📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 101,300 dokumenANALISIS RISIKO KESEHATAN MASYARAKAT AKIBAT TRANSMISI ANTIBIOTIC RESISTANCE ESCHERICHIA COLI DI DAS CITARUM HULU
Fenomena resistensi bakteri merupakan ancaman kesehatan global yang semakin meningkat akibat penggunaan antibiotik yang irasional terutama di negara berkembang. Pengendalian laju resistensi melibatkan matriks manusia, hewan dan lingkungan, sesuai kerangka One Health, namun pengaruh faktor lingkungan pada proses transmisi bakteri ke manusia seringkali terabaikan. Dari 12 kelompok bakteri resisten prioritas yang perlu dimonitor sebaranya oleh WHO, Antibiotic-resistant Escherichia coli (AREc) merupakan jenis yang mudah bertransmisi di antara lingkungan akuatik, manusia, dan hewan. Sebaran AREc sangat krusial ketika badan air yang tercemar fekal masih digunakan sebagai sumber air bersih dan air minum dan berpotensi menimbulkan diare, infeksi saluran kemih, hingga sepsis. Di sisi lain, surveilans AREc di lingkungan masih terkendala biaya, kompleksitas uji, ketiadaan indikator universal, serta fluktuasi spasiotemporal, sehingga hubungan antara cemaran lingkungan dan dampak kesehatan masyarakat akibat transmisi AREc sering belum terkuantifikasi secara terpadu. Untuk itu, penelitian ini mengembangkan metode analisis risiko kesehatan lingkungan berbasis paradigma One Health pada DAS Citarum Hulu dengan menggunakan kerangka DPSEEA. Tahapan penelitian diawali dengan penelusuran driver dan pressure resistensi berupa pola konsumsi antibiotik, keberadaan residu antibiotik di lingkungan akuatik dan limpasan efluen yang mengandung AREc dari IPAL domestik, rumah sakit, industri dan peternakan sebagai sumber pencemar potensial). Penelitian dilanjutkan dengan identifikasi bahaya berupa pengukuran konsentrasi TEc dan rasio AREc pada sumber pencemar dan sungai, pemilihan AREc prioritas (indikator) dan penerapan metode deteksi ?-d-glucuronidase (MPR) sebagai alternatif yang mudah dalam deteksi AREc. Risiko kesehatan dikuantifikasi melalui measurement-based QMRA untuk menilai risiko kesehatan secara cross-sectional dan model-based probabilistic SWAT-QMRA untuk mengestimasi risiko kesehatan secara spasiotemporal. Berdasarkan data 2014–2023, konsumsi antibiotik terbesar di Indonesia adalah amoxicillin (45,9%), ciprofloxacin (16,2%), cefixime (13,6%), tetracycline (9,5%), dan metronidazole (5,3%). Pada 2016–2025, residu antibiotik di Sungai Citarum Hulu terdeteksi untuk jenis ofloxacin/levofloxacin, sulfamethoxazole, trimethoprim, chloramphenicol, lincomycin, clarithromycin, cefotaxime, erythromycin, dan sulfadiazine. Ofloxacin/levofloxacin berisiko tinggi menimbulkan sifat resistensi bakteri di lingkungan akuatik dengan nilai RQ 1,64 di Segmen Nanjung dan 1,36 di Segmen Maroko yang melebihi PNEC-R. Rerata konsentrasi TEc tertinggi pada IPAL domestik terpusat (89.437 ± 76.717 CFU/100 mL), diikuti rumah sakit (48.279 ± 11.067), peternakan (22.827 ± 12.652), dan industri farmasi (8.460 ± 8.357). IPAL rumah sakit memiliki rasio konsentrasi AREc tertinggi dan spektrum resistensi terluas dibanding peternakan, domestik dan industri farmasi. Namun, IPAL di seluruh sektor tersebut terindikasi menjadi reservoir resistensi karena rasio reduksi AREc dari inlet ke outlet bernilai negatif. Di Sungai Citarum Hulu, sebagai badan air penerima, TEc meningkat saat curah hujan tinggi (2.558 ± 360 CFU/mL) dibandingkan saat curah hujan rendah (1.621 ± 300 CFU/mL), dengan jenis AREc yang paling tinggi konsentrasinya adalah Erythromycin-resistant Escherichia coli. Namun, Tetracycline-resistant Escherichia coli yang diusulkan sebagai indikator single-resistant AREc (PC1 0,869) dan ESBL-Ec sebagai indikator multi-resistant AREc (PC1 0,659) dalam surveilance AREc di Sungai Citarum Hulu. Dalam penelitian ini, terbukti juga bahwa metode MPR dapat diperhitungkan sebagai alternatif metode deteksi AREc yang lebih mudah dan cepat untuk kondisi Sungai Citarum Hulu, dengan akurasi mencapai 87,2%, sensitivitas 67,4%, dan spesifisitas 94%. Pada tahap field-based QMRA di komunitas KJA Saguling, air bersih dan air minum yang bersumber dari air tanah dan air waduk teridentifikasi sebagai sumber paparan signifikan untuk TEc, ESBL-Ec, dan CREc. Risiko gastrointestinal infection (Pannual) elah melebihi batas aman WHO untuk TEc (???? = 9,4×10?¹), ESBL-Ec (???? = 1,5×10?²), dan CREc (???? = 8,7×10?¹), sedangkan Pannual genitourinary infection dan skin infection masih memenuhi batas aman WHO. Responden dengan Pannual yang melebihi batas aman WHO memiliki potensi 1,6 kali lebih besar menjadi silent carrier. Pada tahap berikutnya, untuk mengetahui perkiraan variasi risiko kesehatan secara spasiotemporal, dilakukan pemodelan terintegrasi SWAT–QMRA menggunakan tetracycline-resistant Escherichia coli (TREc) sebagai indikator yang bersifat constant prevalent. Konsentrasi TREc hasil pemodelan SWAT berada pada rentang 2.039–33.500 CFU/100 mL dengan rerata 8.198 CFU/100 mL. Secara keseluruhan model menunjukkan kekuatan sedang (NSE = 0,077; r = 0,45; RMSE = 28.490 CFU/100 mL) sehingga masih memerlukan penguatan data input beban dari sumber pencemar. Risiko kesehatan tertinggi adalah gastrointestinal infection (Pannual = 0,62–0,83; DALY = 223.000–296.000 per 100.000 penduduk per tahun), dan masih konsisten dengan rentang DALY pada studi field-based QMRA. Secara keseluruhan, penelitian ini menegaskan bahwa kemunculan dan transmisi AREc di matriks lingkungan dapat berpengaruh pada kesehatan masyarakat, terutama pada komunitas yang masih bergantung pada air permukaan untuk air minum/air bersih. Penelitian juga mengusulkan TREc dan ESBL-Ec sebagai indikator untuk pemantauan rutin, menunjukkan kelayakan metode MPR sebagai alat surveilans sederhana, serta membuktikan utilitas SWAT–QMRA untuk memetakan risiko secara spasiotemporal sebagai dasar prioritisasi intervensi.
MODIFIKASI KIMIA FRUSTULA CYCLOTELLA STRIATA TBI DAN APLIKASINYA SEBAGAI KATALIS SIKLISASI ASETALDEHID DAN ETERIFIKASI ETANOL
Frustula (cangkang sel) diatom laut merupakan sumber silika terbarukan yang dapat didayagunakan sebagai prekursor material aluminosilikat. Saat ini penelitian diatom masih didominasi oleh identifikasi dan ekstraksi senyawa aktif sehingga pemanfaatan frustulanya belum tereksplorasi secara optimal. Penelitian ini mengeksplorasi aluminosilikat berbasis diatom untuk mengkatalisis sintesis senyawa organik sehingga memperluas cakupan aplikasi aluminosilikat yang selama ini berfokus pada reaksi perengkahan dan pirolisis. Tujuan dari riset ini adalah memodifikasi frustula Cyclotella striata TBI menjadi aluminosilikat bertopologi MFI (Al-Sil-CS) yang digunakan untuk mengkatalisis siklisasi asetaldehid dan eterifikasi etanol. Awalnya C. striata TBI dikultivasi dalam medium air laut termodifikasi hingga diperoleh biomassa basah. Biomassa tersebut kemudian dicuci dengan asam untuk menghasilkan biosilika (Sil-CS). Modifikasi biosilika menjadi aluminosilikat dilakukan secara hidrotermal menggunakan tetrapropilamonium bromida (TPABr) sebagai agen pengarah struktur. Karakteristik fisikokimia frustula diamati menggunakan mikroskop optik, mikroskop elektron pemindai (SEM), mikroskop elektron transmisi (TEM), spektroskopi inframerah transformasi fourier (FTIR), difraksi sinar-X (XRD), fluoresensi sinar-X (XRF), Brunauer–Emmett–Teller (BET), dan desorpsi amonia terprogram suhu (NH3-TPD). Aktivitas katalitik aluminosilikat berbasis frustula diamati menggunakan kromatografi gas-spektroskopi massa (GC-MS) dan resonansi magnet inti (NMR, 1H dan 13C). Simulasi mekanisme siklisasi ditentukan dengan metode mekanika kuantum semi empiris GFN-xTB (Geometry, Frequency, Noncovalent, Extended Tight-Binding). Hasil penelitian menunjukkan bahwa frustula C. striata TBI memiliki morfologi bulat pipih dengan pendaran warna kuning kehijauan. Analisis morfologi lebih lanjut menggunakan SEM menunjukkan diameter frustula C. striata TBI berkisar pada rentang 8–20 µm dengan permukaan cangkang biosilika berpori dengan motif yang khas (central fultoportulae, marginal fultoportulae, dan costae). Modifikasi biosilika C. striata TBI menjadi Al-Sil-CS mengubah morfologinya menjadi struktur yang semula amorf menjadi struktur kristal yang berbentuk tanda tambah tiga dimensi (+) dan ukuran diameternya mengecil pada kisaran 0,7–0,9 µm. Struktur Al-Sil-CS mengandung cincin lima anggota (5MR) khas topologi MFI yang teridentifikasi dengan pita vibrasi pada bilangan gelombang 555 cm?¹. Struktur kristal Al-Sil-CS teridentifikasi dari pola difraksi pada 2? = 7,8–8,0° dan 22,8–23,2°. Analisis lebih lanjut dengan XRF menunjukkan kristal Al-Sil-CS memiliki rasio Si/Al = 1 yang mengindikasikan atom Al telah terinkorporasi ke dalam biosilika menjadi Al-Sil-CS. Berdasarkan analisis BET, arsitektur Al-Sil-CS memiliki pola adsorpsi isoterm tipe 4 dengan histeresis tipe 3 yang mengindikasikan keberadaan pori hierarkis yang terdiri atas meso- dan mikropori dengan rerata jari-jari 5,96 nm dan luas permukaan 60,47 m2 g?1. Berdasarkan hasil adsorpsi-desorpsi amonia, Al-Sil-CS memiliki situs asam sebanyak 0,6419 mmol g?1. Aktivitas katalitik Al-Sil-CS diuji melalui dua reaksi sintesis yakni siklisasi asetaldehid dan eterifikasi etanol. Pada tahap pertama, aktivitas katalitik diamati pada siklisasi asetaldehid. Aktivitas dan selektivitas Al-Sil-CS pada siklisasi asetaldehid menjadi paraldehid dikonfirmasi melalui analisis GC-MS dan NMR (1H dan 13C). Senyawa paraldehid teridentifikasi melalui kromatogram yang menunjukkan puncak signifikan pada waktu retensi 7,68 menit dengan pola fragmentasi m/z 43, 45, 87, 89, 117, dan 132. Ikatan C–O–C paraldehid teridentifikasi melalui spektrum 13C NMR yang menunjukkan sinyal singlet pada pergeseran kimia 98,44 ppm. Lebih lanjut, peningkatan jumlah paraldehid teridentifikasi melalui ikatan O–H pada spektrum 1H NMR melalui peningkatan sinyal dobel doblet pada rentang pergeseran kimia 4–4,5 ppm (J = 2 Hz). Kombinasi data instrumen tersebut menegaskan tingginya aktivitas katalisis Al-Sil-CS pada siklisasi asetaldehid. Secara teoritis, mekanisme reaksi dipelajari melalui GFN-xTB yang memodelkan siklisasi berlangsung dalam tiga tahapan utama. Mekanisme reaksi diawali dengan protonasi satu molekul asetaldehid menghasilkan spesies karbokation (Ia), yang kemudian mengalami serangan nukleofilik oleh oksigen pada situs katalitik (OAl) membentuk struktur hemiasetal (Ib). Pada tahap kedua, proton hemiasetal memprotonasi molekul asetaldehid berikutnya dan menghasilkan karbokation baru (IIa). Selanjutnya, oksigen hemiasetal menyerang karbokation tersebut secara nukleofilik membentuk rantai dioksimetilen (IIb). Proses perpanjangan rantai ini berlanjut hingga tiga molekul asetaldehid terikat membentuk trioksimetilen (IIIa), yang diikuti oleh siklisasi menjadi cincin trioksan (IIIb). Di akhir reaksi, produk paraldehid terdesorpsi melalui transfer proton kembali ke situs katalitik. Simulasi mekanisme menggunakan metode Nudged Elastic Band (NEB) menghitung energi Gibbs yang bernilai ?G1 dan ?G2 sebesar –18,31 dan –59,12 kcal mol?1. Meskipun penentuan energi Gibbs tahap IIIb terkendala oleh jarak proton yang jauh dari situs hemiasetal, data termodinamika ini membuktikan peran muatan asam dan topologi Al-Sil-CS pada siklisasi asetaldehid menjadi paraldehid. Aktivitas katalitik Al-Sil-CS pada reaksi eterifikasi etanol dengan tert-butanol dikonfirmasi melalui analisis GC-MS. Kromatogram menunjukkan kemunculan puncak baru pada waktu retensi 2,33 menit dengan pola fragmentasi m/z 57, 59, dan 87 yang mengidentifikasi senyawa ETBE. Meskipun yield yang dihasilkan relatif kecil, penggunaan Al-Sil-CS menunjukkan selektivitas 100% terhadap ETBE tanpa terdeteksi adanya produk samping. Sebagai pembanding, reaksi menggunakan Sil- CS (kontrol negatif) hanya menghasilkan ETBE dalam jumlah yang sangat rendah (<2 mM), jauh di bawah aktivitas Al-Sil-CS yang mampu menghasilkan ETBE 10,54 mM dengan profil kinetika orde nol. Analisis lebih lanjut menunjukkan nilai Turnover Number (TON) Al-Sil-CS sebesar 16,04. Timpangnya aktivitas katalitik antara Sil-CS dan Al-Sil-CS ini membuktikan peran penting inkorporasi aluminium dalam menciptakan situs katalitik yang dapat menyintesis bahan bakar ramah lingkungan. Hasil aktivitas Al-Sil-CS pada siklisasi dan eterifikasi memvalidasi keunggulan frustula sebagai prekursor katalis terbarukan untuk aplikasi sintesis bahan kimia bernilai tinggi.
