Etanol Konsentrasi 2%
9 Penentuan Akurasi dari Membran Sensor Etanol Konsentrasi 3%
10 Penentuan Presisi Dari Membran Sensor Etanol Dengan Konsentrasi
Nile red 1%
11 Penentuan Presisi Dari Membran Sensor Etanol Dengan Konsentrasi
Nile red 2%
12 Penentuan Presisi Dari Membran Sensor Etanol Dengan Konsentrasi
Nile red 3%

4

25
27
28
29
30
30
31
32
33

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Etanol merupakan senyawa golongan alkohol yang memiliki sifat volatil,
tidak bewarna, dan larut dalam air (Staub & Sporri. 2014). Dalam kehidupan
sehari-hari etanol digunakan sebagai pelarut, bahan bakar, dan disinfektan. Selain
itu etanol juga digunakan dalam berbagai produk industri seperti bahan makanan,
minuman, dan produk obat-obatan (Akyilmas & Dinckaya. 2004). Oleh karena itu,
perlu dilakukan untuk mendeteksi etanol pada makanan, minuman, dan obatobatan. Hal ini bertujuan untuk mengawasi produk-produk yang mengandung
etanol. Berbagai macam metode telah digunakan dalam mendeteksi etanol seperti
FT-IR (Coldea et al. 2013), kromatografi gas (Wang et al. 2003), kromatografi
cair kinerja tinggi (HPLC) (Magolan. 2005), dan Spektrofotometer Raman
(Mendes et al. 2003). Metode tersebut mempunyai kelemahan seperti memerlukan
waktu yang lama dan teknisi yang terlatih dalam menganalisis etanol (Aziz et al.
2015), dengan demikian dibutuhkan metode lain yang lebih mudah, cepat dan
akurat. Sensor merupakan metode yang dapat mendeteksi analit dengan cepat dan
akurat.
Penelitian sensor dan biosensor dalam mendeteksi suatu senyawa terus
berkembang. Biosensor merupakan sensor yang menggunakan material bilogis
seperti enzim, antibodi, dan DNA sebagai molekul pengenal. Biosensor etanol
umumnya menggunakan enzim alkohol oksidase (AOx) dan alkohol
dehidrogenase. Shkotova et al (2006) mendeteksi etanol menggunakan teknik
biosensor dengan enzim alkohol oksidase (AOx) yang mampu mendeteksi
minimal konsentrasi etanol 3.5x10-2 % (v/v) dengan respons waktu 0.3 detik.
Biosensor menggunakan enzim AOx masih dipengaruhi oleh keberadaan O2.
Salager et al. (2006) melaporkan biosensor etanol menggunakan enzim alkohol
dehidrogenase yang mampu mendeteksi etanol dengan konsentrasi etanol 0.05–10
mmol L−1. Teknik biosensor mampu mendeteksi etanol dengan cepat, batas
deteksi rendah dan akurat. Penggunaan enzim pada biosensor memiliki masalah
yaitu harga enzim yang mahal, rentan terhadap suhu, pH, dan tekanan
(Chandrasekharan et al. 2008). Sensor optik menjadi salah satu metode yang
mampu mendeteksi etanol dengan cepat dan fabrikasi yang mudah.
Sensor optik merupakan sensor berdasarkan dari reaksi analit dengan
lapisan sensitif yang mengakibatkan perubahan absorbansi, pantulan cahaya
ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan. Perkembangan sensor
optik sangat menarik karena aplikasi dalam bidang biologi, bioteknologi, dan
ekologi. Sensor optik memiliki kelebihan yaitu fabrikasi mudah, sensitifitas dan
selektifitas yang baik, serta biaya rendah. Sensor optik terdiri dari larutan pewarna
reagen bergerak dalam matriks organik atau anorganik (Sarlak & Anizadeh. 2011).
Berbagai penelitian mengenai sensor optik etanol terus berkembang
sampai saat ini. Sensor optik mampu mendeteksi etanol dalam cairan maupun gas.
Kalathimekkad et al. (2015) telah melakukan pembuatan sensor optik gas alkohol
berbasis flourosens. Pada tahun 2001 Blum et al membuat sensor etanol
menggunakan pewarna Reichardt’s yang mampu mendeteksi etanol pada
konsentrasi 1-20% v/v. Petrova (2007) membuat sensor etanol menggunakan

