Pengembangan Sensor Fluoresensi Berbasis Carbon Quantum Dots Dalam Deteksi Bakteri Escherichia Coli

Ayi Bahtiar, Cici Citria Sahara

Abstract


Carbon Quantum Dots (CQDs) adalah nanomaterial yang memiliki sifat fluoresensi yang unik. CQDs telah digunakan dalam berbagai aplikasi sensor, termasuk deteksi senyawa organik, logam berat, dan berbagai jenis mikroorganisme. Keunggulan CQDs terletak pada kemampuannya dalam berfluoresensi yang sangat sensitif dan spesifik ketika berinteraksi dengan target tertentu. Dalam penelitian ini, CQDs disintesis menggunakan metode hidotermal, dengan asam sitrat sebagai sumber karbon dan urea sebagai sumber dopan nitrogen. Doping nitrogen berfungsi untuk meningkatkan intensitas fluorosesnsi dari CQDs. Selanjutnya, CQDs hasil sintesis dikonjugasikan dengan peptida cecropin P1 dan digunakan untuk mendeteksi bakteri Escherichia coli. Bakteri Escherichia coli merupakan salah satu mikroorganisme patogen yang dapat menularkan berbagai penyakit bila masuk tubuh manusia melalui makanan dan minuman, salah satunya adalah diare. Hasil pengukuran spektrum fotoluminisensi menunjukkan bahwa CQDs mampu mendeteksi bakteri Escherichia coli, dimana intensitas flurosensi CQDs berkurang seiring meningkatnya penambahan volume bakteri yang diberikan. Konjugasi cecropin P1 pada CQDs mampu meningkatkan sensitivitas CQDs 2 (dua) kali lebih tinggi dalam mendeteksi bakteri Escherichia coli, dibandingkan dengan CQDs saja. Hasil penelitian ini menawarkan alternatif biosensor untuk mendeteksi bakteri Escherichia coli yang lebih sensitif dan cepat.

References


J. H. Lee, H. H. Kim, Y. H. Cho, T. S. Koo, G. W. Lee, Development and evaluation of raloxifene-hydrochloride-loaded supersaturatable SMEDDS containing an acidifier, Pharmaceutics Vol 10 (2018), p. 78.

M. E. E. Alahi, S. C. Mukhopadhyay, Detection methodologies for pathogen and toxins: A review, Sensors Vol. 17 (2017), p. 1885.

N. Bhardwaj, S. K. Bhardwaj, D. Bhatt, D. K. Lim, K.-H. Kim, A. Deep, Optical detection of waterborne pathogens using nanomaterials, TrAC, Trends Anal. Chem. Vol. 113 (2019), pp. 280-300.

W. Zikra, A. Amir, A. A. Putra, Identifikasi bakteri Escherichia coli (E. Coli) pada air minum di Rumah Makan dan Cafe di Kelurahan Jati serta Jati Baru Kota Padang, Jurnal Kesehatan Andalas Vol. 7 (2018), halaman 212-216.

B. D. Mansuriya, Z. Altintas, Applications of graphene quantum dots in biomedical sensors, Sensors Vol. 20 (2020), p. 1072.

T. Li, Z. Li, T. Huang, L. Tian, Carbon quantum dot-based sensors for food safety, Sensor Actuat. A-Phys. Vol. 331 (2021), p. 113003.

M.A. Farzin, H. Abdoos, A critical review on quantum dots: From synthesis toward applications in electrochemical biosensors for determination of disease-related biomolecules, Talanta Vol. 224 (2021), 121828.

Y. Liu, H. Zhang, Y. Xu, Quantum Dots for pathogenic bacterial monitoring and combating, Adv. Opt. Mater. Vol. 11 (2023), p. 2201826.

M. Pan, X. Xie, K. Liu, J. Yang, L. Hong, S. Wang, Fluorescent carbon quantum dots: Synthesis, functionalization and sensing application in food analysis, Nanomaterials Vol. 10 (2020), p. 930.

R. Wang, K. Q. Lu, Z. R. Tang, Y. J., Recent progress in carbon quantum dots: synthesis, properties and applications in photocatalysis, J. Mater. Chem. A Vol. 5 (2017), pp. 3717–3734.

H. Ding, X. H. Li, X. B. Chen, J. S. Wei, X. B. Li, H. M. Xiong, Surface states of carbon dots and their influences on luminescence, J. Appl. Phys. Vol. 127 (2020), p. 231101.

N. T. N. Anh, A. D. Chowdhury, R.-an Doong, Highly sensitive and selective detection of mercury ions using N, S-codoped graphene quantum dots and its paper strip based sensing application in wastewater, Sens. Actuators B Chem. Vol. 252 (2017), pp. 1169–1178.

L. Li, L. Shi, J. Jia, O. Eltayeb, W. Lu, Y. Tang, C. Dong, S. Shuang, Dual photoluminescence emission carbon dots for ratiometric fluorescent GSH sensing and cancer cell recognition, ACS Appl. Mater. Interfaces Vol. 12 (2020), pp. 18250–18257.

S. Kalytchuk, Y. Wang, K. Polakova, R. Zboril, Carbon dot fluorescence-lifetime-encoded anti-counterfeiting, ACS Appl. Mater. Interfaces Vol. 10 (2018), pp. 29902−29908.

S. J. Eda, M. Putriyani, N. O. Azhari, A. Bahtiar, Sintesis tinta printer berfluoresensi berbasis carbon quantum dots berbiaya murah untuk anti pemalsuan dokumen, Jurnal Ilmu dan Inovasi Fisika (JIIF), Vol. 08 (2023), halaman 17-26.

J. Liu, R. Li, B. Yang, Carbon dots: A new type of carbon-based nanomaterial with wide applications, ACS Cent. Sci. Vol. 6 (2020), pp. 2179–2195.

H. G. Boman, B. Agerberth, A. Boman, Mechanisms of action on Escherichia Coli of Cecropin P1 and PR-39, two antibacterial peptides from Pig Intestine, Infect. Immun. Vol. 61 (1993), pp. 2978−2984.

R. N, Saputra, Pembuatan dan karakterisasi Carbon Nano Dots (CND) dari limbah filter rokok, Skripsi, 2021, Program Studi Fisika FMIPA Universitas Padjadjaran.

J. A. Bruce, J. C, Clapper, Conjugation of carboxylated graphene quantum dots with cecropin P1 for bacterial biosensing applications, ACS Omega Vol. 5 (2020), pp. 26583−26591.




DOI: https://doi.org/10.24198/jiif.v9i1.56631

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Journal Indexed By:
Visit Statistics: