Nanopartikel oksida besi (NPOB) memiliki aplikasi yang signifikan dalam sistem biomedis dan penghantaran obat karena nanostrukturnya,luas permukaan yang luas, perilaku superparamagnetik, dan produksi spesies oksigen reaktif (SOR). SOR yang dihasilkan pada antarmuka NPOB-bakteri menginduksi depolarisasi membran bakteri dan kematian sel bakteri. Sejumlah penelitian melaporkan keunggulan NPOB dalam menghambat pertumbuhan bakteri dan pembentukan biofilm untuk bakteri gram negatif dan gram positif, seperti Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus,Streptococcus mutans, dan Bacillus subtilis. NPOB juga bermanfaat sebagai pembawa obat untuk beberapa senyawa antimikroba, karena sifat magnetiknya saat diaplikasikan di medan magnet, yang mendukung penghantaran spesifik ke jaringan yang terinfeksi.
Metode kopresipitasi digunakan dalam penelitian ini untuk menghasilkan nanopartikel besi oksida. Metode penelitian ini dilakukan dengan variasi larutan besi klorida sebagai prekursor (0,05M dan 0,10 M) dan laju pengadukan (600 rpm dan 800 rpm). Larutan besi klorida berair disiapkan dengan melarutkan 1,3515 gFeCl3.6H2O dalam 100 mL air suling untuk menyiapkan larutan FeCl3 0,05 M. Prinsip yang sama digunakan untuk menyiapkan larutan FeCl3 0,1 M, sedangkan jumlah FeCl3.6H2O adalah 2,7030 g. Larutan natrium hidroksida (NaOH) dengan konsentrasi 2 M juga disiapkan sebagai zat pengendap. Larutan besi klorida (FeCl3) kemudian dititrasi menggunakan larutan NaOH dengan pengadukan intensif pada 600 rpm atau 800 rpm.
Optimalisasi parameter sintesis NPOB, seperti konsentrasi prekursor dan laju pengadukan, diperlukan untuk mencapai sifat fisikokimia yang memuaskan. Karakterisasi menggunakan analisis XRD mengonfirmasi keberadaan fase maghemit (桑-Fe2O3). NPOB hasil sintesis menunjukkan bentuk bulat kubik dan tidak rata dengan energi celah pita berkisar antara 1,83 hingga 1,97 eV. Ukuran partikel hidrodinamik berkisar antara 205 hingga 368 nm dan menunjukkan polidispersitas rentang menengah (PDI = 0,3294-0,5991). Nilai potensial zeta berada di antara (-) 34,44mV dan (-) 41,74 mV, yang menunjukkan stabilitas sedang dan kecenderungan agregasi rendah. Peningkatan konsentrasi precursor mengurangi ukuran kristalit dan konstanta kisi; namun, regangan mikro, indeks kristal, dan ukuran partikel meningkat. Sementara itu, laju pengadukan sangat memengaruhi morfologi, indeks polidispersitas (PDI), dan energi celah pita. NPOB dengan konsentrasi 1000 ppm efektif menghambat pertumbuhan bakteri, sebagaimana dikonfirmasi oleh diameter zona hambat, yaitu 9,00-17,67 mm untuk Escherichia coli dan 10,67-14,67 mm untuk Staphylococcus aureus.
Aplikasi medan magnet juga bermanfaat dalam meningkatkan aktivitas antibakteri NPOB. Studi ini menunjukkan bahwa konsentrasi prekursor dan laju pengadukan harus dikontrol secara ketat untuk mendapatkan karakteristik NPOB yang dibutuhkan dan aktivitas antibakterinya untuk penyakit infeksi. Kapasitas penghambatan antibakteri yang lebih tinggi dicapai oleh NPOB yang disintesis menggunakan konsentrasi prekursor yang lebih tinggi (0,01 M), diikuti dengan penerapan medan magnet. Dengan demikian, terkonfirmasi bahwa sifat magnetic NPOB memengaruhi produksi SOR dan aktivitas antibakterinya.
Hasil ini dapat membuka jalan untuk mengoptimalkan potensi IONP sebagai zat antibakteri melalui penerapan medan magnet. Namun, analisis struktur detail NPOB yang dilakukan dalam penelitian ini juga bermanfaat untuk mengembangkan sifat NPOB yang sangat unggul untuk tujuan antibakteri.Lebih lanjut,studi antibakteri in vivo terhadap NPOB di bawah medan magnet disarankan untuk dilakukan guna mengevaluasi aktivitas antibakterinya dalam jaringan biologis.
Penulis: Prof. Dr. Dwi Setyawan, S.Si., M.Si., Apt
Detail studi ini bisa dilihat di tautan artikel berikut:
atau