2
pewarna nile blue chloride sebagai molekul pengenal dari etanol. sensor tersebut
mampu mendeteksi kadar etanol dari 5-90 %(v/v) dengan waktu respons dari
sensor yaitu 4-8 menit. Pada penelitian tersebut nile blue chloride diimobilisasi
pada hidrogel polietilen glikol dimetaakrilat. Imobilisasi molekul pengenal pada
sensor mampu meningkatkan efektivitas dari sensor. Dubas (2006) telah
melakukan pembuatan sensor menggunakan pewarna nilosan untuk proses sensor
optik etanol. Sensor optik dengan pewarna nilosan ini menggunakan teknik
Polielektrolit multilapis (PEM). Molekul nilosan pada poli elektrolit multi lapis
bertindak sebagai polianion yang memiliki 2 gugus sulfonat akan berinteraksi
secara elektrostatik dengan kitosan sebagai polikation. Molekul nilosan inilah
yang nantinya akan bertindak sebagai agen pendeteksi etanol dengan konsentrasi
nilosan 0.14mM. Beberapa cara imobilisasi ionofor pada sensor optik dapat
dilakukan seperti penjebakan, film berlapis-lapis (Dubas. 2006), sol-gel (Plaschke
et al. 2013), dan ikatan kovalen (Hoseini et al. 2014). Pada tahun 2005 Ensafi et
al. membuat sensor menggunakan pyrogallol red yang merupakan senyawa
pendeteksi senyawa kobalt dan diimobilisasi pada membran selulosa asetat.
Penggunaan membran selulosa asetat sebagai matriks imobilisasi suatu pewarna
pada peneltian tersebut menghasilkan sensor dengan presisi dan akurasi yang baik.
Membran selulosa asetat merupakan suatu polimer biodegradasi sintetik
yang memiliki sifat permeabilitas dan biodegradabilitas yang cukup tinggi, tidak
beracun dan memiliki kemampuan untuk dikompositkan dengan berbagai bahan.
Modifikasi membran dilakukan melalui pencampuran dengan material pendukung
yang bertujuan mendukung sifat membran tersebut. Material yang umum
digunakan dalam modifikasi membran seperti pluronik (Lv et al. 2007) dan
polietilen glikol (Bai et al. 2012). Kalathimekkad et al. (2015) telah melakukan
pembuatan sensor gas alkohol berbasis fluoresens menggunakan pewarna nile red
yang diimobilisasi pada polimer Polydimethylsiloxane (PDMS). Sensor ini
mampu mendeteksi keberadaan gas etanol yang ditandai dengan perubahan warna
dan perubahan sifat optik dari pewarna. Sehingga pewarna nile red memiliki
potensi sebagai pengenal pada sensor etanol. Pengembangan pewarna nile red
dalam sensor etanol yang analitnya berupa cairan masih belum dilakukan. Hal ini
penting dilakukan mengingat keberadaan etanol dalam kehidupan sehari-hari yaitu
berupa cairan. Berdasarkan uraian tersebut membran selulosa asetat dan pewarna
nile red memiliki potensi untuk digunakan dalam sensor optik etanol. Sehingga,
perlu dikaji untuk pembuatan sensor etanol menggunakan membran selulosa
asetat sebagai matriks dari pewarna nile red.

Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang yang tersaji di atas, maka dapat diambil
suatu rumusan masalah membran selulosa asetat/pluronik dan pewarna nile red
memiliki potensi untuk digunakan dalam sensor optik etanol. Sehingga, perlu
dikaji untuk pembuatan sensor etanol menggunakan membran selulosa
asetat/pluronik dan pewarna nile red.

3
Tujuan Penelitian
Berdasarkan dari rumusan masalah tujuan dari penelitian ini adalah
membuat dan mengkaji membran sensor etanol yang berbahan dasar dari selulosa
asetat/pluronik/nile red.
Manfaat Penelitian
Memberikan informasi keilmuan membran selulosa asetat/pluronik yang
terimobilisasi nile red dapat diaplikasikan dalam sensor optik etanol.

Hipotesis
Membran sensor etanol yang dibuat menggunankan membran selulosa
asetat/pluronik/nile red mampu mendeteksi larutan etanol dengan limit deteksi
rendah, sensitifitas dan selektifitas yang tinggi.
.

2 TINJAUAN PUSTAKA
Sensor Optik
Sensor optik merupakan suatu perangkat yang mengkonversi sinar cahaya
menjadi sinyal elektronik. Mekanisme sensor optik ini mirip dengan resistor foto
yang mengukur kuantitas fisik cahaya dan menerjemahkan untuk dapat dibaca
oleh instrument. Sensor optik ini mampu mengukur perubahan satu atau lebih
sinar cahaya.

Gambar 1 Skema sensor optik (Haus. 2010)
Perubahan ini didasarkan oleh perubahan intensitas cahaya. Sensor optik
dapat bekerja baik pada metode single poin atau distribution of point. Metode
single point merupkan perubahan fasa tunggal untuk mengaktifkan sensor
sedangkan distribusi yaitu sensor aktif melalui serangkaian serat optik.
Komponen dari sensor optik terdiri dari sumber cahaya, detector cahaya, dan
elemen optik. Penggunaan sensor optik untuk mendeteksi etanol telah
berkembang. Berbagai peneltian telah dilakukan membuat sensor optik untuk
mendteksi alkohol menggunakan solvatochromic dye seperti nile blue

4
(Chandrasekharan et al. 2008), reichardt’s dye (Han et al. 2007), dan nile red
(Kalathimekkad et al. 2015).

a
b
Gambar 2. Sensor optik etanol menggunakan solvatochromic dye a). nile
red b). nile blue
Gambar 2 menunjukan sensor optik etanol menggunakan solvatochromic
dye. Gambar 2a sensor optik yang dibuat menggunakan pewarna nile red terlihat
perubahan warna yang terjadi dari jingga menjadi merah muda. Gambar 2b sensor
optik yang dibuat menggunakan pewarna nile blue mengalami perubahan warna
dari biru ke merah. Hal ini menunjukan adanya perubahan optik yang terjadi
ketika sensor bereaksi dengan analit. Hasil pengukuran spektrofotometer
fluoresens menunjukan perubahan intensitas ketika sensor bereaksi dengan analit
yang terlihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Hasil pengukuran spektrofotometer fluorosens sensor optik etanol a)
nile red b) nile blue
Membran Selulosa Asetat
Membran adalah selaput semi permeabel yang berupa lapisan tipis,
memisahkan dua fasa dengan cara menahan komponen tertentu dan melewatkan
komponen yang lain (Osada & Nakagawa 1992). Membran dapat diklasifikasikan
menjadi beberapa macam, di antaranya (1) berdasarkan bahan dasar, yaitu organik
dan anorganik, (2) dari segi struktur: simetrik dan asimetrik, (3) morfologi:
berpori dan tidak berpori, dan (4) dari segi bentuk: lembaran datar, serat berongga,

5
dan tubular (Ghosh 2003). Mulder (1996) menggolongkan membran berdasarkan
material asalnya menjadi dua macam, yaitu membran alami yang terdapat pada sel
tumbuhan, hewan, dan manusia; dan membran sintetik yang dibuat sesuai
kebutuhan dan sifatnya disesuaikan dengan membran alami. Selain itu, membran
juga dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsi dan ukuran pori-porinya. Proses
pembuatan membran dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya adalah
sintering, stretching, track-etching, template-leaching, phase inversion dan
coating.

