Electronic Theses and Dissertation

Pembuatan sensor optik pH dari zat warna antosianin campuran bunga telang (Clitoria ternatea L.) dan gadung ungu (Dioscorea alata L.) berbasis membran komposit pektin nanosilika telah berhasil dilakukan. Antosianin diekstraksi menggunakan metode maserasi dengan pelarut metanol dan diperoleh konsentrasi campuran antosianin sebesar 7,7 mg/L. Ekstrak yang dihasilkan dianalisis melalui uji flavonoid dan fenol, yang menunjukkan hasil positif ditandai dengan terbentuknya warna merah pada uji flavonoid dan warna hitam pada uji fenol. Membran sensor dikarakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR) untuk mengidentifikasi gugus fungsi, Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk mengamati morfologi permukaan, dan X-Ray Diffraction (XRD) untuk menentukan kristalinitas. Penambahan Tween 80 sebesar 0,5% menghasilkan membran dengan ketahanan terhadap keretakan yang paling baik. Sensor optik pH dibuat melalui imobilisasi antosianin pada membran pektin termodifikasi nanosilika dan diukur menggunakan Arduino Uno yang terintegrasi dengan sensor warna TCS3200 untuk memperoleh nilai RGB yang dikonversi menjadi nilai HIS (Hue, Intensity, Saturation). Sensor menunjukkan sensitivitas terbaik pada konsentrasi antosianin 6 mg/L dan buffer fosfat 0,001 M. Uji reprodusibilitas menghasilkan nilai RSD masing-masing sebesar 0,362% (pH 2), 0,513% (pH 7), dan 0,481% (pH 9). Sensor memberikan respons stabil dalam waktu 60–130 detik dan tetap menunjukkan kinerja yang baik selama penyimpanan 30 hari. Aplikasi sensor pada pengukuran pH saliva berdasarkan perbedaan usia dan pada penderita gigi karies menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang signifikan dibandingkan metode potensiometri, sehingga sensor optik pH yang dikembangkan berpotensi digunakan sebagai metode analisis pH saliva secara real-time.

An optical pH sensor based on a pectin–nanosilica composite membrane immobilized with mixed anthocyanins extracted from butterfly pea (Clitoria ternatea L.) flowers and purple yam (Dioscorea alata L.) was successfully developed. Anthocyanins were extracted by maceration using methanol as the solvent, yielding a total mixed anthocyanin concentration of 7.7 mg/L. The extracts were characterized using flavonoid and phenolic tests,which showed positive results indicated by the formation of red and black colors, respectively. The sensor membrane was characterized using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy to identify functional groups, Scanning Electron Microscopy (SEM) to observe surface morphology, and X-ray Diffraction (XRD) to determine crystallinity. The addition of 0.5% Tween 80 produced a membrane with the best crack resistance. The optical pH sensor was fabricated by immobilizing anthocyanins onto a nanosilica-modified pectin membrane and integrated with an Arduino Uno equipped with a TCS3200 color sensor to obtain RGB values, which were converted into Hue, Intensity, and Saturation (HIS) values. The sensor exhibited the highest sensitivity at an anthocyanin concentration of 6 mg/Land a phosphate buffer concentration of 0.001 M. Reproducibility tests yielded relative standard deviation (RSD) values of 0.362%, 0.513%, and 0.481% at pH 2, 7, and 9, respectively. The sensor showed a stable response within 60–130 s and maintained good performance for up to 30 days. Application of the sensor for saliva pH measurement in subjects of different age groups and in a child with dental caries showed no significant difference compared with the potentiometric method. These findings indicate that the developed optical pH sensor has the potential to be used as a real-time method for saliva pH determination.