Viabilitas Kel 6

II.. TTuujjuuaann Men

Menjeljelaskaskan an memekankanismisme e kekerja rja fotfotodiodinamnamik ik inainaktiktivasvasi i bakbakterteri, i, carcara a kekerjarja instrument LED untuk aplikasi fotodinamik dan potensi penyinaran LED instrument LED untuk aplikasi fotodinamik dan potensi penyinaran LED biru-merah untuk fotoinaktivasi bakteri serta menghitung viabilitas sel bakteri merah untuk fotoinaktivasi bakteri serta menghitung viabilitas sel bakteri akibat efek fotodinamik dengan sumber cahaya LED.

akibat efek fotodinamik dengan sumber cahaya LED. IIII.. DDaassaar r TTeeoorrii

V

Viiababiillititas as babaktktereri i adadalalah ah kkeellanangsgsunungagan n hihidudup, p, akakttiviviitatas s hihidudup p atatauau k

kememunungkigkinan nan hihidup dup yayang ng diditutunjnjukukkakan n dedengngan an pepertrtumumbubuhanhannynya a ppadadaa bakteri! "ritanti, #$$% & '$!.Mikroorganisme dalam pembahasan ini adalah bakteri! "ritanti, #$$% & '$!.Mikroorganisme dalam pembahasan ini adalah bakteri!dapat ditembus sampai tingkat tertentu oleh (at )arna vital, seperti bakteri!dapat ditembus sampai tingkat tertentu oleh (at )arna vital, seperti toluidin blue, *etral +ed, proavin atau acridin orange. at )arna ini akan toluidin blue, *etral +ed, proavin atau acridin orange. at )arna ini akan d

diisseerraap p ddaan n mmeennggiikkaat t aassam am nnuuklkleeat at mmookkrroooorrggananiissmme e sseehhiinnggggaa m

miikrkrooororggananiismsme e aakkaan n mmeennjjadadi i ppeekka a tteerrhhadadaap p ccaahhayaya a bbiiaasa sa ddanan mi

mikrkrooroorgaganinismsme e akakan an didiininaktaktivivasasi. i. aara ra ininaktaktivivasi asi sesepepertrti i inini i didisesebubutt inaktivasi fotodinamik Depkes +/, #$$0 &

inaktivasi fotodinamik Depkes +/, #$$0 & '#!.'#!.

LED merupakan semikonduktor kompleks yang dapat mengkonversi energi LED merupakan semikonduktor kompleks yang dapat mengkonversi energi li

liststririk k memenjnjadi adi cacahahayaya. . LELED D teterrmamasuk suk susumbmber er cacahahaya ya dedengngan an rrenentatangng spektrum absorbsi por1rin tipe fotosensiti(ier. 2elebihan LED dibandingkan spektrum absorbsi por1rin tipe fotosensiti(ier. 2elebihan LED dibandingkan de

dengngan an susumbmber er cacahahaya ya lalain in ununtutuk k fofototoininaktaktivivasi asi adadalalah ah kakarrenena a hanhanyaya meng

menghasilkhasilkan an sejumsejumlah lah kekecil panas cil panas dalam cahaya dalam cahaya yang ditimbulkyang ditimbulkan. an. LEDLED me

mengnghahasisilklkan an cacahahaya ya dedengngan an beberbrbagagai ai )a)arrnana. . 33ararna na cacahahaya ya yayangng diem

diemisikisikan an oleh oleh LED LED berbergantungantung g pada pada komkomposisposisi i matematerial rial semisemikondkonduktoruktor ya

yang ng didigungunakakanan, , babaik ik ininfrframamererahah, , cacahahaya ya tatampmpak ak mamaupupun un ulultrtravavioiolelett 4chubert, '550!. LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang 4chubert, '550!. LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction daerah p didominasi oleh muatan listrik struktur yang disebut p-n junction daerah p didominasi oleh muatan listrik positif dan n disominasi muatan negative!. "emba)a muatan elektron dan positif dan n disominasi muatan negative!. "emba)a muatan elektron dan hol

elektron bertemu dengan hole, diajatuh ketingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon 4(e, #$6%!.

ahaya inframerah dengan panjang gelombang 755 nm 8 #5-0 _{nm memiliki} karakteristik mudah diserap oleh bahan organic, termasuk material organik dalam bakteri yang akan cepat menyerap cahaya inframerah saat terjadi proses penyinaran, sehingga dalam bakteri akan terjadi kenaikan temperature yang semakin cepat 9amanaka, '55%!. :bsorbsi energi radiasi oleh sel bakteri secara garis besar mempunyai dua hasil yaitu kematian sel yang diindikasikan oleh tidak adanya kemampuan untuk membentuk koloni. ;leh karena itu, dapat diperkirakan bah)a mekanisme utama dari fotoinaktivasi bakteri dengan cahaya inframerah adalah pemanasan langsung ke mikroorganisme oleh penyinaran termal Dhirgo,'557!.

- "roses photo1sika

4aat penyinaran cahaya terjadi absorpsi satu foton cahaya oleh molekul porphyrin. "eristi)a absorpsi primer berlangsung sangat cepat berlangsung sekitar #5-#%s! diikuti dengan eksitasi molekul pada tingkat energi yang lebih tinggi. 4elama transisi elektronik satu dari elektron dieksitasikan dari keadaan dasar dengan energi rendah selanjutnya menempati orbital dengan energy yang lebih tinggi, sehingga elektron memiliki perbedaan energi dari ' keadaan elektronik molekul absorbs, yaitu &

∆ E

n= En− E0= N  Ah v=

 N   Ah c  A Dengan & h < 2onstanta "lanck < 0,0'0 = #5- >? @.4 v < Arekuensi

c < 2ecepatan cahaya dalam ruang hampa > = #56 ms-#!

 N  _{A   < Bilangan :vogadro < 0,5'> = #5'>} mol−1

"hotokimia merupakan perubahan kimia yang disebabkan oleh cahaya oyle , #$$#!, yaitu radiasi elektromagnetik EM! pada range ultraviolet dan visiblecahaya tampak!. "erubahan kimia merupakan peristi)a yang muncul pada tingkatan molecular akibat absobsi foton, meskipun foton tidak berperan dalam keseluruhan proses kimia. Mekanisme photokimia dapat dibagi menjadi ', yaitu pertama adalah ketika photosensitive tereksitasi 4C! dan bereaksi dengan oksigen akan mereduksi molekul subtract +!, dan dapat merubah superoksida ;'-!, dan dengan reaksi oksigen akan menyebabkan kerusakan biomolekul tetangganya. Dan yang kedua adalah ketika photosensitiser pada keadaan tereksitasi 4C! akan mentransfer energy ke molekul oksigen menjadi singlet oksigen, dan bereaksi dengan substract +!, ketika oksigen singlet tereksitasi dihasilkan photosensiti(er dengan gap antara keadaan triplet dasar dan eksitasi yang lebih besar daripada  E∆  _{yang diperlukan untuk eksitasi}

oksigen ke keadaan singlet tereksitasi.

- "roses photobiologi

Efek cahaya tampak pada organisme telah banyak diinvestigasi pada tingkat kompleksitas yang berbeda8beda."roduk photo kimia berupa radical o=ygen singlet +;4! adalah agen pengoksidasi yang dapat secara langsung bereaksi dengan banyak molekul biologi.+esidu asam amino dalam protein adalah target yang penting seperti cysteine, methionine, tyrosine, histidine, dan tryptophan rune et al., '55#!. ;ksigen singlet #;'! adalah elektrophilic dan bereaksi dengan molekul yang kaya electron menyebabkan kerusakan membran peroksidasi membran lipid, mengakibatkan kebocoran isi dan kandungan pada sel serta mengaktivasi sistem transport membran dan en(im-en(im, gangguan sintesis dinding sel dan munculnya struktur multilamelar di sisi sekat sel-sel yang membelah, sering dengan bocornya ion-ion postaium dari dalam sel Demidova and 9amblin, '55%!.

III. Alat dan Bahan

- /nstrument sumber cahaya LED - /solate bakteri

- Bahan dan Media untuk /solasi dan 2ultur bakteri - "eralatan untuk seterilisasi dan /nkubasi

IV. Cara Kerja

Langkah yang harus dilakukan pertama adalah mempersiapkan pengkulturan bakteri, proses ini terdiri dari menyiapkan media *utrient Broth larutan gula atau larutan garam! dan sampel paramecium, mengambil isolate dimasukkan kepada #5 ml media *utrient Broth, setelah itu sampel kemudian diinkubasi, perlakuan diatas dilakukan sebanyak ? kali dengan konsentrasi *utrient Broth yang berbeda. 2emudian sampel disinari denagn LED biru dengan rentan )aktu tertentu.

V. Hasil Pengamatan

 abel #. +eaksi Paramecium sp. erhadap "erbedaan 2onsentrasi ula dan aram

Larutan Konsentrasi Hasil

Ukuran Keceatan

ula #5F *ormal idak terlihat

'5F Mengecil GG

>5F Mengecil GG

?5F Mengecil GGG

aram #5F Mati Mati

'5F Mengecil GG

>5F Mengecil G

?5F Mati Mati

 abel '. +eaksi Paramecium sp. erhadap penyinaran sinar LED merah dan biru

!inar L"D #aktu Hasil Keceatan Merah # menit GGG > menit GGG % menit GG Biru # menit GGG > menit GG % menit G 2eterangan&

 ingkat 2ecepatan Paramecium sp. G & Lambat

GG & epat GGG & Lebih epat VI. Pem$ahasan

"ada praktikum kali ini membahas mengenai viabilitas sel bakteri pada fotodinamik inaktivasi dengan sumber cahaya LED yang bertujuan untukmenjelaskan mekanisme kerja fotodinamik inaktivasi bakteri, cara kerja instrumen LED untuk aplikasi fotodinamik dan potensi penyinaran LED biru-merah untuk fotoinaktivasi bakteri serta menghitung viabilitas sel bakteri akibat efek fotodinamik dengan sumber cahaya LED. Bakteri yang digunakan dalam praktikum ini adalah Paramecium sp. karena mudah dikembangbiakkan melalui perendaman pada air sekam di sa)ah selama lebih kurang > hari.