H

CH2OCOCH3

OCOCH3

OCOCH3H
H
O

H

O

H

H

*

*

H
OCOCH3H

O

H

CH2OCOCH3

H

OCOCH3 n

Gambar 4. Struktur selulosa asetat (Mulder. 1996)
Gambar 4 menunjukan struktur dari selulosa asetat. Gugus hidroksil yang
tersubtitusi oleh gugus asetil berpengaruh terhadap aplikasi selulosa asetat.
Selulosa asetat tidak mudah terbakar jika dibandingkan dengan selulosa nitrat.
Membran selulosa asetat digunakan untuk metode pemisahan seperti ultrafiltrasi
dan osmosis balik.

O
Metil Orange

HC

N

C

H
N

H2
C

H+ pH=2
OH

O
HC

N

C

H
N

H2
C

O
O S
O

N

N

N

Gambar 5. Mekanisme imobilisasi metil orange pada membran selulosa asetat
(Hosseini et al. 2014).
Selulosa asetat merupakan ester organik selulosa yang berupa padatan
putih, tidak berbau dan tidak berasa serta merupakan ester yang paling penting
yang berasal dari asam organic (Kirk. 2005). Selulosa asetat secara umum dapat
dibedakan menjadi selulosa triasetat dan selulosa diasetat. Secara komersial

H2O

6
selulosa asetat dibuat dengan menggunakan bahan baku kapas dan pulp kayu
bermutu tinggi, karena selulosa yang digunanakan dalam produksi selulosa asetat
harus memiliki kemurnian yang tinggi. Pembuatan membran selulosa asetat
biasanya dilakukan dengan cara inversi fasa melalui proses pencelupan (Mulder.
1996). Pada sensor optik membran CA dapat dijadikan media imobilisasi molekul
pengenal. Pada sensor optik pH metil orange di imobilisasikan ke membran
selulosa asetat. Seperti pada Gambar 5 mekanisme imobilisasi metil orange di
membran selulosa asetat yang telah dimodifikasi permukaannya menggunakan
thiourea dan polivinil alkohol (Hosseini et al. 2014). Ensafi et al. (2004)
melaporkan reseptor senyawa pyrogallol red dapat diimobilisasi pada membran
selulosa asetat. Sensor ini menggunakan thiourea dan polivinil alkohol sebagai
jembatan untuk pirogalol berikatan dengan membran selulosa asetat (Gambar 6).

H
C

NCONH

CH2OH

H
C

NCONH CH2

O
HO
O
Gambar 6. Mekanisme imobilisasi pyrogallol red pada membran selulosa asetat

Pluronik
Pluronik atau dapat disebut poloxamer termasuk polimer dengan jenis
kopolimer blok yang mengandung kopolimer polioksietilena-polipropilena dengan
kisaran konsentrasi antara 20-30 % (Gambar 5). Gugus oksietilena sebagai gugus
hidrofilik sedangkan gugus propilena sebagai gugus hidrofobik pada pluronik
(Escobar et al 2006). Pluronik memiliki bobot molekul 12,600 g/mol dan berat
jenis 500 kg/m3. Pluronik berbentuk padat, partikel kasar, dan berwarna putih.
Kelarutan pluronik dalam air adalah 175 g/L (23 °C). Pluronik tidak akan
menyebabkan iritasi apabila terkena mata ataupun kulit (Brenntag. 2007).
Pluronik memiliki HLB berkisar antara 18-23.
H(O-CH2-CH2)a(O-CH-CH2) b(O-CH2-CH2)aOH
CH3

Gambar 7. Struktur Pluronik
Hal ini menyebabkan pluronik dapat larut dalam pelarut organik yang
polar (Salager. 2002). Pada pembuatan membran pluronik ini berfungsi sebagai

SO3H

7
porogen dari membran tersebut. Penambahan pluronik pada pembuatan membran
selulosa dapat memberikan pengaruh membran selulosa asetat terhadap air.
Membran selulosa asetat yang dibuat dengan menambahkan pluronik dapat
membuat sifat membran menjadi hidrofilik dan meningkatkan porositas dari
membran (Lv et al. 2007).

Nile red
Pewarna nile red merupakan salah satu pewarna solvatokromik memiliki
potensi sebagai molekul indicator. Pewarna ini sebagai parameter empiris untuk
menentukan kepolaran dari suatu pelarut. Pewarna ini bersifat fotokimia yang
memiliki koefisien partisi yang tinggi dari air ke pelarut hidrofobik. Pada teknik
sensor pewarna nile red telah umum digunakan sebagai molekul indicator.
Levitsky I dan Krivoshlykov SG (2001) telah membuat sensor menggunakan
pewarna nile red yang dikompositkan dengan film polimer untuk mendeteksi gas
organofosfat.

N

N

O

a

O

b

Gambar 8 a. Struktur molekul pewarna nile red b. Perbedaan warna nile red pada
pelarut aseton dan etanol
Ali R et al (2011) membuat sensor gas CO2 menggunakan nile red sebagai
molekul indicator. Molekul nile red pada sensor tersebut dilarutkan pada matriks
polimer etil asetat. Pada Gambar 8 terlihat struktur dari nile red dan perbedaan
warna ketika nile red dilarutkan dengan pelarut aseton dan etanol. Sifat fluoresens
dari nile red ditimbulkan dari molekul aromatik dan gugus –N(CH3)2. Pewarna
nile red yang dilarutkan dengan aseton memiliki warna merah muda. Sedangkan,
pewarna nile red yang dilarutkan dengan etanol memiliki warna ungu.

8

3 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan mulai bulan Agustus-November 2015 bertempat di
Laboratorium Kimia Fisik dan Laboratorium Bersama Departemen Kimia
FMIPA IPB, Laboratorium Fisika IPB, Lab forensik Markas Besar Kepolisian
Indonesia, dan Lab Analisis Universitas Islam Negeri Jakarta.

Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini meliputi seperangkat alat kaca,
magnetic stirrer, spektrofotometer fluorosens ocean optic, Fourier transform
infrared (FT-IR) perkin elmer sprctrum one, dan Scanning Elelctron Microscope
(SEM) Carl Zeis EVO MA 10. Bahan yang digunukan meliputi slulosa asetat,
pluronik F127, nile red, aseton, etanol, methanol, dan propanol.

Tahapan Penelitian
Dalam penelitian membuat dan mengkaji sensor optik etanol berbasis
membran selulosa asetat imobilisasi nile red terdiri dari beberapa tahapan yaitu ;
pembuatan membran selulosa asetat dan imobilisasi nile red , karakterisasi
membran, pengukuran Spektrofotometer Fluoresens dan sensor etanol

Pembuatan Membran Sensor Etanol
Pembuatan membran dilakukan dengan cara pembalikan fasa (modifikasi Lv
et al. 2007). Tahap pertama diawali dengan pembuatan larutan polimer selulosa
asetat pluronik dengan perbandingan komposisi 80:20% dalam 100 ml aseton.
Campuran tersebut diaduk menggunakan magnetik stirrer selama 4 jam. Setalah
itu dilakukan proses pencampuran larutan polimer selulosa asetat/pluronik dengan
pewarna nile red. Larutan nile red dibuat dengan konsentrasi 4% dicampurkan
pada larutan polimer selulosa asetat/pluronik. Campuran tersebut diaduk
menggunakan magnetic stirrer selama 4 jam. Setelah itu campuran didiamkan
selama semalam untuk menghilangkan gelembung. Membran dicetak pada plat
kaca yang telah diberi selotip pada sisinya dengan ketebalan 0.22 mm. Membran
yang menempel pada pelat kaca selanjutnya membran dilepaskan dari pelat kaca
dengan cara merendam plat kaca di dalam wadah yang berisi akuades dengan
suhu 60oC. Penambahan larutan nile red dilakukan dengan konsentrasi 1, 2, dan
3%.

9
Pengukuran Kinerja Sensor Etanol Dengan Spektrofotometer Fluoresens
Membran diuji sensor etanol menggunakan spektrofotometer fluoresens padat.
Membran dipotong dengan ukuran 1x2.5 cm kemudian dimasukkan kedalam
campuran etanol dengan berbagai konsentrasi. Membran direndam selama 5 menit
kemudian membran diletakkan pada holder kuvet kemudian dilakukan proses
pengukuran intensitas fluorosens seperti pada Gambar 9. Pengukuran dilakukan
menggunakan sumber sinar laser dengan panjang gelombang 405nm.

Gambar 9. Skema pengukuran intensitas emisi fluoresens menggunakan
Spektrofotomer
Pengujian membran dilakukan pada kadar konsentrasi etanol 1- 40% v/v
dengan retang 5%. Intensitas emisi fluoresens yang diperoleh kemudian dibuat
grafik persamaan regresi linier. Pengukuran kinerja sensor optik etanol meliputi
limit deteksi, limit kuantitasi, presisi, dan akurasi.

Penentuan Limit Deteksi dan Limit Kuantitas
Penentuan limit deteksi (LD) dan limit kuantitas dapat menggunakan
rumus :
LD/LQ =

k x SD
s

Keterangan :
LD/LQ = Limit deteksi atau limit kuantitas
k
= Nilai k berlaku 3 untuk imit deteksi dan 10 untuk limit kuantitas
SD
= Standar deviasi
s
= Rerata kemiringan kurva standar

Uji Akurasi
Uji akurasi dapat dinilai dari persen perolehan kembali suatu pengukuran.
Penentuan akurasi dapat menggunakan rumus :

10

% Perolehan Kembali

CF
CA
C*A

= konsentrasi total sampel yang diperoleh dari pengukuran
= konsentrasi sampel sebenarnya
= konsentrasi analit yang ditambahkan

Uji Ketelitian
Uji ketelitian dilakukan dengan melihat persen standar deviasi relatif
dengan menggunakan rumus :
% RSD =

SD
x 100%
x

Keterangan :
RSD
= standar deviasi relatif
SD
= standar deviasi
x
= rerata intensitas

Pengujian Selektivitas Membran Sensor Etanol Dengan Larutan Metanol
Dan Propanol
Pada sensor perlu dilakukan pengujian untuk melihat pengaruh dari
senyawa lain yang dapat mengganggu respons pada sensor. Pengujian ini untuk
melihat seberapa selektif membran dalam sensor etanol. Membran diuji dengan
larutan tunggal dan campuran dari ketiga larutan alkohol tersebut. Pengujian
membran dengan larutan tunggal metanol, etanol, dan propanol dilakukan pada
konsentrasi 5%. Pengujian sensor dengan campuran metanol, etanol, dan propanol
konsentrasi 5% dilakukan dengan variasi perbandingan 1:1:1, 1:2:1, 1:1:2, dan
2:1:1.

Karakterisasi Membran
Karakterisasi membran sensor etanol dilakukan menggunakan Scanning
electron microscope (SEM) dan Fourier transform infrared (FT-IR). Karakterisasi
membran menggunakan SEM bertujuan untuk melihat morfologi permukaan dari
membran sebelum dan sesudah penambahan pewarna nile red. Pengujian dengan
FT-IR untuk melihat gugus fungsi yang terdapat pada membran sensor etanol.
Hasil FT-IR dari membran sensor etanol dibandingkan dengan hasil pengujian
dari senyawa selulosa asetat, pluronik, dan nile red.

