bakterisida

KegiatanBakterisida

Diinduksi CahayaTampak pada

Titanium DioksidaCodoped denganNitrogen dan

Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel

KarakterisasiFotokatalis

FotokatalitikInaktivasi Bakteri dibawah CahayaTampak

Scanning ElectronMicroscopy (SEM)

Transmission ElectronMicroscopy (TEM)

Hasil Pengolahan

Struktur Kristal dariFotokatalis

Komposisi Fotokatalis

Properties Optik

Disinfeksi Kinetika

Produksi RadikalHidroksil padaFotokatalisAg2O/TiONDiiradiasi

Bukti KerusakanOksidatif

Kesimpulan

Kegiatan Bakterisida Diinduksi CahayaTampak pada Titanium Dioksida Codoped

dengan Nitrogen dan Silver

Lyana Ismadelani

Fisika

30 Maret 2013

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Outline

Fotokatalisis TiO2

Metode EksperimenProses Sol-GelKarakterisasi FotokatalisFotokatalitik Inaktivasi Bakteri di bawah Cahaya TampakScanning Electron Microscopy (SEM)Transmission Electron Microscopy (TEM)

Hasil PengolahanStruktur Kristal dari FotokatalisKomposisi FotokatalisProperties OptikDisinfeksi KinetikaProduksi Radikal Hidroksil pada Fotokatalis Ag2O/TiONDiiradiasiBukti Kerusakan Oksidatif

Kesimpulan

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Fotokatalis TiO2

I Fotokatalisis TiO2 tradisional efektif yang telahdiiradiasi oleh cahaya UV pada level tertentu akanmenyebabkan kerusakan serius pada sel manusia.

I Banyak unsur doping yang digunakan untukmenginduksi photoactivity cahaya tampak.

I Doping dengan dua atau lebih unsur dapatmeningkatkan efisiensi fotokatalitik rendah dari elementunggal TiO2 doped.

I Fotokatalis PdO/TiON tidak memiliki aktivitasbakterisidal dalam kondisi tanpa iradiasi awal.

I Ag2O/TiON menunjukkan efek antibakteri dalam gelapkarena adanya jenis Ag.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Metode EksperimenProses 1 (Sol-Gel)

1. TMA dilarutkan dalam EtOH pada perbandingan mol1:50 dan diaduk secara magnetis selama 5 menit.

2. TTIP ditambahkan ke dalam larutan TMA/TTIPdengan perbandingan molar 1:10.

3. Ag (acac) dilarutkan dalam CH2Cl2 dan ditambahkanke dalam campuran TMA/TTIP/EtOH.

4. Campuran diaduk sampai gel homogen terbentuk.

5. Hidrolisis prekursor dimulai dengan pencahayaan padakelembaban udara.

6. Gel di udara berumur 24 jam untuk memungkinkanhidrolisis lebih lanjut dan pengeringan.

7. Xerogel dihancurkan dan dikalsinasi pada suhu 400◦Cselama 3 jam untuk mendapatkan Ag2O/TiON baikyang diinginkan kristalit.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Metode EksperimenProses 2 (Karakteristik Fotokatalis)

1. Pengukuran spektroskopi (XPS) sinar-X fotoelektronmenggunakan spektrometer Fisik Elektronik PHI 5400sinar-X fotoelektron (Perkin-Elmer) dengan anoda MgKα (15 kV, 400W) dimulai dari sudut 45◦.

2. Spektrum optik UV-vis direkam pada spektrometersusunan dioda HP8452A dengan sumber deuterium190-820 nm.

3. Kumpulan reflektansi dibuat menggunakan dua cerminoptik untuk pengukuran sampel padat.

4. Pendeteksian radikal hidroksil oleh EPR diikutipenambahan 0.2mL POBN dan 0,02 mL etanol 95% kedalam iradiasi suspensi fotokatalis tanpa bakteri.

5. Spektrum PR dikumpulkan pada Spektrometer EPREline Century Series (Varian E-109-12) yang bekerjapada mode pita-X pada 20 mW 9,51 GHz, pusatlapangan 3390 G, dan daya 20mW.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Metode EksperimenProses 3 (Fotokatalitik Inaktivasi Bakteri di bawah Cahaya Tampak)

1. Sebuah alikuot yang berasal dari 3 mL suspensi selE.coli dipipet ke cawan Petri steril dengan fotokatalisyang tersebar di suspensi.

2. Sumber cahaya adalah halogen logam meja lampudengan filter (> 400 nm), intensitas cahaya ∼1,6mW/cm2.

3. Setelah pengenceran yang tepat (26×26, atau 26x, atau1x) dalam buffer, aliquot dari 20 µL bersama dengan2,5 mL puncak agar tersebar ke medium plates dandiinkubasi pada suhu 37C selama 18-24 jam.

4. Jumlah sel layak dalam unit pembentuk komponendihitung. Analisis digandakan dan menjalankan kontroldi bawah kondisi iradiasi yang sama untuk suspensi seltanpa fotokatalis.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Metode EksperimenProses 4 (Scanning Electron Microscopy (SEM))

1. Pellet tetap dalam glutaraldehyde 2,5% selama 2 jamdalam lemari es.

2. Sel pellet direndam dalam buffer cacodylate untukmenghilangkan kelebihan fiksatif.

3. Pengolahan post fiksasi dilakukan di tetroksida osmium1% dalam buffer cacodylate selama 90 menit.

4. Sampel yang didehidrasi oleh soakings dalam 37, 67,95% (v/v) etanol selama 10 menit lalu tiga soakingsdalam 100% etanol selama 15 menit.