KAJIAN FITOKIMIA, BIOAKTIVITAS DAN METABOLOMIK DARI MATOA (POMETIA PINNATA)
Matoa atau (Pometia pinnata J.R.Forst. & G.Forst.) merupakan tumbuhan endemik Papua yang menghasilkan buah dengan profil rasa unik, hasil perpaduan leci, rambutan, dan durian. Secara tradisional, tumbuhan ini digunakan untuk mengobati beberapa penyakit, seperti demam, sakit kepala, penyakit kulit, masalah pencernaan dan lainnya. Beberapa publikasi menyatakan bahwa ekstrak P. pinnata memiliki beragam aktivitas, seperti antiplasmodium, antidiabetes, antiobesitas, antioksidan, anti-HIV dan lainnya. Namun, informasi mengenai kandungan senyawa dan juga bioaktivitas dari komponen-komponen dalam tumbuhan ini belum banyak dilaporkan. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk melakukan kajian fitokimia, bioaktivitas, dan melakukan karakterisasi profil metabolit dari P. pinnata, serta mengungkapkan senyawa bioaktif dengan metabolomik berbasis NMR. Pada tahap awal, metabolit sekunder daun P. pinnata diisolasi dengan berbagai teknik kromatografi dan ditentukan strukturnya dengan teknik spektroskopi NMR dan spektrometri massa. Senyawa-senyawa murni yang diperoleh ini digunakan sebagai standar pada studi metabolomik. Pada tahap selanjutnya, senyawa murni dan ekstrak dari berbagai organ P. pinnata, termasuk daun, daging buah, biji, dan kulit buah dievaluasi potensi bioaktivitasnya melalui berbagai uji, seperti antibakteri, antioksidan, antidiabetes, antiinflamasi dan sitotoksisitas. Pada tahap terakhir, kajian metabolomik dilakukan terhadap keempat organ dari P. pinnata tersebut untuk menganalisis profil metabolit yang terkandung pada setiap bagian tumbuhan ini. Analisis data multivariat diaplikasikan untuk membandingkan profil metabolit antar organ tersebut dan mengidentifikasi metabolit yang diprediksi berkontribusi terhadap aktivitas antidiabetes (in vitro) yang dimilikinya. Pada studi fitokimia, lima senyawa murni telah berhasil diisolasi dari fraksi aseton daun P. pinnata, yaitu satu senyawa baru pometin B, dan empat senyawa lainnya yaitu kaempferol-3-O-ramnosida, kuersetin-3-O-ramnosida, proantosianidin A2 dan stigmasterol 3-O-glukosida. Menariknya, pometin B, suatu triterpenoid pentasiklik dengan kerangka dasar hederagenin, dengan struktur yang belum pernah dilaporkan sebelumnya. Kajian bioaktivitas menunjukkan bahwa senyawa fenolik yang diisolasi dari daun P. pinnata (kaempferol-3-O-ramnosida, kuersetin-3-O- ramnosida, dan proantosianidin A2) memiliki potensi antioksidan, antidiabetes dan antiinflamasi yang sangat baik. Pada pengujian antioksidan dengan metode DPPH dan FRAP, senyawa proantosianidin A2 menunjukkan aktivitas yang sangat baik (IC50=5,71 ?M untuk DPPH) dan (EC50=8,07 ?M untuk FRAP). Pada uji inhibisi terhadap ?-glukosidase, ketiga senyawa fenolik tersebut menunjukkan aktivitas inhibisi yang lebih baik dari akarbosa sebagai standar positif. Selain itu, pengujian antiinflamasi menunjukkan bahwa ketiga senyawa fenolik tersebut juga memiliki potensi yang sangat besar pada inhibisi produksi NO, dengan rentang nilai persen inhibisi berada pada 57–70%. Pengujian sitotoksik yang dilakukan terhadap empat lini sel (P-388, MCF-7, HepG2 dan A549) menunjukkan senyawa kuersetin 3-O- ramnosida memperlihatkan efek sitotoksik yang stabil dan signifikan pada seluruh lini sel yang diujikan. Pometin B juga menunjukkan aktivitas sitotoksik yang signifikan terhadap sel MCF-7 dengan nilai IC50 sebesar 3,69 ?M. Kajian ini berhasil menunjukkan potensi bioaktivitas yang dimiliki oleh senyawa murni hasil isolasi dari daun P. pinnata. Selain itu, evaluasi antidiabetes secara in vitro terhadap empat ekstrak organ P. pinnata menunjukkan ekstrak daun secara konsisten menunjukkan aktivitas yang baik terhadap empat variasi enzim yang digunakan. Hal tersebut mengindikasikan potensi antidiabetes yang dimiliki oleh daun P. pinnata. Penelitian ini merupakan kajian pertama yang berhasil mengungkapkan profil metabolit dari keempat organ P. pinnata (daun, daging buah, biji, dan kulit buah), serta melakukan kajian hubungan metabolit dengan aktivitas antidiabetes menggunakan pendekatan metabolomik berbasis NMR. Hasil kajian metabolomik terhadap organ P. pinnata menunjukkan bahwa terdapat 29 metabolit yang telah berhasil diidentifikasi dari keempat organ P. pinnata, meliputi 19 metabolit primer dan 10 metabolit sekunder. Selain itu proses kuantifikasi metabolit telah berhasil menunjukkan metabolit-metabolit dominan yang terkandung dalam tiap organ tersebut. Hasil analisis multivariat dengan model PCA (Principal Component Analysis) berhasil mengungkapkan bahwa biji, buah, daun dan kulit buah dari P. pinnata memiliki profil metabolit yang unik. Daun mengandung konsentrasi proantosianidin A2, asam kuinat, dan kolin yang tinggi. Organ buahnya dicirikan dengan kandungan senyawa sukrosa dan fruktosa yang melimpah. Kulit buah P. pinnata dibedakan dengan hederagenin dan trigonelin, sedangkan bijinya dicirikan dengan keberadaan asam oleat dan GABA (asam gamma-aminobutirat). Pada studi ini, model PLS (Partial Least Squares) berhasil mengungkapkan metabolit-metabolit yang diprediksi memiliki aktivitas antidiabetes secara in vitro. Informasi tersebut diperoleh melalui analisis korelasi antara profil metabolit ekstrak organ P. pinnata dengan aktivitas penghambatan keempat enzim yang diuji, yaitu ?- glukosidase, SI (sukrase isomaltase), MGAM (maltase glukoamilase) dan DPP- IV. Asam oleat dan proantosianidin A2 merupakan komponen-komponen aktif yang bertanggung jawab atas aktivitas inhibisi terhadap ?-glukosidase. Pometin B dan proantosianidin A2 dilaporkan memiliki korelasi positif terhadap aktivitas inhibisi terhadap SI dan MGAM. Sementara itu, metabolit kaempferol-3- O-ramnosida dan kuersetin-3-O-ramnosida merupakan komponen-komponen yang bertanggung jawab atas aktivitas inhibisi terhadap DPP-IV. Hasil analisis tersebut sejalan dengan hasil pengujian antidiabetes secara in vitro terhadap ?-glukosidase, dimana senyawa-senyawa fenolik menunjukkan aktivitas yang signifikan sebagai agen antidiabetes, selain itu pometin B juga menunjukkan aktivitas yang baik dalam menginhibisi kerja SI. Studi ini secara komprehensif berhasil mengisolasi berbagai senyawa bioaktif serta mengungkap profil metabolit dan potensi bioaktivitas P.pinnata melalui pendekatan metabolomik berbasis NMR. (RUMUS)
METODE KLASIFIKASI ADAPTIF UNTUK DEKODE UCAPAN IMAJINER DARI SINYAL ELEKTROENSEFALOGRAM (EEG)
Gangguan bicara dapat menyebabkan kesulitan bersosialisasi dan mendapat pekerjaan, sehingga dibutuhkan antarmuka yang dapat membantu komunikasi, seperti silent speech interface (SSI). SSI menggunakan data dari biosinyal manusia, salah satunya sinyal otak yang direkam non-invasif dengan elektroensefalograf (EEG), saat individu membayangkan mengucapkan sesuatu (ucapan imajiner). Data EEG ucapan imajiner umumnya memiliki keterbatasan variasi ucapan dan jumlah sampel, sehingga model prediksi berisiko overfitting dan sulit mencapai generalisasi. Sejauh ini, akurasi prediksi dapat mencapai 90-100% namun spesifik untuk subjek tertentu, terkait dengan adanya dependensi subjek. Masalah dependensi subjek pada model dekode ucapan imajiner berbasis EEG mencakup kasus inter-subjek dan intra-subjek, dan keduanya butuh adaptabilitas model. Kasus inter-subjek terjadi ketika model gagal mendekode ucapan imajiner dari sinyal EEG yang direkam dari pengguna (subjek) baru, sedangkan kasus intra-subjek terjadi ketika model gagal mendekode ucapan imajiner dari sinyal EEG dari subjek latih yang sama tapi di waktu berbeda. Meskipun sejumlah studi telah mengembangkan model adaptif untuk dekode ucapan imajiner dengan teknik transfer learning (TL), akurasinya masih rendah (30-60%). Masalah utama yang ingin dijawab penelitian ini adalah bagaimana membangun model adaptif untuk pengenal pola ucapan imajiner berbasis EEG, sehingga bisa mengatasi masalah dependensi subjek. Karena itu, diperlukan fitur EEG yang representatif dan diskriminatif, untuk selanjutnya membangun model adaptif. Dataset EEG yang digunakan pada riset ini adalah dataset primer (PrimAudio-DB) yang direkam dalam dua sesi untuk mereproduksi kasus intra-subjek, dan dataset sekunder (BCI-DB) dari riset terdahulu yang dapat diakses publik. Keduanya menggunakan audio cue yang diperdengarkan pada state terpisah dengan speech imagery state, agar aktivitas otak saat persepsi cue tidak memengaruhi sinyal EEG ketika ucapan imajiner. Satu trial terdiri dari rest state, cue presentation state, diikuti empat repetisi ucapan imajiner 2 detik. Setiap ucapan imajiner diawali 1 detik persiapan yang ditandai fixation cross ("+") di monitor. Ucapan dan alat EEG pada PrimAudio-DB berbeda dari BCI-DB. PrimAudio-DB memakai ucapan penentu ("ya", "tidak", "yes", "no") sedangkan BCI-DB memakai ucapan ekspresif ("yes", "stop", "help me", "thank you", "hello"). BCI-DB direkam dari 15 subjek dengan EEG 256Hz 64 kanal dan batas impedansi 15 k?, sedangkan PrimAudio-DB dari 23 subjek dengan EEG 500Hz 21 kanal dan impedansi 10 k?. Pembuatan model dekode ucapan imajiner meliputi tahap praproses sinyal, ekstraksi fitur, analisis spektro-spasial, pelatihan classifier dan adaptasi model. Praproses sinyal menggunakan notch filter, bandpass filter 0.5-127Hz, penghapusan artifak dengan FastICA, eksklusi bad trial, dan interpolasi bad channel. Ekstraksi fitur menggunakan pendekatan Time-Frequency Representation (TFR) yang menangkap aktivitas spektral dari osilasi terinduksi seperti event ucapan imajiner, yang tidak langsung terjadi ketika onset stimulus seperti osilasi terevokasi. Ekstraksi fitur menghasilkan Band-power Time Series (BTS). Pada analisis spektro-spasial, fitur BTS dikelompokkan secara spektral (Alpha, Beta, dan Gamma) dan spasial (area frontal, central, temporal, parietal, oksipital). Dari tiap bagian spektro-spasial, inter-speech distance dihitung dari BTS antar-ucapan dengan Euclidean distance; distance yang tinggi di spektro-spasial tertentu menunjukkan fitur BTS di kanal EEG dan rentang frekuensi tersebut berpotensi diskriminatif. Classifier yang diajukan adalah Random Forest (RF) karena rendah kompleksitas dan mudah diinterpretasi. Fitur BTS dibandingkan dengan fitur benchmark (statistik, entropi, band power, dan band energy), dan RF dibandingkan dengan k-Nearest Neighbors (k-NN), Support Vector Machine (SVM), Artificial Neural Network (ANN), dan Convolutional Neural Network (CNN). Validasi performa model non-adaptif dengan nested cross validation, sedangkan model adaptif dengan time series validation. Metode adaptasi menggunakan pendekatan Transfer Learning secara online, transduktif, dan transfer instance (trial) yang diseleksi berdasarkan informasi semantik dan bahasa. Analisis spektro-spasial terhadap BTS dari ucapan imajiner dan perhitungan inter-speech distance menunjukkan pola perubahan power antar ucapan yang sangat berjarak di area frontal dalam frekuensi Gamma, sejalan dengan peran area frontal selama aktivitas kognitif yang menuntut fokus. Efektivitas hasil analisis spektro-spasial dikonfirmasi dengan classifier RF yang mencapai akurasi 0,986 ± 0,007 untuk BCI-DB (melebihi benchmark 0.718) dan 0,817 ± 0,206 untuk PrimAudio-DB, dengan fitur BTS dari kanal frontal dan frekuensi Gamma. Performa fitur BTS berhasil melebihi fitur benchmark dan classifier RF juga mendapat akurasi sebanding dengan CNN tapi kinerjanya lebih efisien. Hasil analisis spektro-spasial dan perhitungan inter-speech distance juga mengidentifikasi pengaruh jenis ucapan dan bahasa. PrimAudio-DB menggunakan ucapan penentu, sehingga inter-speech distance lebih jauh di area frontal daripada temporal, berkebalikan dengan BCI-DB yang menggunakan ucapan ekspresif dan bisa melibatkan emosi sehingga mengaktivasi area temporal. Pada PrimAudio-DB, ucapan imajiner berbeda semantik memiliki inter-speech distance sangat tinggi jika ucapan dalam bahasa ibu (Bahasa Indonesia). Bahkan, inter-speech distance antar ucapan yang semantiknya sama dan berbeda bahasa masih lebih tinggi daripada antar ucapan berbeda semantik tapi berbahasa asing (Bahasa Inggris). Penerapan cara adaptif dengan memilih instance yang memiliki kesamaan semantik walau berbeda bahasa (interlinguistik) meningkatkan akurasi model yang turun akibat kasus intra-subjek dan inter-subjek. Akurasi model non-adaptif 50% meningkat menjadi 91,5% (95% CI:88,7%-94,3%) pada intra-sesi atau 86,7% (95% CI:82,9%-90,5%) pada inter-sesi untuk intra-subjek dan mendekati 100% untuk inter-subjek. Sedangkan, perbedaan semantik berdampak sebaliknya (negative transfer). Walaupun cara interlinguistik membantu model beradaptasi, namun cara identifikasi kesamaan semantik masih memerlukan informasi label dari target. Limitasi ini menjadi fokus penelitian mendatang.