11

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Sensor Etanol
Membran sensor etanol yang dibuat menggunakan teknik pembalikan fasa
menghasilkan membran yang transparan dan berwarna merah muda seperti pada
Gambar 10. Warna merah muda yang dihasilkan pada membran berasal dari
pewarna nile red yang sebelumnya dilarutkan pada pelarut aseton. Proses
pengadukan dapat berperan dalam menghasilkan membran yang homogen.
Pengadukan membran selama 4 jam mampu membuat campuran antara membran
dan pluronik yang homogen. Namun, pengadukan campuran membran memiliki
efek yang membuat campuran terdapat gelembung udara. Gelembung udara pada
campuran membran dapat mengakibatkan membran menjadi berlubang pada saat
membran dicetak. Pendiaman selama semalam membran mampu menghilangkan
gelembung udara pada campuran.

Gambar 10. Membran Sensor etanol yang dibuat dengan konsentrasi a). 1%, b).
2%, dan c). 3%.
Sensor Optik
Pengujian membran sensor etanol dilakukan dengan cara membran
direndam pada larutan etanol selama 5 menit. Perendaman membran
menghasilkan perubahan degradasi warna dari merah muda ke ungu seperti yang
terlihat pada Gambar 12a. Perubahan degradasi warna yang terjadi kemungkinan
hasil dari reaksi antara pewarna yang terdapat pada membran dengan nile red.
Pengukuran intensitas emisi fluoresens dilakukan untuk melihat perubahan
intensitas emisi fluoresens yang terjadi. Pengukuran dilakukan menggunakan
spektrofotometer fluoresens padat ocean optik. Membran yang telah direndam
menggunakan larutan etanol dengan konsentrasi tertentu ditembakkan
menggunakan sumber energi tertentu sehingga molekul nile red yang terdapat
pada membran mengalami eksitasi (1) dari S0 ke S1 seperti Gambar 11. Keadaan
eksitasi ini terjadi pada waktu yang sangat singkat 10-5-10-8 detik. Selama proses
yang singkat tersebut molekul kehilangan energi dan mengalami relaksasi (2) dari
keadaan eksitasi S1 ke keadaan dasar (3). Dari proses relaksasi singlet tersebut

12
menghasilkan intensitas emisi fluoresens. Intesitas emisi fluoresens pada suatu
molekul ini juga dipengaruhi keadaan lingkungan seperti suhu, pH, oksigen
terlarut dan pelarut (Amersham, 2002).

Gambar 11. Diagram ilustrasi proses eksitasi pada spektrofotometer fluoresens
Pada Gambar 12b hasil pengukuran fluoresens menunjukan intensitas
maksimum pada panjang gelombang 630-640nm. Hasil tersebut tidak berbeda
jauh dengan penelitian yang dilaporkan oleh kalathimekad et al. (2015)
menghasilkan membran sensor gas etanol dengan emisi maksimum pada 590-610
nm. Intensitas yang dihasilkan terus bergantung pada konsentrasi etanol.

a

[EtOH]%

80000

Intensitas

60000
40000
20000
0
550

600

650
700
750
Panjang Gelombang

800

BLANKO
1%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%

b
Gambar 12. a) Perubahan warna membrane sensor etanol setelah direndam larutan
etanol. b) Hasil spektrum intensitas emisi fluoresens dari membran
sensor etanol
Membran yang direndam dengan blanko telah menghasilkan intensitas
10498.9 pada panjang gelombang 632 nm. Intensitas membran meningkat pada

b

13
saat membran direndam pada larutan etanol 1% menjadi 18930.21. Hasil tersebut
menunjukan adanya interaksi antara nile red pada membran dengan etanol yang
membuat intensitas emisi fluoresens meningkat. Dari hasil pengukuran sensor
pada larutan etanol dengan konsentrasi 1-40% menghasilkan semakin tinggi
konsentrasi etanol maka semakin tinggi intensitas emisi fluoresens yang
dihasilkan.

Kinerja Sensor Etanol
Dalam Uji linieritas dilakukan untuk melihat korelasi antara konsentrasi
etanol dengan intensitas emisi fluoresens yang dihasilkan (Harmita, 2004).
Pengujian dilakukan pada rentang konsentrasi etanol 1-40% dengan variasi
konsentrasi pewarna nile red 1, 2, dan 3%. Gambar 13 menunjukan hasil dari uji
linieritas membran sensor etanol dari ketiga konsentrasi pewarna. Dari hasil
tersebut, membran dengan konsentrasi pewarna 1% memiliki hasil linieritas nilai
R2 sebesar 0.9789 lebih besar dibandingkan konsentrasi lainnya. Pada konsentrasi
ini membran mampu mendeteksi dengan rentang kadar etanol dari 1 sampai 30%.
60000
50000

Intensitas

40000

[NileRed]%

30000

1%

20000

2%
3%

10000
0
0

10

20
30
[EtOH]%

40

50

Gambar 13. Hasil linieritas membran sensor etanol dengan variasi konsentrasi
pewarna nile red 1%, 2%, dan 3%.
Tabel 1 menunjukan hasil kinerja sensor etanol dari berbagai konsentrasi
nile red. Konsentrasi nile red 1% memiliki limit deteksi dan limit kuantitasi
paling rendah dibandingkan dengan konsentrasi lainnya yaitu 5.1 dan 17.01. Hal
tersebut menunjukan bahwa sensor mampu mendeteksi etanol dengan kadar 5.1 %.
Menurut Harmita, 2004 menjelaskan akurasi merupakan ukuran untuk
menunjukan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang
sebenenarnya. Akurasi dinyatakan sebagai persen perolehan kembali analit yang
ditambahkan. Suatu metode memiliki akurasi yang baik jika nilai Persen
perolehan kembali berada pada rentang 98-102%. Presisi merupakan ukuran yang
menunjukan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui
penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang
pada sampel yang diambil dari campuran homogen. Suatu metode memiliki

