Improvement of Biomolecule Immobilization on Polystyrene Surface by Increasing Surface Roughness

Abstract

Fast growing used of QCM biosensor has been reported. It is well known that the QCM sensor responses both to mass or viscosity changes. In its operation as mass sensitive sensor, a QCM responses to the mass change per surface area. In the use of QCM biosensor, immobilization of the bio sensitive layer on top of the sensor surface is one of the importance factors. The immobilization of the biomolecule can be done directly on top of the sensor electrode or by using a coating material as supporting matrix. This experiment shows that the use of thick polystyrene coating with a rough surface resulted from air brush technique resulted in a significant improvement on the biomolecule immobilization compare to the polystyrene coating using spin coating method. As there is no chemical or physical modification on the polystyrene coating, the increasing numbers of the immobilized biomolecule merely a result of the surface geometry. The increasing number of immobilized biomolecule is caused by improving total surface area per perpendicular surface area of the sensor by introducing surface roughness. However, an appropriate care must be taken during the coating process to avoid over rough surface which in turn can heavily damp the QCM sensor.

Study of Stearic Acid Layer (SA) Microstructure on Surface Quartz Crystal Microbalance (QCM) Sensors

“…QCM juga digunakan sebagai teknologi sensor yang dikembangkan menggunakan metode cepat untuk mengukur afinitas bio-molekuler reaksi, analisis mendalam tentang deposisi elektrokimia, adsorpsi dan mekanisme reaksi polimer yang dilapisi pada elektroda sebagai lapisan tipis [5,6]. Berdasarkan penelitian sebelumnya, lapisan polistiren pada permukaan QCM melalui lapisan air brush dan metode spin coating menunjukkan bahwa lapisan polistiren dengan metode air brush menghasilkan lapisan permukaan yang lebih kasar dan lebih berpori dibandingkan metode spin coating [7]. Selanjutnya, hasil imobilisasi BSA lebih tinggi di atas lapisan permukaan yang lebih kasar dan lebih berpori (hasil metode air brush) dan menghasilkan frekuensi yang lebih tinggi.…”

Determination of Polystyrene Layer Thickness and Zinc Phthalocyanine (Znpc) with Modified Sauerbrey Equations and Scanning Electron Microscope (SEM)

“…Hal ini karena nilai modulus young PS yang besar yaitu sebesar 3 Gpa, jauh lebih besar jika dibandingkan dengan polimer lainnya seperti poliuretan yang memiliki modulus young sekitar 3 MPa [8][9]. Modulus young yang besar mengakibatkan morfologi lapisan PS yang terjadi akan memiliki porositas yang tinggi.…”

Effect of Xylene and Tetrahydrofuran Solvent Type on Polystyrene Layer Thickness With Spin Coating Method

“…Prinsip dasar dari sensor QCM adalah pergeseran frekuensi kristal sebanding dengan penambahan massa pada kristal kuarsa. QCM merupakan kristal SiO2 (kuarsa) yang diapit oleh dua elektrode sehingga dapat menghasilkan potensial listrik sebagai respon terhadap tekanan mekanik yang diberikan [2,5,7]. Bahan elektroda yang biasanya digunakan adalah Au, Ag, Cu, Cr, Ni, dan Pt.…”

“…Teknik pelapisan dengan metode spin coating merupakan teknik yang paling baik digunakan untuk menghasilkan lapisan tipis dengan ketebalan seragam yang berkisar antara 0,3 -5,0 μm pada permukaan substrat yang relatif kecil [7]. Dalam banyak kasus, material pelapis yang digunakan adalah polimer dalam bentuk larutan dimana pelarut yang digunakan mudah menguap [1].…”