POTENSI PLANT DERIVED EXOSOME-LIKE NANOPARTICLES (PDEN) DARI BUAH JAMBLANG (SYZYGIUM CUMINI) SEBAGAI ANTIINFLAMASI DAN ANTIHIPERPIGMENTASI : UJI IN VITRO PADA SEL RAW 264.7 DAN SEL B16
Jerawat (acne vulgaris) merupakan salah satu permasalahan kulit yang paling umum dan bersifat inflamasi kronis, ditandai oleh peningkatan produksi sebum, kolonisasi bakteri, serta aktivasi respon imun bawaan dan adaptif. Proses inflamasi yang terjadi pada jerawat memicu pelepasan berbagai mediator proinflamasi dan stres oksidatif yang tidak hanya memperparah kerusakan jaringan kulit, tetapi juga berperan penting dalam aktivasi melanosit. Kondisi ini menyebabkan peningkatan sintesis dan distribusi melanin yang berujung pada Post-Inflammatory Hyperpigmentation (PIH), yang sering muncul sebagai bekas gelap jerawat. Pendekatan kosmetik konvensional umumnya menargetkan penghambatan enzim tirosinase atau produksi melanin semata, tanpa mengatasi inflamasi sebagai penyebab utama PIH, serta sering menggunakan bahan sintetis yang berpotensi menimbulkan iritasi dan efek samping jangka panjang. Oleh karena itu, diperlukan strategi alternatif yang lebih aman dan efektif dengan menekan inflamasi sekaligus menurunkan hiperpigmentasi. Salah satu kandidat yang menjanjikan adalah Plant-Derived Exosome-Like Nanoparticles (PDEN), yaitu nanopartikel vesikular bermembran lipid yang berasal dari tumbuhan dan mengandung muatan bioaktif alami. Dibandingkan eksosom mamalia, PDEN memiliki keunggulan dari sisi keamanan, biokompatibilitas, kemudahan produksi, serta risiko imunogenisitas yang lebih rendah. Buah jamblang (Syzygium cumini) dikenal kaya akan antosianin, flavonoid, dan senyawa fenolik dengan aktivitas antioksidan dan antiinflamasi yang tinggi, namun pemanfaatannya sebagai sumber PDEN belum pernah dieksplorasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi potensi PDEN dari buah jamblang sebagai agen antiinflamasi dan anti-hiperpigmentasi secara in vitro pada sel makrofag mencit RAW 264.7 dan sel melanoma mencit B16. PDEN jamblang diisolasi menggunakan dua pendekatan, yaitu metode presipitasi PEG dan metode filtrasi vakum. Karakterisasi dilakukan melalui analisis ukuran partikel dan indeks polidispersitas menggunakan particle size analyzer (PSA) dan nanoparticle tracking analysis (NTA), serta pengamatan morfologi menggunakan transmission electron microscopy (TEM). Selain itu dilakukan analisis stabilitas penyimpanan dan pengujian kandungan protein menggunakan Liquid Chromatography–High-Resolution Mass Spectrometry (LC-HRMS). Aktivitas antibakteri terhadap bakteri jerawat dilakukan menggunakan metode microdillution dan aktivitas antioksidan dianalisis menggunakan DPPH assay. Uji sitotoksisitas menggunakan MTT assay dan internalisasasi PDEN dilakukan terhadap sel makrofag RAW 264.7 dan sel melanoma B16. Sel RAW 264.7 adalah lini sel makrofag mencit yang digunakan sebagai model inflamasi karena responsif terhadap stimulasi LPS dan menghasilkan mediator proinflamasi. Sel B16 adalah lini sel melanoma mencit yang digunakan sebagai model melanogenesis karena mampu memproduksi melanin dan responsif terhadap induksi pigmentasi. Aktivitas antiinflamasi pada sel RAW 264.7 yang diinduksi LPS dianalisis melalui pengukuran produksi Nitric Oxide (NO) dan IL-6 ELISA Assay. Aktivitas antihiperpigmentasi dievaluasi pada sel B16 melalui pengukuran kadar melanin dan aktivitas enzim tirosinase. Hasil penelitian menunjukkan bahwa PDEN jamblang berhasi diisolasi menggunakan metode PEG6000 memiliki ukuran partikel berkisar antara 130–185 nm sedangkan PDEN jamblang yang diisolasi menggunakan metode vakum filter menghasilkan ukuran partikel antara 200-300 nm. Morfologi PDEN jamblang berbentuk sferis dengan struktur lipid bilayer yang jelas. PDEN jamblang menunjukkan stabilitas yang baik selama satu bulan penyimpanan pada suhu -20°C dan dalam kondisi serbuk setelah proses lioflisasi atau freeze drying. Uji antioksidan menunjukkan aktivitas penangkapan radikal bebas yang kuat dengan nilai IC?? sebesar 16,23 ?g/mL pada PDEN segar dan 15,62 ?g/mL pada PDEN freeze dried. PDEN jamblang juga menunjukkan aktivitas antibakteri yang kuat terhadap bakteri penyebab jerawat, dengan nilai minimum inhibitory concentration (MIC) sebesar 10 ?g/mL terhadap Staphylococcus epidermidis dengan inhibisi 68,8%, serta 320 ?g/mL terhadap Staphylococcus aureus dan Cutibacterium acnes dengan masing-masing inhibisi 33,2% dan 25,2%. PDEN jamblang bersifat tidak toksik terhadap sel RAW 264.7 dan B16 yang ditunjukkan dengan nilai vibilitas selnya di atas 70% pada seluruh konsentrasi uji (5-100 ?g/mL). Pengamatan menggunakan mikroskop confocal menunjukkan bahwa PDEN jamblang terinternalisasi secara efektif oleh sel RAW 264.7 dan sel B16 sejak 3 jam inkubasi. Pada sel RAW 264.7 yang distimulasi LPS, PDEN jamblang secara signifikan mampu menurunkan produksi NO hingga 47,0% (p < 0.001) serta menekan sekresi IL-6 sebesar 63,35% (p < 0.0001) pada konsentrasi 5 ?g/mL. Pada sel melanoma B16, PDEN jamblang secara signifikan menghambat melanogenesis yang diinduksi forskolin dengan menurunkan kadar melanin sebesar 35% (p < 0.05)dan aktivitas tirosinase masing-masing sebesar 34.34% (p < 0.0001) pada konsentrasi 5 ?g/mL. Dengan demikian, berdasarkan hasil penelitian ini, PDEN dari buah jamblang memiliki aktivitas antioksidan, antiinflamasi, antihiperpigmentasi, dan antibakteri. Penelitian ini berpotensi memberikan kontribusi terhadap pengembangan bahan aktif nanokosmetik yang lebih aman dan efektif untuk penanganan jerawat dan hiperpigmentasi pascainflamasi. Kebaruan penelitian ini terletak pada pemanfaatan buah jamblang sebagai sumber PDEN serta pendekatan integratif yang menargetkan inflamasi dan hiperpigmentasi secara simultan.
ADOPSI PRAKTIK HIJAU PADA SEKTOR KULINER UMKM: HUBUNGAN ANTARA NIAT PEMBELIAN HIJAU KONSUMEN DAN ADOPSI PRAKTIK HIJAU
Indonesia menghadapi tantangan lingkungan yang kritis yang memerlukan perhatian segera di seluruh sektor ekonomi. Dengan populasi 275,7 juta jiwa, negara ini menghasilkan 38,6 juta ton sampah pada tahun 2024, dengan hanya 34% yang dibuang dengan benar. Sektor makanan dan minuman, meskipun berkontribusi signifikan terhadap PDB (IDR 813.062 miliar dengan pertumbuhan tahunan 4,90%), merupakan kontributor utama beban lingkungan melalui limbah makanan, kemasan berlebihan, proses yang intensif energi, dan konsumsi air yang tinggi. Usaha Mikro, Kecil, dan Menengah (UMKM) mewakili 99,9% bisnis Indonesia dan mempekerjakan 97% tenaga kerja, menjadikannya penting bagi pembangunan ekonomi dan keberlanjutan lingkungan. Namun, UMKM kuliner beroperasi di bawah kendala sumber daya yang parah—modal terbatas, pengetahuan lingkungan minimal, dan skala operasional kecil—menciptakan ketegangan kompleks antara pertumbuhan ekonomi dan tanggung jawab lingkungan. Meskipun penelitian menunjukkan bahwa 67% konsumen Indonesia menganggap produk berkelanjutan penting, menerjemahkan kesadaran lingkungan ini ke dalam adopsi praktik hijau aktual oleh bisnis tetap menjadi tantangan signifikan. Penelitian ini mengatasi kesenjangan kritis dalam literatur yang ada dengan menyelidiki bagaimana niat pembelian hijau konsumen mempengaruhi adopsi praktik hijau pada UMKM kuliner Indonesia melalui lensa Theory of Planned Behavior (TPB). Meskipun TPB telah divalidasi secara luas dalam perilaku lingkungan umum dan konsumsi hijau massal, tidak ada investigasi komprehensif tentang penerapannya secara khusus pada adopsi praktik hijau UMKM kuliner yang didorong oleh proses pengaruh konsumen. Studi ini memperkenalkan pendekatan pengukuran pengaruh konsumen-bisnis terintegrasi yang menetapkan keterkaitan langsung antara faktor psikologis konsumen dan adopsi praktik berkelanjutan bisnis aktual. Penelitian ini menggunakan metodologi kuantitatif dengan desain survei cross-sectional dengan data yang dikumpulkan dari 301 konsumen Indonesia berusia 20 tahun ke atas yang telah mengunjungi atau memesan dari UMKM kuliner dalam enam bulan terakhir. Studi ini memanfaatkan Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) untuk menguji empat hipotesis utama yang memeriksa hubungan antara sikap lingkungan, norma subjektif, kontrol perilaku yang dipersepsikan, niat pembelian hijau, dan adopsi praktik hijau. Temuan empiris memberikan dukungan kuat untuk semua empat hipotesis. Sikap lingkungan muncul sebagai prediktor terkuat niat pembelian hijau dengan koefisien jalur 0,404 (t = 8,779, p < 0,001), menunjukkan bahwa keyakinan evaluatif konsumen tentang manfaat lingkungan dan tanggung jawab pribadi adalah pendorong utama niat mereka untuk mendukung UMKM kuliner hijau. Norma subjektif juga menunjukkan pengaruh signifikan pada niat pembelian hijau (? = 0,330, t = 7,113, p < 0,001), mencerminkan budaya kolektivis Indonesia di mana harmoni sosial dan konformitas kelompok sangat membentuk perilaku konsumen. Kontrol perilaku yang dipersepsikan menunjukkan efek positif dan signifikan pada niat pembelian hijau (? = 0,235, t = 4,896, p < 0,001), menyoroti bahwa persepsi konsumen tentang kemampuan mereka untuk mengidentifikasi dan mengakses UMKM hijau secara signifikan mempengaruhi niat. Yang paling menonjol, niat pembelian hijau menunjukkan hubungan yang sangat kuat dengan adopsi praktik hijau (? = 0,894, t = 55,288, p < 0,001), mengonfirmasi bahwa permintaan konsumen adalah mekanisme paling kuat yang mendorong UMKM kuliner untuk mengadopsi praktik berkelanjutan. Model secara kolektif menjelaskan 83,4% varians dalam niat pembelian hijau dan 79,9% varians dalam adopsi praktik hijau, menunjukkan kekuatan penjelasan yang luar biasa. Analisis mediasi mengonfirmasi bahwa niat pembelian hijau sepenuhnya memediasi hubungan antara semua tiga anteseden TPB (sikap lingkungan, norma subjektif, kontrol perilaku yang dipersepsikan) dan adopsi praktik hijau. Ini memvalidasi bahwa sinyal pasar konsumen berfungsi sebagai mekanisme transmisi kritis yang menghubungkan faktor psikologis dengan perilaku lingkungan organisasi. Penelitian menunjukkan bahwa bahkan bisnis kuliner skala kecil yang beroperasi di bawah kendala sumber daya yang signifikan dapat dan memang mengadopsi praktik hijau ketika sinyal permintaan konsumen cukup kuat, menunjukkan bahwa mengatasi hambatan sisi penawaran saja tidak cukup tanpa secara bersamaan menumbuhkan tekanan sisi permintaan melalui niat pembelian hijau konsumen. Studi ini memberikan tiga solusi bisnis yang dapat ditindaklanjuti untuk UMKM kuliner: mengimplementasikan sistem komunikasi praktik hijau visual yang membuat manfaat lingkungan menjadi konkret dan terukur, menciptakan program partisipasi pelanggan yang mengaktifkan norma sosial dan menyediakan cara nyata untuk berkontribusi, dan membentuk jaringan kolaboratif lingkungan untuk berbagi sumber daya dan mengatasi kendala infrastruktur. Rekomendasi manajerial menekankan membangun proposisi nilai lingkungan yang jelas, merekayasa bukti sosial melalui keterlibatan komunitas, mengurangi hambatan terhadap perilaku pembelian hijau, dan mendekati praktik hijau melalui solusi ekosistem kolaboratif. Penelitian menyimpulkan bahwa mengatasi tantangan lingkungan Indonesia di sektor kuliner memerlukan pendekatan ganda: memberdayakan konsumen untuk mengekspresikan preferensi hijau melalui keputusan pembelian sambil secara bersamaan mendukung UMKM dalam mengembangkan kemampuan untuk merespons melalui solusi praktik hijau yang dapat diakses, terjangkau, dan kolaboratif. Hubungan yang sangat kuat antara niat pembelian hijau dan adopsi praktik hijau mengonfirmasi bahwa permintaan konsumen adalah tuas paling kuat untuk mendorong keberlanjutan di sektor ini, menjadikan kultivasi permintaan sama pentingnya dengan dukungan sisi penawaran untuk mencapai dampak lingkungan yang bermakna.
SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL PERAK TERFUNGSIONALISASI KURKUMIN UNTUK PENGEMBANGAN SENSOR GLUKOSA NONENZIMATIK BERBASIS KARBON
Sensor glukosa nonenzimatik merupakan sensor yang perlu dikembangkan saat ini untuk memenuhi kebutuhan masyarakat dalam mengontrol kadar gula dalam darah. Pada penelitian ini, sensor glukosa nonenzimatik dikembangkan dengan menggunakan EPK termodifikasi nanopartikel perak yang disintesis dengan cara mereduksi ion Ag+ menggunakan kurkumin di bawah sinar matahari (cAgNPs). cAgNPs yang telah terbentuk dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer UV- Vis, FTIR, SEM-EDX, TEM, dan PSA. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa cAgNPs telah berhasil disintesis dengan warna oranye kecokelatan yang menghasilkan serapan khusus pada 433 nm. Hasil SEM dan TEM terhadap cAgNPs mengkonfirmasi bahwa cAgNPs memiliki ukuran di bawah 100 nm, yaitu 55-75 dengan SEM dan 48-50 nm dengan TEM. Perbedaan ukuran ini disebabkan oleh fasa material yang dianalisis. Analisis SEM menggunakan cAgNPs yang telah melalui proses pengendapan sehingga memungkinkan terjadinya aglomerasi, sementara pada analisis TEM menggunakan cAgNPs dalam bentuk terdispersi. Sementara itu, analisis menggunakan PSA memberikan hasil ukuran cAgNPs lebih besar, yaitu 99,3 nm dengan nilai PI 0,331 yang menunjukkan bahwa distribusi ukuran cAgNPs berada pada level moderate. Ukuran cAgNPs menggunakan PSA lebih besar dibandingkan SEM dan TEM karena pengukurannya berdasarkan diameter hidrodinamik. Analisis zeta potensial juga menunjukkan bahwa material memiliki nilai -32,5 ± 0,6 mV dengan CV 1,9% yang menunjukkan bahwa cAgNPs stabil dalam bentuk dispersi. Secara morfologi, citra TEM menunjukkan bahwa cAgNPs memiliki bentuk bulat yang dilapisi dengan bulatan (capping). Bulatan bagian diprediksikan sebagai Ag sementara bulatan bagian luar adalah kurkumin. Prediksi ini dikonfirmasi menggunakan FTIR yang menunjukkan bahwa cAgNPs memiliki vibrasi pada 1649 cm-1 yang diidentifikasikan sebagai serapan Ag yang bergeser dari serapan Ag pada AgNO3 akibat adanya interaksi baru kurkumin capping. Puncak serapan pada 2357 cm-1 yang sebelumnya ada pada AgNO3 menghilang pada cAgNPs. Sementara beberapa puncak yang sebelumnya dimiliki oleh kurkumin juga muncul pada cAgNPs, diantaranya puncak pada 3500 cm-1 yang mengindikasikan adanya OH dan puncak pada 698-401 yang menunjukkan adanya vibrasi oleh C=C alkena. Sebagai tambahan, uji KLT dilakukan untuk mengamati keberadaan kurkumin pada cAgNPs. Dari hasil pengujian, cAgNPS tidak memunculkan noda, sedangkan kurkumin memunculkan noda. Selain cAgNPs, pada penelitian ini juga dilakukan sintesis GO menggunakan metode Hummers dimodifikasi untuk meningkatkan performa elektroda dalam pengukuran secara elektrokimia. GO akan direduksi menjadi (electroreduced graphene oxide) yang dilakukan secara simultan dengan elektrodeposisi cAgNPs. Karakterisasi GO dilakukan menggunakan FTIR dan SEM. Spektra FTIR yang dihasilkan menunjukkan adanya vibrasi C=O karbonil pada 1656 cm-1, C-C dengan gugus O- H pada 1564 cm-1, COOH pada 1720 dan 3431 cm-1, C-O epoksi pada 1068, 1284, 1176, dan 1008 cm-1, serta alkena pada 856 cm-1. Secara morfologi, citra SEM menunjukkan bahwa GO berbentuk seperti lembaran berlapis. Material cAgNPs dan GO yang telah berhasil disintesis diaplikasikan sebagai pemodifikasi elektroda pasta karbon (EPK) dengan cara didispersikan dalam air lalu diteteskan. Modifikasi cAgNPs dilakukan secara elektrodeposisi menggunakan voltammetri siklik (CV) dengan elektrolit pendukung Na2SO4 0,1 M pada rentang -1,0 hingga 1,0 V sebanyak 25 siklus. Keberhasilan metode elektrodeposisi cAgNPs dikonfirmasi melalui karakterisasi SEM-EDX-Mapping. Analisis SEM-EDX-Mapping dilakukan dengan membandingkan antara EPK tidak termodifikasi, EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) tidak teraktivasi, dan EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) teraktivasi. cAgNPs yang terdeposisi di permukaan EPK berbentuk bulatan-bulatan kecil, dan metode aktivasi dengan CV sebanyak 10 siklus dalam NaCl 0,1 M dapat meningkatkan jumlah sebaran cAgNPs. Spektra EDX menunjukkan bahwa EPK/cAgNPS teraktivasi memberikan intensitas yang lebih tinggi dibandingkan yang tidak teraktivasi, mengindikasikan bahwa densitas permukaan yang lebih besar yang disebabkan oleh peningkatan jumlah sebaran cAgNPs. Sebagai studi awal analisis glukosa, EPK/cAgNPs digunakan untuk mendeteksi glukosa menggunakan teknik DPV (Differential Pulse Voltammetry) dengan laju pindai 100 mV detik-1. EPK/cAgNPs memberikan respon linier penurunan arus oksidasi cAgNPs terhadap penambahan konsentrasi glukosa. Dari tahapan ini pula diperoleh bahwa cAgNPs yang disintesis dengan volume kurkumin 50 µL (2,7 mM) memberikan linieritas dan sensitivitas lebih baik dibandingkan volume 100 dan 150 µL. Evaluasi pengukuran glukosa secara amperometri dilakukan terhadap EPK/cAgNPs tidak teraktivasi dan EPK/cAgNPs teraktivasi, yang menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs teraktivasi memiliki sensitivitas dan regresi lebih baik, sehingga EPK/cAgNPs teraktivasi dipilih untuk tahapan berikutnya. Adanya tambahan ERGO meningkatkan kinerja EPK/cAgNPs teraktivasi yang dibuktikan dengan pengukuran berulang (repeatability) glukosa 0,1961 mM dalam NaCl 0,1 M sebanyak 10 kali pengukuran (RSD = 7,73%, HorRat = 0,79). Selanjutnya, pengaruh pemberian potensial Edc pada amperometri untuk pengukuran glukosa menggunakan EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs dievaluasi terhadap glukosa dengan rentang konsentrasi 0,1961 – 1,6667 mM dan 9,99 – 205,68 ?M. Amperogram yang dihasilkan menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs memberikan 2 area kerja yaitu y1 dengan area kerja yang memiliki kemiringan lebih tinggi, serta y2 yang memiliki kemiringan lebih rendah. Kedua area kerja ini dapat dimanfaatkan untuk menganalisis kadar glukosa dalam sampel dengan konsentrasi rendah dan konsentrasi tinggi. Pada studi analisis senyawa pengganggu, senyawa pengganggu seperti Fe2+, Zn2+, KCl, Cu2+, dan asam askorbat dapat mempengaruhi pengukuran glukosa secara amperometri menggunakan EPK/cAgNPs dan memunculkan noda, sedangkan kurkumin memunculkan noda. Selain cAgNPs, pada penelitian ini juga dilakukan sintesis GO menggunakan metode Hummers dimodifikasi untuk meningkatkan performa elektroda dalam pengukuran secara elektrokimia. GO akan direduksi menjadi (electroreduced graphene oxide) yang dilakukan secara simultan dengan elektrodeposisi cAgNPs. Karakterisasi GO dilakukan menggunakan FTIR dan SEM. Spektra FTIR yang dihasilkan menunjukkan adanya vibrasi C=O karbonil pada 1656 cm-1, C-C dengan gugus O- H pada 1564 cm-1, COOH pada 1720 dan 3431 cm-1, C-O epoksi pada 1068, 1284, 1176, dan 1008 cm-1, serta alkena pada 856 cm-1. Secara morfologi, citra SEM menunjukkan bahwa GO berbentuk seperti lembaran berlapis. Material cAgNPs dan GO yang telah berhasil disintesis diaplikasikan sebagai pemodifikasi elektroda pasta karbon (EPK) dengan cara didispersikan dalam air lalu diteteskan. Modifikasi cAgNPs dilakukan secara elektrodeposisi menggunakan voltammetri siklik (CV) dengan elektrolit pendukung Na2SO4 0,1 M pada rentang -1,0 hingga 1,0 V sebanyak 25 siklus. Keberhasilan metode elektrodeposisi cAgNPs dikonfirmasi melalui karakterisasi SEM-EDX-Mapping. Analisis SEM-EDX-Mapping dilakukan dengan membandingkan antara EPK tidak termodifikasi, EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) tidak teraktivasi, dan EPK termodifikasi cAgNPs (EPK/cAgNPs) teraktivasi. cAgNPs yang terdeposisi di permukaan EPK berbentuk bulatan-bulatan kecil, dan metode aktivasi dengan CV sebanyak 10 siklus dalam NaCl 0,1 M dapat meningkatkan jumlah sebaran cAgNPs. Spektra EDX menunjukkan bahwa EPK/cAgNPS teraktivasi memberikan intensitas yang lebih tinggi dibandingkan yang tidak teraktivasi, mengindikasikan bahwa densitas permukaan yang lebih besar yang disebabkan oleh peningkatan jumlah sebaran cAgNPs. Sebagai studi awal analisis glukosa, EPK/cAgNPs digunakan untuk mendeteksi glukosa menggunakan teknik DPV (Differential Pulse Voltammetry) dengan laju pindai 100 mV detik-1. EPK/cAgNPs memberikan respon linier penurunan arus oksidasi cAgNPs terhadap penambahan konsentrasi glukosa. Dari tahapan ini pula diperoleh bahwa cAgNPs yang disintesis dengan volume kurkumin 50 µL (2,7 mM) memberikan linieritas dan sensitivitas lebih baik dibandingkan volume 100 dan 150 µL. Evaluasi pengukuran glukosa secara amperometri dilakukan terhadap EPK/cAgNPs tidak teraktivasi dan EPK/cAgNPs teraktivasi, yang menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs teraktivasi memiliki sensitivitas dan regresi lebih baik, sehingga EPK/cAgNPs teraktivasi dipilih untuk tahapan berikutnya. Adanya tambahan ERGO meningkatkan kinerja EPK/cAgNPs teraktivasi yang dibuktikan dengan pengukuran berulang (repeatability) glukosa 0,1961 mM dalam NaCl 0,1 M sebanyak 10 kali pengukuran (RSD = 7,73%, HorRat = 0,79). Selanjutnya, pengaruh pemberian potensial Edc pada amperometri untuk pengukuran glukosa menggunakan EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs dievaluasi terhadap glukosa dengan rentang konsentrasi 0,1961 – 1,6667 mM dan 9,99 – 205,68 ?M. Amperogram yang dihasilkan menunjukkan bahwa EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs memberikan 2 area kerja yaitu y1 dengan area kerja yang memiliki kemiringan lebih tinggi, serta y2 yang memiliki kemiringan lebih rendah. Kedua area kerja ini dapat dimanfaatkan untuk menganalisis kadar glukosa dalam sampel dengan konsentrasi rendah dan konsentrasi tinggi. Pada studi analisis senyawa pengganggu, senyawa pengganggu seperti Fe2+, Zn2+, KCl, Cu2+, dan asam askorbat dapat mempengaruhi pengukuran glukosa secara amperometri menggunakan EPK/cAgNPs dan EPK/ERGO/cAgNPs. Dari tahapan-tahapan pengukuran yang dilakukan, mekanisme reaksi pada permukaan elektroda melibatkan reaksi adsorpsi molekul glukosa sehingga dapat menurunkan reaksi oksidasi cAgNPs.
PENGEMBANGAN METODE UJI DAN EVALUASI KINERJA ANALITIK PENGUJIAN HYDROTREATED VEGETABLE OIL (HVO) BERBASIS KELAPA SAWIT DI DALAM CAMPURAN MINYAK SOLAR SEBAGAI DASAR PENYUSUNAN RANCANGAN SNI
Bahan bakar terbarukan hydrotreated vegetable oil (HVO) yang diperoleh dari pemprosesan trigliserida minyak kelapa sawit dapat dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar minyak jenis solar. Kandungan sulfur HVO hampir tidak ada sehingga menghasilkan emisi gas buang kendaraan lebih ramah lingkungan. HVO memiliki kemiripan struktur kimia dengan minyak solar sehingga sangat sesuai untuk dipilih sebagai bahan pencampur. Selain itu, HVO memungkinkan digunakan tanpa memerlukan modifikasi infrastruktur penyimpanan, pendistribusian, maupun mesin kendaraan. Namun, kemiripan ini juga menimbulkan tantangan dalam pengujian HVO di dalam minyak solar. Penentuan kadar HVO menjadi penting untuk memastikan bahan bakar campuran memenuhi spesifikasi kualitas biofuel, sehingga pengembangan metode uji pengujian kadar HVO berbasis kelapa sawit di dalam minyak solar menjadi krusial. Beberapa metode analisis telah dikembangkan, namun belum memberikan kinerja analitik yang optimal. Penelitian ini bertujuan mengembangkan dan mengevaluasi kinerja analitik metode analisis kuantitatif menggunakan kromatografi gas (GC). Metode dikembangkan berdasarkan pendekatan eksperimental melalui pengaturan parameter kromatografi dan parameter analisis kuantitatif. Proses pengembangan metode diawali dengan pencirian acuan minyak solar dan HVO menggunakan kromatografi gas - spektrometer massa (GC-MS). Puncak acuan teridentifikasi sebagai puncak heptadekana dan puncak 2,6,10,14-tetrametilpentadekana (pristane). Heptadekana terdapat pada minyak solar dan HVO, sedangkan pristane hanya terdapat pada minyak solar. Nilai rasio luas area antara puncak heptadekana (H) dan pristane (P) pada minyak solar digunakan sebagai faktor koreksi (CF). CF ini akan bersifat khas untuk setiap sampel minyak solar sehingga perlu dilakukan optimasi kondisi pemisahan untuk mendapatkan CF yang akurat. Optimasi kondisi GC guna memperoleh resolusi (Rs) maksimum dan nilai simetri (As) minimum antara dua puncak acuan. Kondisi optimum adalah tekanan fasa gerak helium 11 Psi, volume injeksi sampel 0,5 µL, rasio split 250/1, suhu detektor 325 °C, laju alir hidrogen 35,0 mL/menit, dan program temperatur oven bertahap mulai suhu 120 °C ditahan selama 1 menit, lalu temperatur naik 8 °C/menit hingga 160 °C ditahan selama 10 menit, lalu naik 8 °C/menit hingga 220 °C, kemudian laju kenaikan 20 °C/menit hingga 300 °C dan ditahan selama 5 menit. Pada kondisi tersebut diperoleh nilai Rs sebesar 1,71 dan nilai As sebesar 1,54. Evaluasi kinerja analitik dilakukan untuk memastikan performa dari metode yang dikembangkan ini. Evaluasi yang dilakukan meliputi: linearitas, presisi, limit deteksi (LOD) dan limit kuantisasi (LOQ), serta akurasi. Pada uji linearitas, konsentrasi HVO 3 – 50 %v/v menghasilkan koefisien relasi R² = 0,9999. Presisi pada delapan titik konsentrasi dengan lima kali pengulangan, menghasilkan nilai simpangan baku relatif (RSD) 0,0 – 1,3 %. LOD dan LOQ dari metode yang dikembangkan yaitu sebesar 0,5 dan 1,6 %v/v, menunjukkan metode mampu melakukan analisis kuantifikasi pada kandungan analit yang rendah. Evaluasi nilai akurasi dan presisi, menunjukkan bahwa tidak terjadi perbedaan signifikan untuk konsentrasi 30 dan 40 %v/v HVO. Akurasi yang didapatkan memenuhi batas toleransi kesalahan 5%, sementara nilai RSD jauh di bawah batas yang ditentukan oleh Association of Official Analytical Chemists, AOAC. Validasi metode bertujuan untuk mengkonfirmasi keandalan penggunaan metode secara riil. Validasi metode yang dilakukan yaitu uji ketahanan, ketangguhan dan reprodusibilitas. Pada uji ketahanan, perubahan 5 % pada parameter GC dibandingkan kondisi optimum tidak memberikan perubahan signifikan pada konsentrasi HVO, nilai Rs dan As. Selain itu, metode ini menunjukkan konsistensi penurunan ataupun kenaikan kadar sampel sebesar 10 % ketika volume injeksi dikurangi ataupun dinaikkan 10%. Uji ketangguhan metode dilakukan menggunakan sampel dengan HVO pada konsentrasi 30 dan 40 %v/v. Variasi waktu penyimpanan hingga 56 hari dan kondisi penyimpanan terpapar cahaya dan gelap. Hasil yang diperoleh menunjukkan tidak ada perbedaan signifikan pada kedua konsentrasi baik terhadap waktu penyimpanan ataupun kondisi penyimpanan. Ini menunjukkan tidak adanya degradasi selama penyimpanan hingga dua bulan, serta menunjukkan bahwa stabilitas sampel tidak dipengaruhi oleh paparan cahaya selama penyimpanan di dalam wadah dengan tutup. Uji reprodubisilitas dikerjakan menggunakan lima sampel minyak solar berbeda dengan konsentrasi HVO 10 %v/v dan dianalisis secara acak oleh tiga kolaborator berbeda. Nilai konsentrasi yang didapatkan pada rentang 9,9 ± 0,05 hingga 10,5 ± 0,05 %v/v dan nilai RSD reprodusibilitas antar kolaborator sebesar 0,4 – 1,3 %. Seluruh hasil memenuhi kriteria nilai prediksi RSD untuk presisi dan reprodubilitas yang ditetapkan oleh AOAC. Hasil ini menunjukkan metode yang dikembangkan bersifat independen terhadap analis dan tangguh terhadap variasi matriks minyak solar, termasuk sampel mengandung FAME. Metode yang dikembangkan memiliki kinerja analitik yang sangat baik dalam hal linearitas, presisi, LOD, LOQ dan akurasi. Validasi metode juga menunjukkan metode sangat andal pada uji ketahanan, ketangguhan dan reprodusibilitas. Hasil evaluasi kinerja analitik dan validasi metode menunjukkan metode yang dikembangkan layak menjadi metode SNI untuk analisis kadar HVO berbasis kelapa sawit di dalam campuran minyak solar menggunakan kromatografi gas dengan detektor ionisasi nyala. Rancangan SNI yang disusun memuat mengenai ruang lingkup sampel, protokol analisis, rumus-rumus yang digunakan, pengolahan data, evaluasi kinerja analitik dan verfikasi serta validasi metode sebagai kontrol. Metode yang dikembangkan juga berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut sebagai metode prediktif dan adaptif untuk berbagai jenis minyak solar melalui pendekatan analisis multivariat. Clustering berbagai sampel minyak solar menggunakan k-Means menunjukkan tujuh dari sepuluh sampel acak memenuhi 95% tingkat kepercayaan pada penentuan konsentrasinya.
IN VITRO POLIPLOIDI PADA ANGGREK DENDROBIUM SPECTABILE (BLUME) MIQ.
Anggrek Dendrobium spectabile (Blume) Miq. merupakan spesies asli Indonesia yang memiliki peluang ekonomi tinggi karena bentuk bunganya yang unik. Namun spesies anggrek ini masuk dalam CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora) Appendix II. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi terancam punahnya suatu spesies dapat dilakukan melalui konservasi ex situ, diantaranya melalui perbanyakan secara in vitro. Selain itu, untuk meningkatkan keragaman genetik tanaman anggrek D. spectabile yang bernilai ekonomi, dapat dilakukan pula berbagai upaya perbaikan karakter, salah satu diantaranya adalah dengan melakukan poliploidisasi menggunakan mutagen kimia kolkisin yang telah terbukti berhasil menyebabkan poliploidisasi pada beberapa spesies anggrek. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan jenis eksplan dan media terbaik untuk proliferasi taruk dan pembentukan Protocorm Like Bodies (PLB), menentukan konsentrasi serta lama perendaman dalam kolkisin terbaik untuk menginduksi poliploidi, serta membandingkan keberhasilan induksi poliploidi pada eksplan taruk dan PLB Dendrobium spectabile (Blume) Miq. Eksplan taruk (pucuk) anggrek dengan jumlah daun yang berbeda yaitu 4, 5, 6 atau 7 daun ditanam pada dua jenis media Murashige and Skoog yaitu M1 (MS + NAA 0,5 ppm + kinetin 0,5 ppm) dan M2 (3/4 MS + NAA 0,5 ppm + BAP 2,0 ppm) selama 12 minggu. Pada akhir pengamatan, PLB yang terinduksi pada eksplan berdaun empat di media M1 kemudian diperbanyak dalam media Vacin and Went yaitu VGA (VW tanpa penambahan zat pengatur tumbuh) dan VGB (VW + NAA 1,0 ppm + BAP 3,0 ppm). Induksi poliploidi dilakukan dengan menggunakan eksplan taruk berdaun tiga dan PLB dengan taraf konsentrasi kolkisin yang diuji 0,1%, 0,2% dan 0,4% dengan lama perendaman 1 menit (taruk) atau 1 menit, 6, 12, 24, 48 jam (PLB). Setelah perlakuan kolkisin, eksplan taruk kemudian ditumbuhkan pada media M1 dan M2, sedangkan eksplan PLB ditumbuhkan pada media M2. Analisis keberhasilan induksi poliploidi diamati dengan menggunakan parameter morfologi (rata-rata jumlah taruk, PLB, akar, daun, planlet dan pseudobulb), anatomi (kerapatan stomata, panjang stomata, jumlah kloroplas di sel penjaga, ketebalan daun, luas daun, ketebalan epidermis abaksial dan adaksial serta diameter batang), sitologi (jumlah kromosom akar), dan analisis ploidi menggunakan Flow Cytometry. Hasil proliferasi taruk setelah 12 minggu menunjukkan bahwa eksplan berdaun tujuh yang ditanam pada media M1 menghasilkan rata-rata jumlah akar iii dan planlet tertinggi (12,45 ± 3,08 akar per rumpun dan 3,10 ± 1,37 planlet per rumpun). Rata-rata jumlah daun tertinggi diperoleh pada eksplan berdaun tujuh yang ditanam dalam media M2 (14,40 ± 2,20 daun per rumpun). Rata-rata jumlah taruk terbanyak diperoleh dari eksplan berdaun empat yang ditanam pada media M1 (20,00 ± 4,14 taruk per rumpun). Proliferasi PLB tertinggi setelah 12 minggu kultur diperoleh pada media VGA (65,62 ± 4,15 PLB per rumpun). Hasil induksi poliploidisasi menunjukan bahwa perlakuan kolkisin 0,4% pada eksplan yang kemudian ditumbuhkan pada media M1 menghasilkan rata-rata jumlah akar, planlet, pseudobulb terbanyak serta rata-rata ketebalan daun dan diameter batang tertinggi (10,26 ± 2,70 akar per rumpun, 3,30 ± 0,60 planlet per rumpun, 3,10 ± 0,80 pseudobulb per rumpun, 1.133,98 ± 10,11 ?m dan 4.137,20 ± 251,21 ?m). Namun perlakuan kolkisin 0,4% yang ditumbuhkan pada media M1 menghasilkan rata-rata panjang stomata dan jumlah kloroplas terendah (34,40 ± 2,18 ?m dan 17,00 ± 1,19 kloroplas per sel penjaga). Perlakuan kolkisin 0,2% yang ditumbuhkan pada media M1 menghasilkan rata-rata kerapatan stomata, ketebalan epidermis abaksial dan adaksial terendah (43,19 ± 3,73 stomata/mm2, 18,99 ± 1,76 ?m, dan 28,57 ± 2,93 ?m). Induksi poliploidi pada eksplan PLB belum menghasilkan akar, planlet dan pseudobulb pada semua kombinasi perlakuan kolkisin serta kontrol. Perlakuan kolkisin 0,1% lama perendaman 1 menit menghasilkan rata-rata jumlah taruk dan daun tertinggi (34,73 ± 5,20 taruk per rumpun dan 14,26 ± 1,70 daun per rumpun) sedangkan perlakuan 0,4% dengan lama perendaman 48 jam menghasilkan rata-rata jumlah taruk terendah (2,70 ± 1,54 taruk per rumpun) dan belum terbentuk daun. Hasil Flow Cytometry menunjukkan bahwa induksi poliploidi tertinggi diperoleh pada eksplan taruk miksoploid dengan persentase nuclei tetraploid tertinggi 61,20% setelah perlakuan kolkisin 0,2% yang ditumbuhkan pada media M1 dan eksplan PLB miksolpoid dengan persentase nuclei tetraploid tertinggi 65,44% setelah perlakuan kolkisin 0,4% dengan lama perendaman 48 jam serta tetraploid 100% setelah perlakuan kolkisin 0,1% dengan lama perendaman 1 menit, 6, 12, 24, dan 48 jam, perlakuan kolkisin 0,2% dengan lama perendaman 6 jam, serta perlakuan kolkisin 0,4% dengan lama perendaman 1 menit dan 12 jam. Berdasarkan hasil penelitian ini, maka dapat disimpulkan bahwa eksplan taruk berdaun empat yang ditanam pada media M1 merupakan kombinasi eksplan-media terbaik untuk proliferasi taruk, sedangkan media VGA merupakan media terbaik untuk proliferasi PLB. Induksi poliploidi berhasil dilakukan dengan diperoleh planlet miksoploid tertinggi pada eksplan taruk setelah perlakuan kolkisin 0,2% selama 1 menit yang ditanam pada media M1 serta taruk miksoploid dan tetraploid tertinggi pada eksplan PLB setelah perlakuan kolkisin 0,4% selama 48 jam (miksoploid) dan perlakuan kolkisin 0,1% selama 1 menit, 6, 12, 24, 48 jam, kolkisin 0,2% selama 6 jam, dan kolkisin 0,4% selama 1 menit dan 12 jam (tetraploid) yang ditanam pada media M2.
PENGEMBANGAN MEMBRAN PALADIUM UNTUK PEMISAHAN HIDROGEN: STUDI INTERAKSI GAS PENGOTOR DAN RESPON TERHADAP KONDISI OPERASI DINAMIK.