14
presisi Pada kadar 1% atau lebih, standar deviasi relatif antara laboratorium
adalah sekitar 2,5% ada pada satu per seribu adalah 5%. Pada kadar satu per sejuta
(ppm) RSDnya adalah 16%, dan pada kadar part perbilion (ppb) adalah 32%. Pada
metode yang sangat kritis, secara umum diterima bahwa RSD harus lebih dari 2%.
Hasil kinerja membrane sensor etanol dengan konsentrasi nile red 1 dan 2 %
menunjukan hasil akurasi pengukuran yang baik dengan nilai persen perolohan
kembali 99.8 dan 100.7 %. Sedangkan pada konsentrasi 3 % nilai persen
perolehan kembali dibawah rentang yang diperbolehkan yaitu 74.16%. Membran
dengan konsentrasi 2% memiliki nilai presisi yang baik diantara konsentrasi
lainnya yaitu 1%. Hasil kinerja sensor menunjukan pewarna nile red yang
diimobilisasi dengan selulosa asetat memiliki kinerja yang lebih baik dibandigkan
dengan pwarna nile red yang diimmobilisasi pada membran
PDMS
(Kalathimekkad et al. 2015). Namun, pewarna nile red yang diimmobilisasi pada
membran PDMS memiliki kelebihan perubahan warna yang terjadi terlihat jelas.
Jika dibandingan dengan sensor optik menggunakan pewarna lain seperti pewarna
Reichardt’s yang memiliki rentang konsentrasi deteksi dari 1-20% (Blum et al.
2001). Sensor ini memiliki rentang konsn trasi yang lebih lebar yaitu 1-35%.

Tabel 1. Hasil Kinerja sensor optik etanol
[Nile red]
(%)
1%
2%
3%

Persamaan Garis

R²

y = 1433.9x + 4700.5
y = 792.43x + 21144
y = 689.61x + 8207.2

0.9789
0.9625
0.9545

LOD
%
5.1
7.28
7.7

LOQ Presisi Akurasi
%
(%RSD)
%
17.01
3.92
99.8
26.09
1
100.7
25.8
48.067
74.16

Selektivitas Membran Sensor Etanol
Pengujian dilakukan dengan mengujikan membran dengan senyawa selain
etanol.senyawa dalam pengujian ini adalah senyawa metanol dan propanol pada
konsentrasi tertentu. Pengujian ini bertujuan untuk melihat bangaimana interaksi
membran dengan larutan metanol dan propanol. Dari Gambar 14 menunjukan
hasil pengukuran intensitas emisi fluoresens ketiga senyawa alkohol terlihat
membran memberikan respon intensitas yang berbeda saat direaksikan dengan
methanol, etanol, dan propanol. Intensitas emisi fluoresens yang dihasilkan
membran yang direndam dengan larutan metanol sebesar 15113,56. Hasil tersebut
lebih kecil dibandingkan dengan hasil intensitas pada larutan etanol dan propanol
yang masing-masing 16573,75 dan 18495,97. Hal ini terjadi kemungkinan karena
ketiga senyawa alkohol tersebut memiliki struktur dan kepolaran yang berbeda.

15

Intensitas

20000

Metanol5%

15000
Etanol 5%
10000
propanol 5%
5000
0
550

600

650

700

750

800

Panjang Gelombang

Gambar 14. Spektrum fluoresens membran sensor optik terhadap metanol, etanol
dan propanol
Pengujian yang dilakukan dengan larutan campuran dari metanol, etanol
dan propanol dengan variasi perbandingan 1:1:1, 1:2:1, 1:1:2, dan 2:1:1
menghasilkan intensitas berturut-turut 30611.69, 36573.66, 35099.41, dan
33395.39. Hasil intensitas sensor yang diuji pada campuran ketiga larutan alkohol
tersebut lebih besar dibandingkan dengan sensor yang diuji dengan larutan
tunggal. Hal ini menunjukan bahwa senyawa metanol dan propanol dengan
konsentrasi yang sama dapat menggangu pada pembacaan intensitas sensor etanol.
Pada sampel produk fermentasi kandungan konsentrasi methanol dan propanol
sebesar 20-40 mg/liter sedangkan etanol sebesar 12% (Jackson RS, 2014). Jadi,
kecilnya konsentrasi metanol dan propanol tersebut kemungkinan tidak akan
mengganggu pembacaan dari sensor jika sensor digunakan pada sampel wine.
40000
35000
30000

MeOH;EtOH;PrOH

25000

1;1;1

20000
15000

1;1;2

10000

1;2;1

5000

2;1;1

0
500

550

600

650

700

750

800

Gambar 15. Spektrum fluoresens membran sensor optik terhadap campuran
metanol, etanol dan propanol

16
Karakteristik Membran Sensor Etanol
Fourier Transform Infrared (FT-IR)
Karakterisasi membran sensor etanol menggunakan FT-IR bertujuan untuk
melihat dan mengkonfirmasi interaksi antara selulosa asetat, nile red, dan pluronik.
Karakterisasi dilakukan pada masing-masing senyawa tunggal dan membran
sensor etanol. Karakterisasi senyawa selulosa asetat sebagai matriks dari membran
sensor etanol. Pada Gambar 16b spektrum dari selulosa asetat menunjukan
spektrum yang mewakili ciri-ciri dari selulosa asetat. Pada spektrum tersebut
muncul peak pada bilangan gelombang 3430cm-1, 1754 cm-1, 1235 cm-1, dan 1052
cm-1. Bilangan gelombang tersebut menunjukan regangan dari gugus OH, C=O
ester, dan C-O ester (Pavia et al. 2009) .
Pada spektrum c senyawa pluronik yang merupkan senyawa pendukung
dari membran sensor etanol terdapat peak yang merupakan penciri dari senyawa
pluronik. Hasil FT-IR menunjukan adanya peak pada bilangan gelombang 3564
cm-1, 2905 cm-1, dan 1107 cm-1. Peak tersebut menunjukan regangan dari OH, CH alkana, dan C-O eter. Hasil ini serupa dengan hasil penelitian yang dilakukan
oleh Zhou et al. (2011) yang menunjukan peak penciri dari senyawa pluronik pada
bilangan gelombang tersebut. Spektrum a menunjukan spektrum dari membran
sensor etanol. Hasil spektrum menunjukan overlay regangan OH, C-H, C=O, dan
C-O sehingga intensitas yang dihasilkan sangat besar. Hasil FT-IR menunjukan
tidak adanya perubahan gugus fungsi yang terjadi pada membran sensor etano.

Gambar 16. Hasil karakterisasi FT-IR membran sensor etanol a). membran
CA/Pluronik/Nile red, b) Selulosa asetat, c) pluronik, d) nile red
Scanning Electron Microscope (SEM)
Karakterisasi menggunakan SEM bertujuan untuk melihat morfologi dari
membran sensor etanol yang dibuat. Membran yang dikarekterisasi yaitu
membran yang tanpa pewarna dan membran yang menggunakan pewarna nile red.
Gambar 17 hasil SEM membran sensor etanol yang dilakukan dengan pemindaian
penampang lintang dari membran. Membran diamati pada skala 10 µm dengan
perbesaran 1500 kali. Hasil SEM terlihat layer-layer dari membran yang homogen.

17

Gambar 17. Hasil karakterisasi SEM dari membran sensor etanol a) Membran
CA/Pluronik/Nile red, b) Membran CA/Pluronik
Gambar 14a membran yang mengandung pewarna nile red terlihat layer-layer
membran lebih rapat sedangkan Gambar 14b terliahat layer-layer membran
memiliki rongga. Hal itu menunjukan bahwa pewarna nile red yang dicampurkan
pada membran selulosa asetat dan pluronik telah mengisi pori-pori dari membran.

5 SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil penelitian, membran selulosa asetat/pluronik/nile red
memiliki potensi sebagai sensor etanol. membran sensor etanol menghasilkan
perubahan warna dari merah muda ke ungu. Membran dengan konsentrasi
pewarna nile red 1% memiliki potensi sebagai sensor etanol dengan daerah
deteksi konsentrasi etanol 5-40% dengan nilai r2 sebesar 0.9789. Sensor optik ini
mampu menghasilkan limit deteksi dan limit kuantitasi sebesar 5.1% dan 17.01%.
membran sensor etanol menghasilkan intensitas yang berbeda ketika membran
direaksikan dengan larutan metanol dan propanol. Membran sensor etanol yang
dibuat memliki interferensi dari senyawa golongan alkohol lainnya ketika sensor
direaksikan dengan campuran larutan metanol, etanol, dan propanol . Dari hasil
penelitian membran yang diuji dengan campuran metanol, etanol, dan propanol
terjadi kenaikan intensitas emisi fluoresens. Kenaikan intensitas emisi fluoresens
yang terbaca lebih besar dua kali lipat dari intensitas membran yang diuji pada
larutan tunggal etanol. Perlu dilakukan metode immobilisasi lain nile red di
matriks membran selulosa asetat agar menghasilkan membran yang lebih selektif.

18

DAFTAR PUSTAKA
Akyilmaz E dan Dinçkaya E. 2005. An Amperometric Microbial Biosensor
Development Based On Candida Tropicalis Yeast Cells For Sensitive
Determination Of Ethanol. Biosensors and Bioelectronics 20 ;1263–1269
Alizadeh K, Rezaei B, Khazaeli E. 2014. A New Triazene-1-Oxide Derivative,
Immobilized On The Triacetylcellulose Membrane As An Optical Ni2+
Sensor Sensors and Actuators B 193 : 267– 272
Amersham Bioscience. 2002. Fluorescence Imaging principles and methods.
Aziz A, Lim HN, Girei SH, Yaacob MH, Mahdi MA, Huang NM, Pandikumar A.
2015. Silver/Graphene Nanocomposite-Modified Optical Fiber
Sensorplatform For Ethanol Detection In Water Medium. Sensor and
actuator B.205. 119-125
Bai H, Zhou Y, Wang X, Zhang L. 2012. The Permeability and Mechanical
Properties of Cellulose Acetate Membranes Blended with Polyethylene
glycol600 for Treatment of Municipal Sewage. Procedia Environmental
Sciences16: 346–351doi:10.1016/j.proenv.2012.10.049
Blum P, Mohra GJ, Matern K, Reichert J, Ursula E. Spichiger-Keller a. 2001.
Optical Alcohol Sensor Using Lipophilic Reichardt’s Dyes In Polymer
Membranes. Analytica Chimica Acta 432 ;269–275
Brenntag. 2007. Basf pluronic F 127. Canada: Brenntag Canada Inc.
Coldea TE, Socaciu C, Fetea F, Ranga F, Pop RM , Florea M. 2013. Rapid
Quantitative Analysis of Ethanol and Prediction of Methanol Content in
Traditional Fruit Brandies from Romania, using FTIR Spectroscopy and
Chemometrics. Not Bot Horti Agrobo 41(1):143-149
Dubas T, Iamsamai C, Potiyaraj P. 2006. Optical Alcohol Sensor Based On DyeChitosan Polyelectrolyte Multilayers. Sensor and Actuators B.113:370-375
Ensafi AA and Aboutalebi A. 2005. A Versatile Stable Cobalt Optical Sensor
Based On Pyrogallol Red Immobilization On Cellulose Acetate Film.
Sensors and Actuators B 105:479–483
Escobar JJ, Lopez M, Naik A, Kalia YN, Quintanar D, Quintanar A. 2006.
Application Of Thermoreversible PLURONIC F-127 Gels In
Pharmaceutical Formulations. J Pharm Pharmaceut Sci. 9:3 339-358.
Ghosh R. 2003. Protein Bioseparation Using Ultrafiltration:Theory, Aplication,
and New Development. London: Imperial College Pr.
Haus J. 2010. Optical Sensors: Basics and Applications. WILEY-VCH Verlag
GmbH & Co. KGaA, Weinheim ISBN: 978-3-527-40860-3
Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode Dan Cara Perhitungannya.
Majalah Ilmu Kefarmasian. I:3. ISSN : 1693-9883
Hosseini M, Heydari R, Alimoradi M. 2014. A Novel pH Optical Sensor Using
Methyl Orange Based on Triacetylcellulose Membranes As Support.
Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.
128: 864–867
Jackson RS. 2014. Wine Science : Principles and Application. Fourth Edition.
ISBN: 978-0-12-381468-5