Hntuk mengetahui kemampuan viabilitas bakteri Paramecium sp. diberi beberapa perlakuan dengan indikator yang berbeda. "ertama dengan menggunakan larutan garam dan gula, dimana larutan yang digunakan adalah larutan gula dengan konsentrasi #5F, '5F, >5F dan larutan garam #5F, '5F, dan >5F. 4edangkan yang kedua diberi perlakuan dengan penyinaran LED merah dan biru selama # menit, > menit, dan % menit.

4elanjutnya setiap percobaaan yang dilakukan pada bakteri diamati diba)ah mikroskop untuk mengetahui pengaruhnya terhadap viabilitas bakteri.

"ada percobaan pertama dilakukan dengan cara menyiapkan larutan gula dan garam dengan konsentrasi yang telah ditetapkan, kemudian meneteskan larutan padaParamecium sp. dan mengamatinya pada mikroskop. Dari hasil pengamatan yang diperoleh dapat dilihat bah)a pada saat diberi larutan gula dengan konsentrasi #5F, ukuran bakteri normal atau tidak berubah dari ukuran semula dan pergerakannya juga tidak terlalu terlihat. *amun pada saat ditempatkan di larutan gula dengan konsentrasi yang lebih tinggi, ukuran bakteri mengecil dan pergerakannya menjadi lebih cepat. "eristi)a mengecilnya ukuran bakteri ini biasa disebut dengan krenasi atau mengkerut yang terjadi karena bakteri berada pada konsentrasi yang tinggi, sehingga cairan intrasel bergerak keluar dari sel. "roses inilah yang disebut dengan osmosis, yang menyebabkan sel menjadi krenasi dan tidak berfungsi lagi. 4edangkan pada larutan garam, bakteri juga semakin mengecil dan pergerakannya semakin lambat seiring dengan meningkatnya konsentrasi. Bahkan pada larutan garam dengan konsentrasi ?5F bakteri terlihat tidak bergerak atau mati.

"ercobaan selanjutnya dilakukan dengan memberi paparan sinar LED merah dan biru pada bakteri dengan durasi )aktu paparan yang berbeda. Dari hasil pengamatan yang diperoleh dapat dilihat bah)a pada saat pemaparan sinar LED biru selama # menit, pergerakan bakteri masih cenderung cepat atau aktif bergerak. *amun pada saat durasi pemaparan ditingkatkan menjadi > menit dan % menit pergerakannya semakin melambat. Begitu juga dengan pada saat pemaparan sinar LED merah.9al ini terjadi karena energi foton yg dihasilkan kecil dan "oryphyrin hanya menyerap energi foton yg kecil sehingga menyebabkan paramecium cenderung lebih lambat. Dari hasil pengamatan tersebut menunjukkan bah)a LED merah dan biru memiliki potensi untuk menginaktivasi bakteri,

karena membran sel dari paramecium dapat rusak ketika mendapat paparan LED dengan besar gelombang diatas ?'5nm dan melemahkan pergerakan selnya pada periode tertentu.

VII. Kesimulan

Bakteri Paramecium sp.  dapat diinaktivasi dengan larutan gula dan garam karena kedua larutan tersebut merupakan larutan hipertonis yang dapat menyebabkan membrane sel bakteri tersebut mengalami krenasi yakni pengerutan atau pengecilan karena peristi)a osmosis antara larutan intraseluler dan kedua larutan tersebut.

"enyinaran dengan Led )arna merah dan biru juga dapat menginaktivasi bakteri Paramecium sp. karena kedua )arna tersebut mempunyai panjang gelombang lebih dari ?'5nm, dimana hampir semua bakteri rentan terhadap paparan cahaya dengan panjang gelombang ?5% hingga ?'5 nm.

Da%tar ustaka

:stuti, 4uryani D, dkk. Potensi Pemaparan Light Emitting Diode (LED) Inframerah Untuk Fotoinaktivasi Bakteri Bacillus sutilis. 4urabaya & Hniversitas :irlangga

Aadli :ma, dkk. '5#%. Pedoman Praktikum Biomekanika dan Biotransportasi. 4urabaya & Hniversitas :irlangga

"ritanti, L. #$$%. U!i "iailitas #andida $ropicalis% &train ' III .*. $erhadap &en+a,a Fenol Pada -edium *ir Laut &intetik. Laporan Penelitian -agang Baliang -ikroiologi. Bogor & L/"/