Teknologi pemisahan hidrogen memiliki peran penting dalam aplikasi hidrogen sebagai energi pembawa (carrier energy) bersih masa depan. Teknologi membran berbasis paladium merupakan salah satu teknologi yang terus dikembangkan sebagai teknologi pemisahan hidrogen dengan selektivitas sangat tinggi yang mencapai 100%. Logam paladium merupakan logam dengan harga yang mahal dan langka serta memiliki ketahanan mekanik dan termal yang kurang baik. Salah satu metode untuk memperbaiki sifat tersebut adalah dengan memodifikasinya menjadi paduan dengan logam lain seperti Ag, Cu, dan Au. Membran paduan Pd-Ag dilaporkan memiliki permeabilitas H2 relatif tinggi dibandingkan dengan paduan logam lain. Sementara itu, membran paduan Pd-Ag-Au dilaporkan memiliki ketahanan kimia yang baik. Membran Pd-Ag dan Pd-Ag-Au menjadi pilihan utama dalam pengembangan membran binary dan ternary dengan selektivitas dan ketahanan kimia yang tinggi untuk proses pemisahan H2. Berbagai metode sintesis membran berbasis paladium telah dikembangkan oleh para peneliti sebelumnya. Dari berbagai metode sintesis membran tersebut, membran berbasis paladium yang menggunakan metode sintesis electroless plating memiliki permeabilitas hidrogen yang tinggi. Untuk mendapatkan metode electroless plating yang optimal, berbagai modifikasi telah dikembangkan, seperti variasi komposisi bak pelapisan, variasi bahan kimia yang digunakan, penggunaan kondisi vakum, tekanan osmosis, dan juga variasi yang berkaitan dengan prosedur pelapisan electroless plating. Studi terkait pengaruh tingkat vakum yang berbeda pada proses electroless plating terhadap karakteristik membran paduan berbasis paladium belum pernah dilaporkan sebelumnya. Penelitian ini akan mengkaji pengaruh aplikasi vakum pada proses pembuatan membran Pd-Ag dan Pd-Ag-Au dengan metode electroless plating. Membran paduan paladium diaplikasikan untuk pemisahan hidrogen dengan umpan berupa campuran gas. Keberadaan gas pengotor dalam umpan menjadi salah satu tantangan dalam aplikasi membran berbasis paladium. Gas pengotor di umpan dapat menjadi inhibitor maupun menjadi penyebab terjadinya fenomena polarisasi konsentrasi untuk hidrogen berpermeasi di permukaan membran paladium. Fenomena ini dapat menurunkan kinerja membran secara signifikan. Evaluasi kinerja membran Pd-Ag yang disintesis dengan bantuan vakum dipelajari dalam penelitian ini. Evaluasi kinerja membran Pd-Ag dilakukan secara tunak maupun dinamik. Evaluasi secara tunak dilakukan untuk mengetahui efek tiap gas pengotor yang terlibat terhadap nilai fluks H2. Sementara itu, operasi dinamik digunakan untuk mengurangi efek inhibisi maupun fenomena polarisasi konsentrasi yang terjadi karena kehadiran gas pengotor di sisi umpan. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengembangkan membran berbasis paladium untuk proses pemisahan hidrogen serta melakukan evaluasi kinerja membran dengan adanya gas pengotor berupa CH4, CO, CO2, dan H2O dalam keadaan tunak dan dinamik. Dalam penelitian ini, sintesis membran berbasis paladium dilakukan dengan metode electroless plating secara sirkulasi dengan modifikasi kondisi vakum. Pelapisan dilakukan secara berurutan di mana pelapisan paladium dilakukan terlebih dahulu dan dilanjutkan dengan pelapisan perak. Dua tingkat vakum yang berbeda digunakan dalam proses pelapisan paladium, yaitu -1 inHg dan -5 inHg. Proses anealing dilakukan pada suhu 600 oC selama 6 jam dalam lingkungan hidrogen untuk membentuk membran paduan. Membran Pd-Ag dan Pd-Ag-Au yang dihasilkan selanjutnya dianalisis menggunakan SEM EDS, XRD, dan AFM. Evaluasi membran dilakukan secara tunak maupun dinamik dengan melibatkan empat gas pengotor berupa CH4, CO, CO2, H2O, dan Argon sebagai balancing gas pada suhu permeasi medium, yaitu 300 oC. Keempat gas tersebut merepresentasikan gas yang terlibat dalam reaksi reformasi kukus maupun kering dan juga penggeseran air gas. Evaluasi kinerja membran dilakukan dengan menggunakan rangkain peralatan uji coba membran dengan konfigurasi shell dan tube yang dilengkapi dengan mass flow controller, heater, furnace, kondensor, temperature controller, dan on-line Gas Chromatography. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan vakum dapat mempercepat deposisi logam pada permukaan alumina dan menghasilkan lapisan paladium yang lebih tipis dengan ketebalan 7,28 ± 0,57 ?m dan kekasaran permukaan rata-rata 19,27 nm. Namun, penggunaan vakum juga dapat menginisiasi terjebaknya pengotor pada permukaan membran, yang menghasilkan membran yang lebih tebal. Proses anil dengan suhu lebih rendah dan waktu yang lama dapat lebih baik membuat paduan logam yang homogen dibandingkan suhu tinggi dan waktu yang singkat. Pemilihan pendukung alumina yang baik sangat menentukan keberhasilan proses pelapisan logam. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa nilai permeabilitas H2 membran Pd-Ag (M1) pada suhu 300 oC menunjukkan nilai terbaik, yaitu 6,85 x 10-9 mol·m-1·detik-1·Pa-0,5 dibandingkan dengan membran Pd-Ag (M4) dan Pd-Ag- Au (M7). Nilai permeabilitas H2 meningkat dengan kenaikan suhu permeasi. Nilai permeabilitas H2 dipengaruhi oleh komposisi membran, metode pembuatan, dan proses anil. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa energi aktivasi membran Pd-Ag (M1), yaitu 4,12 kJ/mol lebih kecil dibandingkan nilai energi aktivasi membran Pd- Ag-Au (M7), yaitu 8,64 kJ/mol. Penambahan komponen Au dapat meningkatkan energi penghalang untuk gas berpermeasi melewati kisi logam. Selanjutnya, hasil evaluasi dengan menggunakan berbagai gas pengotor menunjukkan bahwa gas CO2, CH4, H2O, dan Ar menunjukkan efek non inhibisi pada permukaan membran Pd-Ag. Penurunan fluks H2 dengan kehadiran gas tersebut hanya karena efek pengenceran. Hal ini berbeda dengan gas CO yang menunjukkan efek inhibisi pada permukaan membran. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa efek inhibisi gas CO tidak cukup signifikan pada membran Pd-Ag dibandingkan dari berbagai laporan peneliti terdahulu. Sementara itu, membran Pd- Ag-Au memiliki CO adsorption coverage yang lebih rendah dibandingkan Pd-Ag. Hasil evaluasi Hukum Sieverts dengan kehadiran gas pengotor menunjukkan bahwa model persamaan yang dikembangkan oleh Barbierri dkk. cukup baik merepresentasikan hasil penelitian pada kondisi permeasi yang digunakan. Hasil fitting konstanta menunjukkan bahwa nilai konstanta adsorpsi gas CO lebih besar dibandingkan dengan gas lainnya. Hal ini mengindikasi ada ikatan kuat antara gas CO dan membran Pd-Ag. Hasil evaluasi dengan operasi dinamik menunjukkan bahwa operasi dinamik telah berhasil meningkatkan kinerja membran Pd-Ag. Hal ini terlihat dari peningkatan nilai fluks H2 dan persen penjumputan H2 dibandingkan saat kondisi tunak. Peningkatan ini mungkin disebabkan oleh efek perturbasi yang dihasilkan dengan operasi dinamik dapat secara efektif menurunkan efek inhibisi maupun efek polarisasi konsentrasi di sisi umpan. Kondisi optimum operasi dinamik dipengaruhi oleh banyak variabel seperti nilai switching time, pola input yang digunakan, nilai amplitudo umpan, serta komposisi umpan yang digunakan. Misalnya saat menggunakan umpan gas campuran, nilai switching time optimal adalah 10 menit dengan amplitudo umpan kecil yaitu 80/120 mL/menit. Persen peningkatan fluks tertinggi sebesar 17,2% diperoleh dengan operasi dinamik dengan pola injeksi reguler selama 10 detik dengan nilai switching time 8 menit dengan menggunakan umpan gas campuran.
ANALISIS DINAMIKA MAGMATISME BERDASARKAN CITRA SATELIT SAR (SYNTHETIC APERTURE RADAR) DAN TOMOGRAFI GEMPA VULKANIK UNTUK MEMPREDIKSI FASE LETUSAN GUNUNG SINABUNG
Gunung Sinabung merupakan salah satu gunung teraktif di Pulau Sumatra. G.Sinabung terletak di Sumatra Utara, Kabupaten Karo, Medan dan berada diantara zona deflasi dari Gunung Toba Purba. Secara tektonik, G. Sinabung terbentuk di dalam pull apart basin Toba dan Sesar Sumatra Sistem mempengaruhi morfologi dari kompleks Toba. Berdasarkan catatan aktivitas gunung api PVMBG, G. Sinabung kembali aktif pada tahun 2010 setelah “tertidur” selama 400 tahun. Aktivitas erupsi G. Sinabung meningkat sejak 2013 hingga berhenti di tahun 2021. Adapun aktivitas erupsi G. Sinabung berupa phreatic (2010), phreatic - phreatomagmatic (September – Desember 2013), intrusi magma dan lava flow (Desember 2013 – pertengahan 2014), pertumbuhan dan runtuhan kubah lava (Desember 2014 – pertengahan 2015), pertengahan 2015 erupsi G. Sinabung berubah menjadi dominan vulkanian hingga tahun 2021. Peningkatan aktivitas gunung api berupa deformasi permukaan, seismisitas, emisi gas, perubahan temperatur pada lava dome atau hidrotermal dapat menjadi indikator untuk mengamati gunung api sebelum terjadinya erupsi. Penelitian ini melakukan integrasi metode pengamatan satelit dan permukaan untuk mengidentifikasi karakteristik erupsi berdasarkan deformasi permukaan pada puncak gunung dan aktivitas seismik G. Sinabung. Pengamatan deformasi di permukaan dilakukan secara multitemporal menggunakan metode NSBAS dari perangkat lunak LiCSBAS. Total citra yang digunakan yaitu 1145 orbit ascending dan 765 orbit descending. Hasil pengamatan pada puncak G. Sinabung menunjukkan terjadi deformasi inflasi-deflasi dari tahun 2014 hingga 2021 (4 fase erupsi), dimana deformasi maksimum berkorelasi dengan erupsi G. Sinabung. Fenomena erupsi ini tercatat berkaitan dengan runtuhnya kubah lava. Namun, pada erupsi 19 Februari 2018 yang tercatat sebagai erupsi eksplosif dengan skala 4 VEI. Puncak G. Sinabung masih menunjukkan deformasi inflasi hingga bulan Mei 2019, yang diawali dengan erupsi freatik. Setelah erupsi kembali pada Mei 2019, kubah lava tercatat mengalami deformasi deflasi dan pada 9 Juni 2019 terjadi erupsi dengan skala 4 VEI, sama seperti 19 Februari 2018. Analisis katalog seismik PVMBG, sebelum erupsi Februari 2018 tercatat banyak gempa low-frequency dan VT-A sedangkan sebelum erupsi Juni 2019, gempa low-frequency jarang terjadi. Berdasarkan katalog seismik, erupsi Februari 2018 dan Juni 2019 menunjukkan dua sumber erupsi yang berbeda. Oleh karena itu, analisis seismik tomografi gempa lokal dilakukan untuk mengidentifikasi model magmatisme G. Sinabung pada dua waktu erupsi tersebut. Berdasarkan hasil pengamatan rekaman seismik pada periode Oktober 2017 hingga Februari 2018 dan Februari hingga Juli 2019 diperoleh 1082 kejadian gempa. Pengamatan pada rentang tahun 2017 hingga Februari 2018 terdeteksi 710 kejadian gempa dengan keterangan 384 gempa vulkano-tektonik tipe A (gelombang P dan S jelas) sedangkan 326 merupakan gempa gabungan dari gempa hybrid, gempa vulkano–tektonik dangkal dan frekuensi rendah. Adapun pada rentang Maret – Juli 2019 telah teridentifikasi 372 gempa dengan rincian 176 gempa vulkano-tektonik (gelombang P dan S jelas) sedangkan 196 gempa gabungan dari gempa hybrid, gempa vulkano–tektonik dangkal dan frekuensi rendah. Selanjutnya, dari 1082 gempa yang teridentifikasi hanya 526 gempa yang dapat digunakan untuk memodelkan magmatisme G. Sinabung menggunakan tomografi seismik waktu tempuh. Hasil pemetaan hiposenter gempa, gempa terdistribusi dari G. Sinabung hingga G. Sibayak dengan rentang kedalaman dari -1 hingga 8 km. Selain itu, berdasarkan waktu periode pengamatan, gempa sebelum erupsi Februari 2018 dominan terletak di antara G. Sinabung – Sibayak sedangkan gempa sebelum erupsi Juni 2019 terdistribusi di sekitar G. Sinabung. Gempa yang terjadi diantara G. Sinabung – Sibayak dianalisis lebih lanjut menggunakan model gaya berat dari GGMplus. Berdasarkan anomali residual, gempa dikelompokkan menjadi 5 zona yaitu, Zona 1 (Z1) gempa di sekitar G. Sinabung diduga bersumber dari aktivitas vulkanik, gempa Zona 2 (Z2) diduga berasal dari Sesar yang terletak di timur G. Sinabung, gempa zona 4 diduga merupakan gempa lanjutan dari gempa tektonik yang terjadi pada 17 Januari 2017. Sedangkan, gempa Zona 3 (Z3) dan Zona 5 (Z5) belum dapat diidentifikasi dikarenakan kurangnya informasi geologi di area tersebut. Gempa Z3 dan Z5 berkorelasi dengan kontras anomali residual yang diduga menunjukkan batas litologi, zona lemah, dan struktur geologi. Berdasarkan analisis morfometri (kelurusan dan sungai), ditemukan jejak kelurusan yang memotong sungai di antara G. Sinabung – Sibayak yang menandakan jejak tektonik aktif, dan sungai yang mengalami pergeseran terbesar terletak di antara gempa di Z3. Sehingga, gempa pada Z3 diduga merupakan gempa tektonik lokal. Selanjutnya, identifikasi karakteristik litologi dan magmatisme G. Sinabung dideskripsikan berdasarkan kecepatan Vp dan rasio Vp/Vs yang dihasilkan dari tomografi seismik. Hasil uji resolusi menunjukkan bahwa area terang memiliki resolusi tinggi sedangkan gelap tidak terresolusi dengan baik dengan kedalaman dari -1 km hingga 2 km. Pada kedalaman -1 km di bawah puncak G. Sinabung, terdapat anomali Vp rendah dan Vp/Vs tinggi yang diduga merupakan magma dari G. Sinabung. Di bawah anomali ini (kedalaman 0 – 2 km) ditemukan Vp tinggi dan Vp/Vs rendah yang diduga merupakan magma yang telah mendingin dan mengeras sehingga memiliki porositas rendah dan densitas batuan meningkat. Berdasarkan hiposenter gempa sebelum erupsi, teridentifikasi gempa erupsi Februari 2018 berada di kedalaman 0.13 km di bawah puncak sedangkan gempa erupsi Juni 2019 berada di kedalaman -1.03 km. Hal ini menandakan erupsi Juni 2019 lebih dangkal dibandingkan erupsi Februari 2018. Hasil ini tervalidasi berdasarkan termobarometri mineral plagioklas yang menunjukkan temperatur sampel erupsi Juni 2019 (981oC) lebih rendah dibandingkan Februari 2018 (1034oC).