19
Kalathimekkad S, Missinne J, Schaubroeck D, Mandamparambil R, Steenberge
GV. 2015. Alcohol Vapor Sensor Based On Fluorescent Dye-Doped Optical
Waveguides. Ieee Sensors Journal. 15:1
Kirk B.E. and D.F. Othmer. 1985. Encyclopedia of Chemical Technology. The
interscience encyclopedia Inc. New York.
Kostov Y, Tzonkov S. 1993. Membranes for Optical pH Sensors. Analytica
Chimica Acta. 280:15-19.
Liu C, Bai, R. 2005. Preparation Of Chitosan/Cellulose Acetat Blend Hollow
Fiber For Adsorptive Performance. Journal of Membrane Science 267 : 6877
Magolan KM. 2005. Analysis Of Methanol, Ethanol And Propanol In Aqueous
Environmental Matrices. Department of Chemistry and Biochemistry.
University of North Carolina Wilmington
Mendes LS, Oliveira FCC, Suarez PAZ, Rubim JAC. 2003. Determination Of
Ethanol In Fuel Ethanol And Beverages By Fourier Transform (FT)-Near
Infrared and FT-Raman Spectrometries. Analytica Chimica Acta 493, 2 :
219–231
Mulder M. 1996. Basic Principles of Membrane Technology. Netherland: Kluwer
Academic.
Osada Y, Nakagawa T. 1992. Membrane Science and Technology. Marcel
Dekker.,Inc. New York.
Petrova S, Kostov Y, Jeffris K, Rao G. 2007. Optical Ratiometric Sensor for
Alcohol Measurements. Analytical Letters 40: 715–727.
Plaschke M, Czolk R, Ache HJ.1995. Fluorimetric Determination Of Mercury
With A Water-Soluble Porphyrin And Porphyrin-Doped Sol-Gel Films.
Analytica Chimica Acta 304:107- 113
Rinaudo M. 2006. Chitin and Chitosan: Properties and applications.
Prog.polym.sci 31:603-632
Ritcharoen W, Supaphol P, Pavasant P. 2008. Development of polyelectrolyte
multilayer-coated electrospun cellulose acetat fiber mat as composite
membranes. European polymer journal 44: 3963-3968
Salager JL. 2002. Surfactants Types and Uses. Venezuela: FIRP Booklet.
Santos AS, Pereira AC, Duran N, Kubota LT. 2006. Amperometric Biosensor For
Ethanol Based On Co-Immobilization Of Alcohol Dehydrogenase And
Meldola’s Blue On Multi-Wall Carbon Nanotube. Electrochimica Acta 52:
215–220
Sarlak N, Anizadeh M. 2011. Catalytic Determination Of Traces Of Rh(III) Using
An Optode Based On Immobilization Of Methyl Violet On A
Triacetylcellulose Membrane. Sensors and Actuators B 156 :176–180
Scaaf P and Voegel JC. 2010. Polyelectrolyte Multilayers. Nanoscience, DOI:
10.1007/978-3-540-88633-4 21
Shkotova L V, Alexey P. Soldatkin,. Gonchar MV, Schuhmann W, Dzyadevych
SV. 2006. Amperometric Biosensor For Ethanol Detection Based On
Alcohol Oxidase Immobilised Within Electrochemically Deposited Resydrol
Film. Materials Science and Engineering C 26 :411 – 414
Staub C and Sporri AS. 2014. Ethanol- and Drug-Facilitated Crime. Toxicological
Aspects of Drug-Facilitated Crimes. doi: http://dx.doi.org/10.1016/B978-012-416748-3.00004-9

20
Stephen AM. 1995. Food Polysaccharides and TheirApplication . University of
Cape Town. Marcel Dekker. Inc. Rondebosch : 442-450.
Wang ML , Choong YC, Su NW And Lee MH. 2003. A Rapid Method for
Determination of Ethanol in Alcoholic Beverages Using Capillary Gas
Chromatography. Journal of Food and Drug Analysis. 11 :133-140
Wen G, Li Z, Martin M. F. Choi. 2013. Detection Of Ethanol In Food: A new
Biosensor Based On Bacteria. Journal of Food Engineering. Accepted
manuscript.
Zhou Q, Zhang Z, Chen T, Guo X, Zhou S. 2011. Preparation and characterization
of thermosensitive pluronic F127-b-poly(ƹ-caprolactone) mixed micelles.
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 10.1016/j.colsurfb.2011.03.013

21

LAMPIRAN

22

Lampiran 1. Tabel Nilai Intensitas Fluoresens Membran Sensor Etanol Konsentrasi Nile red 1%

Konsentrasi EtOH
(%)
Ulangan
1
0%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
1%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
5%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
10%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
15%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
20%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
25%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
30%
2
3
Rerata Intensitas emisi fluoresens
1
35%
2

Intensitas emisi fluoresens
6469.4
6563.58
7075.5
6702.83
12879.81
10689.83
12896.39
12155.34
1