Biomimetic sensor for quality control and standardization of herbs

Abstract

Kawalan mutu dan pemiawaian fitoperubatan (phytomedicine) berhadapan dengan cabaran yang besar kerana herba merupakan campuran yang amat kompleks. Tambahan pula, bahan semula jadi yang lain, herba memberikan variasi yang signifikan tcrhadap kualiti dan kuantiti zat lltokimia bcrdasarkan variasi spesis, perbezaan masa tuaian, keadaan penanaman dan pemprosesan. Kawalan mutu dan pemiawaian adalah langkah fundamental ke arah permodenan dan pembangunan fitoperubatan dan ke arah perubatan berlandaskan bukti (evidenee based medicine). Oleh yang demikian, pendekatan dan kaedah nobel yang mampu memastikan konsistensi dan keberulangan formulasi sesuatu herba sedang diterokai sehingga kini. Dalam kajian tumbuhan ubat. Teknik kromalografl lapisan nipis (TLC), kromatografi gas (GC) dan kromatografi cecair prestasi tinggi (HPLC) sering digunakan bagi mendapatkan ciri-ciri profil cap jari yang mewakili kehadiran kandungan kimia sampel sesuatu herba. Walau bagaimanapun, kaedah pemisahan-pengesanan konvensional ini mengambil masa yang lama, mahal dan sangat bergantung kepada kekutuban fasa bergerak (TLC dan 11 PLC) dan kemeruapan zat-zat (GC) yang hendak dipisahkan. Mengambil kira cabaran-cabaran di atas, kumpulan penyelidik Sensor dan Aplikasi sejak hampir 12 tahun lain telah mempelopori keadah analitik yang inovatif, pantas, ekonomi dan yang lebih penting ialah ketepatan dan keberulangan. Ini dapat dicapai melalui teknologi lerkini (state-of-the-art technology) terutamanya untuk aplikasi industri fitoperubatan. Baru-baru ini kami telah melaporkan di Journal Sensors and Actuators dan beberapa jurnal antarabangsa lain berkenaan dcngan pemakaian e-hidung dan e-lidah menggunakan analisis cap jari untuk kawalan mutu. Pada masa kini analisis cap jari untuk kawalan mutu dan pemiawaian formula fitoperubatan adalah berdasarkan kepada teknik pemisahan kromatografi. Syarahan ini akan membentangkan keadah inovatif tanpa kaedah pemisahan menggunakan sensor-sensor yang di fabrikasi dan dibangunkan in-house bagi profil kualitatif dan kuantitatif herba yang terkenal di Asia Tenggara iaitu Eurycoma longifolia atau Tongkat Ali. Sensor biomimetik yang meniru lidah manusia, e-lidah digunakan untuk (1) profil potentiometrik sampel mentah dan ekstrak, (2) identifikasi variasi kandungan kimia bahagian berlainan pohon, peringkat kematangan, kumpulan(batches) dan keadah pengekstrakan dan (3) pengkelasan ekstrak menggunakan zat pelarut berlainan secara analisis kimometrik, E. longifolia . Zat meruap dari ekstrak dari pengeringan sembur dan sejuk beku telah dicirikan menggunakan e-hidung yang juga dibangunkan in-house. E-lidah tcrdiri daripada tatasusunan (array) beberapa sensor membran yang tcrdiri daripada polimer-lipid yang meniru sistem gustatori (deria rasa) manusia. Sistem tersebut terdiri daripada 8 sensor polimer-lipid tak-spesifik yang mempunyai kepemilihan bertindih separa dan kepekaan silang (cross sensitivity) terhadap campuran cecair kompleks sampel herba. Sensor akan memberikan signal potentiometrik di dalam larutan sampel. E-hidung terdiri daripada bahan pizoelektrik seperti kuarza, QCM (Hablur Kuarza Mikro-imbang) yang dilapisi dengan membran lipid-polimer dan bahan-bahan fasa pegun gas kromatografi. Penjerapan wap molekul pada membran akan dikenalpasti melalui perubahan frekuensi ayunan kuarza yang akan dikaitkan dengan jisim wap yang terjerap sebagai isyarat sensor. Bagi merealisasikan pendekatan organoleptik, hidu dan rasa yang dapat membantu peningkatan penilaian. klasifikasi dan keupayaan pengecaman sesuatu produk, pencantuman data iaitu teknik matematik yang menggabungkan dua atau lebih persepsi tiruan, dari analisis e-lidah dan e-hidung juga akan dibentangkan.