SINERGI PEPTIDA PENARGET ?-ROLL DAN EKTOIN: STRATEGI BARU UNTUK MENGHAMBAT FUNGSI NS1 VIRUS DENGUE SEROTIPE 2
Demam berdarah dengue (DBD) masih menjadi salah satu masalah kesehatan global dengan tingkat morbiditas dan mortalitas yang tinggi, terutama di negara tropis seperti Indonesia. DBD disebabkan oleh virus dengue (DENV) yang disebarkan oleh vektor nyamuk Aedes aegypti. DENV terdiri atas empat serotipe utama, yaitu DENV-1 hingga DENV-4, dengan DENV-2 dan DENV-3 merupakan serotipe yang paling sering menyebabkan kasus infeksi berat di Indonesia. Vaksin untuk DBD telah tersedia namun efektivitasnya masih terbatas sementara itu, antivirus spesifik yang mampu menghambat replikasi virus dengue belum ditemukan hingga saat ini. Secara struktural, DENV tersusun atas tiga protein struktural (C, prM/M, dan E) serta tujuh protein non- struktural (NS1, NS2A/B, NS3, NS4A/B dan NS5). Di antara protein non-struktural DENV, protein NS1 memiliki peran krusial dalam proses replikasi virus, mekanisme sekresi, patogenesis penyakit, serta modulasi dan penghindaran respons imun inang. Protein NS1 berfungsi optimal dalam bentuk dimer dan hexamer (trimer dari dimer). Protein NS1 memiliki tiga domain, di mana domain ?-roll berperan sebagai elemen kunci dalam pembentukan antarmuka dimer. Domain ?-roll ini terdiri atas 19 residu asam amino dari masing-masing rantai yang saling berinteraksi membentuk dimer NS1 yang stabil. Dengan demikian, domain ini menjadi target yang sangat menjanjikan untuk intervensi terapeutik, karena gangguan terhadap struktur ?-roll diperkirakan dapat menghambat proses dimerisasi dan menurunkan fungsi biologis NS1. Pendekatan terapeutik berbasis peptida telah banyak dieksplorasi sebagai inhibitor untuk berbagai protein virus dengue. Peptida sintetik memiliki keunggulan dalam hal spesifisitas dan kemampuan meniru antarmuka alami protein–protein. Namun demikian, kendala utama peptida terapeutik adalah rendahnya stabilitas dan bioavailabilitas in vivo akibat degradasi oleh enzim protease serta keterbatasan difusi dalam sistem biologis. Oleh karena itu, penelitian ini mengusulkan sistem ko-pelarut menggunakan ektoin, yaitu osmolit alami bermuatan zwitterion yang dikenal berperan sebagai chemical chaperone untuk menstabilkan protein dan peptida dalam lingkungan air. Penggunaan ektoin diharapkan dapat meningkatkan kestabilan struktural dan afinitas pengikatan peptida terhadap target proteinnya. Inovasi utama penelitian ini adalah sintesis peptida 19-mer yang urutannya berasal dari urutan ?-roll protein NS1 DENV-2, karena serotipe ini diketahui memiliki tingkat virulensi yang lebih tinggi, asosiasi yang kuat dengan manifestasi klinis berat, serta dominasi epidemiologis yang luas di wilayah endemik, termasuk Indonesia. Oligopeptida ini diharapkan berfungsi sebagai pengganggu terbentuknya dimer NS1 sehingga dapat menurunkan atau bahkan menghilangkan fungsi biologis NS1 dalam patogenitas DBD. Peptida ini kemudian dievaluasi secara in vitro untuk menilai potensinya dalam mengganggu struktur dan fungsi NS1. Serangkaian pengujian dilakukan untuk memperoleh data komprehensif meliputi: (1) Surface Plasmon Resonance (SPR) untuk menentukan afinitas dan parameter termodinamika interaksi peptida–NS1; (2) Circular Dichroism (CD) spectroscopy untuk mengamati perubahan struktur sekunder protein target setelah pengikatan; dan (3) Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) untuk menilai perubahan kemampuan pengenalan NS1 oleh antibodi spesifik setelah berinteraksi dengan peptida. Selain itu, analisis komputasi menggunakan penambatan molekuler (HADDOCK) dan simulasi dinamika molekul (AMBER FF19SB, 500 ns) dilakukan untuk menganalisis mode pengikatan, jaringan kontak antarmolekul, serta kestabilan kompleks selama waktu simulasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peptida ?-roll berikatan kuat dengan NS1, dengan nilai konstanta disosiasi (KD) sebesar 0,14 ± 0,01 ?M dan perubahan energi bebas Gibbs (?G) sekitar ?9,34 ± 0,08 kkal/mol, menandakan interaksi yang kuat. Penambahan ektoin sebagai ko-pelarut meningkatkan kestabilan dan afinitas pengikatan, menghasilkan nilai KD 0,12 ± 0,01 ?M dan ?G ?9,44 ± 0,06 kkal/mol. Analisis statistik menunjukkan peningkatan yang bermakna (p < 0,05) antara kondisi dengan dan tanpa ektoin, mengindikasikan peran ektoin dalam memperkuat interaksi peptida–NS1. Spektrum CD memperlihatkan penurunan konten ?-sheet sebesar sekitar 9% ± 0,1% serta penurunan proporsi ?-heliks, menunjukkan terjadinya disrupsi elemen struktural di sekitar domain ?-roll. Sementara itu, hasil ELISA menunjukkan penurunan nilai absorbansi OD450 secara konsentrasi-dependent, menggambarkan berkurangnya pengenalan NS1 oleh antibodi spesifik akibat perubahan struktur NS1. Analisis in silico melalui penambatan molekul menunjukkan bahwa peptida berikatan kuat pada area sekitar domain ?-roll monomer NS1. Ketika dilakukan penambatan molekul terhadap kompleks dimer, terbentuk konfigurasi NS1–peptida–NS1, di mana keberadaan peptida pada antarmuka ?-roll mencegah interaksi langsung antar-rantai NS1. Kondisi ini mengubah orientasi dimer alami sehingga kompleks dimer tidak lagi terbentuk secara sempurna, menandakan potensi peptida untuk menghambat proses dimerisasi NS1 secara kompetitif. Selanjutnya, hasil simulasi dinamika molekul 500 ns menunjukkan trajektori RMSD yang stabil dan jaringan ikatan hidrogen yang persisten sepanjang waktu simulasi. Perhitungan energi bebas pengikatan menggunakan metode MM-PBSA dan MM- GBSA menghasilkan nilai masing-masing ?0,9 kkal/mol dan ?19,56 kkal/mol, yang menegaskan kestabilan kompleks peptida-NS1 dan kontribusi dominan gaya elektrostatik serta van der Waals terhadap interaksi yang terbentuk. Secara keseluruhan, hasil eksperimental dan komputasional mendukung hipotesis bahwa peptida turunan domain ?-roll mampu mengganggu struktur dan fungsi NS1 melalui mekanisme kompetitif terhadap antarmuka dimerisasi. Penambahan ektoin terbukti berkontribusi dalam meningkatkan stabilitas interaksi peptida, baik secara termodinamika maupun struktural. Temuan ini memberikan dasar ilmiah yang kuat untuk pengembangan terapi peptida berbasis ?-roll yang distabilkan osmolit sebagai pendekatan baru untuk menekan morbilitas dan mortalitas DBD, khususnya yang disebabkan oleh DENV-2.
INOVASI DAN KETERLIBATAN DIGITAL YANG BERMAKNA DALAM KEWIRAUSAHAAN PERDESAAN DI INDONESIA
Membedakan motif kewirausahaan ke dalam kategori berbasis kebutuhan versus berbasis peluang, yang seringkali digambarkan dalam kerangka hitam-putih seperti perkotaan versus perdesaan atau negara-negara maju versus negaranegara berkembang, berisiko menyederhanakan kompleksitas kewirausahaan di wilayah perdesaan. Kewirausahaan dalam konteks perdesaan tidak dapat sematamata mereplikasi konsep-konsep yang muncul dalam pembangunan daerah sebagai pendorong pertumbuhan ekonomi karena adanya perbedaan kekhususan kontekstual. Hal ini mengarah pada perlunya pendekatan yang lebih spesifik yang mengakui keragaman lintasan dan lokasi. Perlu ditekankan keterkaitan antara agensi individu dan kolektif dalam memanfaatkan sumber daya yang tersedia, yang mengarah pada pemahaman baru mengenai motivasi dan orientasi kewirausahaan di wilayah perdesaan. Konteks kewirausahaan perdesaan yang berbeda dan motivasinya memengaruhi agensi individu dalam memobilisasi sumber daya, termasuk faktor endogen dan eksogen, serta mengintegrasikan pengaruh eksternal dari adopsi teknologi digital. Studi ini menginterpretasikan teknologi digital sebagai sumber daya eksternal yang dapat dikelola oleh komunitas lokal untuk memanfaatkan berbagai sumber daya endogen dalam kewirausahaan perdesaan. Penelitian ini bertujuan untuk menjawab pertanyaan, "Bagaimana wirausahawan perdesaan menavigasi inovasi dan digitalisasi dalam berbagai konteks sosial, budaya, dan ekonomi?". Disertasi ini akan mencakup empat subtopik: 1) inovasi dan kesejahteraan dalam kewirausahaan masyarakat adat (indigenous communities), 2) motivasi kewirausahaan perdesaan dan adopsi digital, 3) keterlibatan digital dan dinamika komunitas, dan 4) rekontekstualisasi keterlibatan digital di kalangan petani. Dengan mengkombinasikan dua lensa analitis, Pembangunan Neo-endogen (Neoendogenous Development) dan Pendekatan Kapabilitas (Capability Approach), penelitian ini menjelaskan perbedaan dalam cara komunitas lokal merespons dan menavigasi inovasi non-digital maupun digital. Perbedaan tingkat penyerapan sumber daya eksogen dibentuk oleh interelasi antara agensi individu dan kolektif dalam membuat pilihan digital dan inovasi. Kemampuan para wirausahawan, baikiv di tingkat individu maupun kolektif, dalam memanfaatkan teknologi digital secara bermakna dipengaruhi oleh berbagai faktor sosial, spasial, kebudayaan, dan kelembagaan. Dengan menggunakan dua lensa analitis, Pembangunan Neoendogen (NED) dan Pendekatan Kapabilitas (CA), penelitian ini menjelaskan perbedaan dalam cara masyarakat lokal merespons dan menavigasi inovasi nondigital maupun digital, yang memperlihatkan berbagai tingkat pemanfaatan sumber daya eksogen yang bermakna. Disertasi ini mengusulkan bahwa memahami bagaimana kewirausahaan berlangsung dalam konteks perdesaan harus mempertimbangkan dua aspek kunci: 1) berbagai konteks sosio-spasial yang membangun nilai dan motif di balik kegiatan kewirausahaan; 2) agensi di tingkat individu dan komunitas, yang menekankan kemampuan wirausahawan untuk memanfaatkan sumber daya yang tersedia. Proses ini membantu menentukan sejauh mana pengusaha memanfaatkan sumber daya endogen dan eksogen secara bermakna. Lebih lanjut, hal ini juga mengarah pada pemahaman yang bernuansa tentang bagaimana agensi individu dan kekhususan sumber daya saling terkait, yang mencakup pilihan untuk berinovasi dan penggunaan teknologi digital, yang memengaruhi perkembangan kewirausahaan perdesaan. Temuannya adalah bahwa tingkat penyerapan sumber daya eksogen yang berbeda dibentuk oleh interelasi antara agensi individu dan kolektif dalam membuat pilihan digital dan inovasi. Agensi wirausahawan, baik di tingkat individu maupun kolektif, dalam memanfaatkan teknologi digital secara bermakna dipengaruhi oleh berbagai faktor sosial, spasial, budaya, dan kelembagaan. Karakteristik spesifik sumber daya memiliki dampak terhadap motivasi menjalankan kegiatan kewirausahaan perdesaan, dan bagaimana mereka memanfaatkan sumber daya eksogen secara bermakna. Karakteristik ini memiliki beragam dampak pada agensi, dan kesamaan yang nyata dapat diamati dalam berbagai kasus. Wirausahawan yang memanfaatkan sumber daya budaya dan warisan cenderung memiliki keterbatasan dalam membuat pilihan digital dan inovasi. Sebaliknya, wirausahawan yang memanfaatkan sumber daya fisik, yang tidak terikat pada nilai dan norma budaya tertentu, memiliki agensi yang lebih besar dalam menggunakan sumber daya eksogen, yang dibuktikan dengan tingkat keterlibatan digital yang lebih tinggi. Dinamika komunitas penting dalam menjelaskan perbedaan antar kasus, seiring dengan kompleksitas dinamika tingkat kolektif yang memengaruhi pilihan individu. Individu yang lebih dekat dengan sistem sosial, yang dicontohkan dalam tesis ini sebagai komunitas adat (indigenous communities) dan pariwisata, memiliki agensi yang lebih besar dalam membuat inovasi dan pilihan digital. Namun, pola yang kontras diamati di antara asosiasi petani. Individu di luar asosiasi memiliki agensi yang lebih besar dalam membuat pilihan digital, sementara mereka yang berada di dalam asosiasi memiliki agensi yang lebih kecil. Dinamika komunitas penting dalam menjelaskan perbedaan antar kasus, karena mencerminkan dinamika tingkat kolektif yang kompleks yang memengaruhi agensi wirausahawan yang berbeda dalam membuat inovasi dan pilihan digital.v Kedekatan dengan sistem sosial dapat mempercepat laju adopsi teknologi digital. Akan tetapi, hal ini tidak secara otomatis memastikan individu terlibat dengan teknologi digital. Disertasi ini mengungkapkan bahwa individu yang terinklusi secara sosial belum tentu terinklusi secara digital, dan mereka yang tereksklusi secara sosial belum tentu tereksklusi secara digital. Individu yang secara sosial terlibat dalam usaha komunitas mungkin tidak terhubung secara sosial dan digital dengan jaringan tempat sumber daya eksternal mengalir dan menyebar, sehingga menghasilkan peluang kewirausahaan yang berbeda. Penjaga gerbang (gatekeeper) memainkan peran penting dalam mengelola sejauh mana pengaruh eksternal dapat masuk, memungkinkan komunitas lokal untuk terlibat dengan jaringan yang lebih luas. Ketika nilai-nilai lokal dan budaya tidak berakar dalam masyarakat, dan motivasi untuk terlibat dalam kegiatan kewirausahaan tidak terfokus pada tujuan kolektif, hal itu memengaruhi hubungan timbal balik antara agensi individu dan kolektif. Keterbatasan ini menghalangi peluang untuk inovasi dan keterlibatan digital yang bermakna. Penelitian di masa mendatang tentang interaksi antara sumber daya endogen dan eksogen di negara-negara lain di belahan bumi selatan akan membantu untuk lebih memahami beragam jalur pembangunan, baik di dalam maupun antarwilayah.