5. Pengeringan titik kritis dilakukan dengan menempatkansampel di HMDS selama 45 menit dan pengeringanselama satu malam di bawah kap asam setelahmenggambar soft HMD.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Metode EksperimenProses 5 (Transmission Electron Microscopy (TEM))

1. Pellet dalam fiksatif Kamovsky pada suhu lemari esselama minimal 3 jam.

2. Sampel dicuci dengan buffer cacodylate selanjutnyatetap dalam tetroksida osmium 2%, diikuti olehpenambahan kalium ferrocyanide.

3. Sampel dicuci dalam air dan enbloc bernoda denganasetat uranil.

4. Sampel pellet kemudian disusupi dengan campuranepoxy resin dan asetonitril (1:1 v/v) selama 10 menit.

5. Setelah infiltrasi, sampel ditempatkan dalam kapsulembedding individu, lalu dipolimerisasi pada 85◦Csemalam.

6. Bagian ultrathin (60-90nm) yang terpasang pada kisitembaga dan diwarnai dengan asetat uranil dan garamsitrat.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Hasil PengolahanStruktur Kristal dari Fotokatalis

I Gambar 1 menunjukkan pola XRD dari Ag2O/TiONdan partikel TiON.

I Pengamatan ini menunjukkan bahwa aditif perak adasebagai Ag2O dalam katalis Ag2O/TiON dengan jumlahlebih kecil dari Ag2O.

I Aditif perak tidak dimasukkan ke dalam strukturanatase utama kristal.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Hasil PengolahanKomposisi Fotokatalis

I Puncak N1S memiliki energi ikat ∼399,5 eV.

I Energi ikat dari Ag3d5/2 adalah ∼367,9 eV danAg3d3/2 adalah ∼373,4 eV.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Hasil PengolahanProperties Optik

I Gambar 2 menunjukkan absorbansi cahaya partikelAg2O/TiON, dibandingkan dengan absorbansi cahayaTion.

I Plot absorbansi Ag2O/TiON menunjukkan pergeserancahaya tampak lebih tinggi dari bubuk TiON itu, untuk450nm dan seterusnya.

I Bubuk Ag2O/TiON codoped memiliki banyakabsorbansi optik di wilayah cahaya tampak.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Hasil PengolahanDisinfeksi Kinetika

I Gambar 3 menunjukkan reductio bertahap jumlahkumpulan di plat agar setelah perawatan.

I Aktivitas antibakteri dari Ag2O/TiON diiradiasiterutama disebabkan reaksi fotokatalitik.

I Perak doped bahan TiO2 bukan fotokalisasi aktif dibawah iradiasi cahaya tampak, terutama ketika perakdiisi pada konsentrasi rendah.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Hasil PengolahanProduksi Radikal Hidroksil pada Fotokatalis Ag2O/TiON Diiradiasi

I Gambar 4 menunjukkan spektrum putar rangkap EPRpada sampel fotokatalis dalam interaksinya denganPOBN di bawah iradiasi cahaya tampak untuk periodewaktu yang berbeda.

I Puncak dalam spektrum EPR merupakan karakteristikdari POBN-OH• spin adduct.

I Intensitas puncak sistem Ag2O/TiON 10 menit dan 30menit iradiasi fotokatalitik meningkat, menunjukkanproduksi OH• memiliki efek akumulasi.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Hasil PengolahanBukti Kerusakan Oksidatif

I Gambar 5a mewakilan citra SEM dari sel E. colisebelum pengobatan photosterilization.

I Dalam sampel kontrol, permukaan bakteri rodlike halusdan kerusakan-bebas menunjukkan sel-sel sehat sebelummereka diperlakukan dengan fotokatalis Ag2O/TiON.

I Setelah inaktivasi, flagelapada sel yang tidak diobatibenar-benar hilang seperti dalam Gambar 5b.

I Gambar ini memverifikasi bahwa fotokatalisismenyebabkan kerusakan oksidatif pada bakteri.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

I Gambar 6a adalah mewakili gambar TEM sel E.coliyang tidak diobati yang memiliki batas berbulu.

I Dalam Gambar 6b ada perbedaan penting antarasampel yang tidak diobati, yaitu setiap sel yang diobatitelah kehilangan membran luarnya, yaitu, tepi berbulu.

I Kerusakan pada dinding sel dan membran sel diamatipada TEM sesuai dengan hasil SEM.

KegiatanBakterisida



Silver

Lyana

Fotokatalisis TiO2

MetodeEksperimen

Proses Sol-Gel





Hasil Pengolahan



Properties Optik

Disinfeksi Kinetika



Kesimpulan

Kesimpulan

I Peran utama ion Ag dalam meningkatkan aktivitasbakterisidal Ag2O/TiON adalah fotokatalitik dalammemproduksi radikal hidroksil daripada sebagai agenbakterisida sendiri.

I Mekanisme umum untuk pembunuhan fotokatalitik E.coli yang terdiri dari kerusakan oksidatif pada dindingsel dan membran sel, dan perubahan dari molekul DNAinternal.

bakterisida

Documents

Transcript of bakterisida