KOMPOSIT HIDROGEL TOPIKAL MENGANDUNG MEMBRAN AMNION MANUSIA DAN SPIDROIN UNTUK PENYEMBUHAN LUKA KULIT MENCIT MUS MUSCULUS YANG DIINDUKSI DIABETES MELITUS
Pemanfaatan membran amnion manusia (human amnion membrane, hAM) telah diidentifikasi sebagai pilihan alami yang menjanjikan untuk regenerasi luka kulit dan pengobatan lesi kulit, termasuk luka kulit kronis yang disebabkan penyakit diabetes melitus (DM). hAM terdiri dari sel epitel dan fibroblas sehingga rentan terhadap penolakan dan pelepasan faktor pertumbuhan. Oleh karena itu, sel epitel harus dideselularisasi namun apabila hAM dideselularisasi, maka dapat menurunkan sifat mekaniknya maka perlu menggunakan material komposit yang memiliki stabilitas mekanik seperti spidroin sehingga hAM bisa digunakan lebih efektif sebagai dressing luka. hAM dapat memberikan sinyal biologis dan faktor pertumbuhan sedangkan spidroin menyediakan struktur kuat dan stabilitas mekanik. Penggunaan hidrogel sebagai bentuk penghantaran material telah mendapat perhatian dibidang medis karena sifatnya mampu mempertahankan kelembapan di area luka yang dapat mempercepat regenerasi jaringan dan dapat mengurangi rasa sakit. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan mengevaluasi efek potensial penyembuhan luka kulit kronis melalui aplikasi hidrogel topikal yang mengandung komposit human amnion membran decellularization (hAMD) dan spidroin dibandingkan dengan kelompok kontrol. Adapun kelompok kontrol terdiri dari; i) kelompok sehat, ii) kelompok kontrol DM tanpa perlakuan, iii) kelompok kontrol DM perlakuan karbopol, iv) kelompok kontrol DM perlakuan hAM komersial. Pengamatan dilakukan secara makroskopis dan mikroskopis (histopatologi). Metode penelitian, hAM sebelum digunakan terlebih dahulu dideselularisasi menggunakan metode kimiawi. Spidroin diekstraksi dari jaring laba-laba Argiope appensa menggunakan asam format. Selanjutnya komersial, hAMD, spidroin dan komposit diformulasikan dalam bentuk hidrogel dan dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM), Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), uji viabilitas hidrogel secara organoleptik, uji pH, fraksi gel, dan swelling ratio. Mencit jantan (Mus musculus) galur Swiss Webster diinduksi sampai diabetes melitus melalui penyuntikan aloksan secara intraperitoneal. Pengujian dilakukan 2 tahap; tahap pertama merupakan uji pendahuluan untuk menentukan konsentrasi hidrogel terbaik, konsentrasi 10 atau 15%. Adapun kelompok yang diujikan terdiri dari; i) hAM komersial 10%, ii) hAM komersial 15%, iii) hAMD 10%, iv) hAMD 15%, v) spidroin 10%, vi) spidroin 15%, vii) komposit 10% (komposit yang mengandung hAMD 10% dan spidroin 10%), viii) komposit 15% (komposit yang mengandung 15% hAMD dan 15% spidroin). Tahap selanjutnya adalah uji lanjutan dengan pemberian hidrogel menggunakan konsentrasi yang telah ditentukan. Kelompok DM perlakuan, diberi hidrogel sebanyak 3 kali (pagi, siang dan malam) setiap hari dengan cara topikal. Penyembuhan luka dievaluasi secara makroskopik pada hari ke 3,7,14 dan 21 setelah perlakuan. Selanjutnya mencit di eutanasia, dilakukan pengolahan jaringan untuk menganalisis (1) tahap inflamasi (hari ke 3) dengan menghitung jumlah sel inflamasi (netrofil, makrofag dan limfosit). (2) Tahap proliferasi (hari ke 7 dan 14) dan (3) tahap remodeling (hari ke 21) dengan menghitung dan menganalisis jumlah pembuluh darah baru (angiogenesis), fibroblas, re-epitelisasi, kolagen, dan TGF-?. Perubahan histopatologi luka kulit dianalisis menggunakan pewarnaan histologi diantaranya; i) Hematoxylin Eosin (HE) untuk sel inflamasi, angiogenesis, fibroblas, dan sel epitel. ii) Pewarnaan Trichrome masson (TM) untuk menganalisis kolagen dan iii) pewarnaan Immunohistochemistry (IHC) untuk visualisasi Transforming Growth Factor-beta (TGF-?). Hasil penelitian ini menunjukkan, hAM yang dideselularisasi sudah tidak memiliki sel epitel dibandingkan dengan hAM tanpa deselularisasi (fresh). Berdasarkan hasil ATR-FTIR, spektra FTIR sampel hAMD memiliki karakteristik puncak pada wavenumber 1650 (amida I), 1550 (amida II), 1450, dan 1200 amida III), sedangkan sampel spidroin mempunyai karakteristik puncak pada 1530 cm-1 (amida II). Keberadaan gugus amida menunjukkan bahwa hAMD masih mempertahankan sifat bioaktif dan biokompatibel, sehingga dapat berfungsi sebagai matriks penopang alami yang dapat mempercepat proses epitelisasi serta penutupan luka. Hasil uji penentuan konsentrasi pada hari ke 21 diantaranya; i) hAM komersial 15%, ii) hAMD 15%, iii) spidroin 15% dan iv) komposit 10% menyebabkan penutupan luka secara signifikan (p<0,05) lebih cepat dibandingkan konsentrasi lain. Hasil pengamatan makroskopik, penutupan luka pada kelompok mencit DM perlakuan komposit 10% lebih baik dan lebih cepat 33% dibandingkan dengan kelompok kontrol sehat dan 40% dibandingkan dengan kelompok DM tanpa perlakuan. Apabila dibandingkan dengan kelompok perlakuan lain seperti kelompok kontrol karbopol, kelompok kontrol komersial, kelompok perlakuan hAMD dan kelompok perlakuan spidroin, kelompok mencit perlakuan komposit 10% penutupan lukanya lebih cepat 15-20%. Hasil penutupan luka makroskopik sejalan dengan hasil histopatologi masing-masing kelompok baik kelompok mencit DM tanpa perlakuan dan DM semua perlakuan. Pada fase inflamasi, komposit 10% mampu memfasilitasi proliferasi sel inflamasi. Pada fase proliferasi, komposit 10% juga mampu membentuk angiogenesis, fibroblas, reepitelisasi, meningkatkan sintesis kolagen dan TGF-?. Pada fase remodeling, jumlah sel inflamasi, angiogenesis, fibroblas, re-epitelisasi, dan sintesis kolagen terjadi penurunan yang signifikan dibandingkan dengan kelompok DM tanpa perlakuan dikarenakan sudah terjadi penutupan luka. Visualisasi TGF-? pada kelompok DM komposit 10% terdapat peningkatan dari hari ke 3,7,14 dan pada hari ke 21, jumlah TGF-? terjadi penurunan sehingga kecil kemungkinan terjadinya pertumbuhan jaringan parut yang berlebih dan menonjol di atas bekas luka. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan, hidrogel topikal yang mengandung hAMD 15%, spidroin 15% maupun komposit 10% memiliki potensi dalam penyembuhan luka kronis pada mencit yang diinduksi diabetes, namun yang paling cepat dalam penutupan luka dari 3 kelompok diatas adalah hidrogel topikal mengandung komposit 10%.
IDENTIFIKASI DAN KARAKTERISASI BACILLUS VELEZENSIS REKOMBINAN HASIL PRODUKSI PADA ESCHERICHIA COLI BL21(DE3)
Keratin merupakan protein struktural yang tidak larut, terdapat pada kulit, rambut, bulu, kuku, dan tanduk. Salah satu enzim yang mampu mendegradasi keratin adalah keratinase, yaitu enzim ekstrasel yang dihasilkan oleh organisme prokariot dan eukariot, sebagian besar diisolasi dari lingkungan kaya keratin. Keratinase memiliki potensi pemanfaatan di bidang kosmetika, antara lain untuk pengobatan jerawat, eksfoliasi kulit, perawatan kutikula, kuku yang menebal, dan perawatan rambut. Di bidang farmasi, keratinase dimanfaatkan untuk pengobatan hiperkeratosis seperti psoriasis dan infeksi dermatofit seperti onkomikosis dan calluses. Penelitian sebelumnya bersama mitra Program Penelitian Kolaborasi Indonesia (2020-2021) berhasil mengisolasi bakteri simbion (Bacillus velezensis EC36) dari spons air tawar Eunapius carteri. Dari genom simbion tersebut, gen pengkode gen serin protease berhasil dikloning ke plasmid pET16b di Laboratorium Bioteknologi Farmasi, Sekolah Farmasi ITB. Analisis urutan nukleotida gen tersebut menunjukkan homologi 99,72% dengan gen pengkode protease B. velezensis LPL061 (no. GenBank NZ_CP042271.1/ komplemen 3857304-3858452). Database genom B. velezensis LPL061 di National Center for Biotechnology Information (NCBI) memiliki 17 anotasi gen pengkode serin protease, akan tetapi informasi mengenai aktivitas keratinolitik dari protease-protease tersebut belum tersedia. Data terkait aktivitas keratinolitik dari beberapa B. velezensis hanya berasal dari total protein. Hal ini mendorong dilakukan penelitian lanjutan yang bertujuan untuk mengkarakterisasi akvitivitas keratolitik serin protease dari B. velezensis EC36 dan beberapa karakter lain yang terkait. Gen pengkode serin protease B. velezensis EC36 yang telah berhasil dikloning sebelumnya terdiri dari dua bentuk yaitu gen pengkode KerFull (mengandung domain propeptida dan protein matang) dan KerHalf (domain protein matang tanpa propeptida). Namun, analisis sekuensing DNA terhadap plasmid pET16b rekombinan ditemukan delesi satu basa nukleotida pada kedua gen tersebut menghasilkan kodon stop prematur. Oleh karena itu, penelitian ini diawali dengan perbaikan delesi pada gen pengkode KerFull dan KerHalf melalui mutagenesis terarah dengan menyisipkan satu basa adenin. Plasmid yang membawa gen hasil perbaikan, ditransformasi ke Escherichia coli BL21(DE3) dan dikonfirmasi ukuran serta urutannya. Overproduksi protein dilakukan pada suhu 20?selama 20 jam dengan induksi IPTG 0,05 mM. Pemurnian protein dioptimasi dengan beberapa metode, yaitu metode presipitasi amonium sulfat, kromatografi afinitas Ni-NTA, kromatografi penukar anion dan ultrafiltrasi. Karakterisasi protein meliputi aktivitas proteolitik dan keratinolitik, bobot molekul protein, aktivitas protein pada suhu dan pH optimum, stabilitas protein terhadap suhu dan pH, serta pengaruh inhibitor dan ion logam. Basa adenin pada posisi 1029 dari gen pengkode KerFull dan KerHalf berhasil disisipkan melalui mutagenesis terarah. Hasil deduksi asam amino protein KerFull dan KerHalf identik dengan serin protease Acc. Nr. WP_003155195.1 dari B. velezensis LP061. Produksi protein optimal dicapai pada 20?°C selama 20 jam dengan induksi IPTG 0,05?mM. KerFull yang diproduksi pada suhu 20?°C membentuk zona bening lebih besar pada media agar susu skim dibandingkan produksi pada 37?°C. Analisis SDS PAGE menunjukkan KerFull memberikan dua pita protein dengan ukuran eksperimental 38 kDa (protein fusi) dan 28,5 kDa (protein matang), sedangkan KerHalf menghasilkan pita 32,2 kDa. Ekstrak kasar KerFull (SN) mampu mendegradasi keratin rambut, sedangkan SN KerHalf tidak menunjukkan aktivitas. Temuan ini mengkonfirmasi bahwa propeptida berperan penting dalam proses aktivasi dan pelipatan protein matang. SN KerFull dipilih untuk proses pemurnian dan karakterisasi. Optimasi pemurnian KerFull menggunakan presipitasi amonium sulfat pada saturasi 0-70% tidak berhasil memisahkan protein target. Pemurnian dengan kromatografi penukar anion menghasilkan satu pita sekitar 38,5 kDa pada fraksi elusi NaCl 0,25 mM dalam buffer Tris-Cl 20 mM. Pita tersebut merupakan pita protein fusi dan tidak menunjukkan aktivitas proteolitik ataupun keratinolitik. Pemurnian dengan kromatografi afinitas Ni-NTA tidak berhasil memisahkan protein matang dari protein fusi. Pemurnian protein dengan ultrafiltrasi bertingkat menghasilkan tiga pita protein pada fraksi permeat 50 (P50), salah satunya adalah pita 28,5 kDa (protein matang). Analisis LC-MS/MS mengonfirmasi bahwa pita protein 28,5?kDa pada fraksi P50 memiliki urutan identik dengan serin protease Acc. Nr. WP_003155195.1. Fraksi P50 selanjutnya digunakan untuk karakterisasi protein. Fraksi P50 mampu mendegradasi kasein pada media agar susu skim, keratin rambut dan keratin azure. SN KerFull dan fraksi P50 mendegradasi keratin azure 1% dengan nilai aktivitas spesifik masing masing sebesar 2,41±0,48 U/mg dan 77,1±20 U/mg. Yield aktivitas setelah pemurnian adalah 31,98 %. Fraksi P50 menunjukkan aktivitas optimum pada 60?dan pH 8-9, stabil pada rentang 20-40?dan pH 6-10 dengan aktivitas residual hingga 60% selama 30 menit. Aktivitas enzim relatif tahan terhadap senyawa kimia DTT 5mM, Triton X-100 1% dan ion logam (Ca 2+ , K + , Mg 2+ dan Zn 2+ ) pada konsentrasi 5mM. Aktivitas keratinolitik fraksi P50 dihambat oleh PMSF 5mM. Kombinasi Fraksi P50 dan DTT mampu merusak struktur bulu ayam (yang menjadi model keratin tidak termodifikasi) setelah 2 jam inkubasi pada 50?. Perbandingan dengan literatur menunjukkan bahwa KerA dari B. licheniformis S90, yang banyak digunakan sebagai keratinase komersial memiliki aktivitas spesifik 9,8 U/mg pada 50?dan mempertahan 90% aktivitas selama 30 menit inkubasi. Fraksi P50 memiliki kekuatan 7,9 kali lebih tinggi dibandingkan KerA, dengan karakter biokimia yang relatif serupa. Secara keseluruhan hasil penelitian ini membuktikan bahwa serin protease KerFull yang diklon dari bakteri simbion B. velezensis EC36 dari spons air tawar E. carteri mampu mendegradasi keratin. Serin protease tersebut memiliki memiliki urutan asam amino yang identik dengan serin protease dari B. velezensis LP061 Acc. Nr. WP_003155195.1. Berdasarkan kemiripan karakter aktivitas enzim dengan KerA, maka KerFull berpotensi dikembangkan sebagai alternatif keratinase untuk aplikasi di bidang kosmetik dan farmasi.