Sintesis Biogenik, Karakterisasi dan Evaluasi Potensi Antibakteri Nanopartikel Tembaga Oksida Terhadap Escherichia coli
Abstrak
Perkembangan resistensi terhadap antibiotik yang digunakan untuk mengobati infeksi bakteri bersama dengan prevalensi residu obat menghadirkan masalah kesehatan masyarakat yang signifikan secara global. Kuman yang kebal antibiotik menyebabkan infeksi yang sulit atau tidak mungkin diobati. Penurunan efektivitas antibiotik panggilan untuk pengembangan cepat antimikroba alternatif. Dalam hal ini, nanopartikel (NP) dari tembaga oksida (CuO) memanifestasikan struktur nano anorganik yang laten dan fleksibel dengan dampak antimikroba yang patut diperhatikan. Sintesis hijau NP CuO dilakukan dalam penelitian ini, yang kemudian didoping dengan jumlah jahe yang bervariasi (Zingiber officinale , ZO) dan bawang putih (Allium sativum , AS) ekstrak. Dalam dosis rendah dan tinggi, senyawa yang disintesis digunakan untuk mengukur efektivitas antimikroba terhadap patogen Escherichia coli . Penelitian ini berhasil mendemonstrasikan teknik sintesis terbarukan yang ramah lingkungan dengan bahan alami yang sama-sama dapat diterapkan pada NP oksida logam hijau lainnya.
Pengantar
Tanaman herbal dan pedas asli memiliki sifat antioksidan dan antibakteri yang berharga yang digunakan dalam pengobatan manusia dan hewan [1]. Tanaman obat yang mengandung sifat antimikroba antara lain bawang putih, jahe, mimba, kunyit, tulsi, dan lain-lain dan di antaranya bawang putih dan jahe terkenal karena kegunaannya untuk pengobatan [2]. Zingiber officinale Umumnya dikenal sebagai jahe adalah akar tanaman asli milik keluarga Zingiberaceae. Ini mengandung gingerol, shogaol, curcumin dan paradol sebagai fitokimia penting [3]. Aktivitas antimikroba terhadap berbagai mikroba telah dimanifestasikan oleh ekstrak air jahe, karena kandungan fenoliknya yang bersifat terapeutik [4]. Allium sativum umumnya dikenal sebagai bawang putih mengandung senyawa fenolik yang menunjukkan aktivitas antibakteri spektrum luas bahkan terhadap bakteri MDR [5]. Allium sativum telah menunjukkan aktivitas antibakteri spektrum luas terhadap sejumlah bakteri Gram-positif dan berbagai Gram-negatif [6].
Pemanfaatan pengetahuan nanoteknologi pada tingkat molekul dan atom berfungsi sebagai dasar untuk menerapkan pendekatan integratif untuk mengembangkan senyawa baru dengan fitur unik untuk digunakan dalam aplikasi spektrum luas [7]. Aplikasi obat, pertanian, pengawet makanan dan kosmetik nanopartikel karena sifat inherennya yang tak tertandingi telah menyebabkan peningkatan eksplorasi oleh para peneliti [8, 9]. Berbagai aplikasi biologis nanopartikel tembaga oksida telah berhasil ditunjukkan termasuk antimikroba potensial, senyawa terapeutik yang efektif, pembawa pengiriman obat, fotokatalis, penginderaan gas, stabilitas fotovoltaik, efek kurungan kuantum dan probe biologis [10,11,12,13,14]. Generasi reaktif oksigen spesies (ROS) dipicu oleh nanopartikel karena sifat semikonduktor mereka, membawa transformasi oksidatif dan degeneratif pada tingkat sel yang mengakibatkan penghancuran dinding sel bakteri dan pelepasan isi seluler [15]. Banyak metode telah dipraktekkan untuk sintesis nanopartikel, yaitu sintesis kimia, fisika dan biologi [16]. Pengurangan senyawa logam menghasilkan produksi nanopartikel menggunakan biokimia atau mikroorganisme, tanaman atau ekstraknya [17].
Escherichia coli (E.coli ), penghuni alami usus dan bagian dari flora usus, memiliki posisi tersendiri dalam dunia mikrobiologi karena potensi sifat virulennya [18]. Keberadaan virulensi tergantung pada jumlah gen di E. koli isolat dan dalam beberapa kasus transfer horizontal gen resistensi juga telah terungkap [19, 20] yang dapat menimbulkan masalah kesehatan pada manusia, hewan [21] dan tantangan untuk keamanan dan keamanan pangan [22]. E. koli adalah agen penyebab mastitis pada sapi perah dan kerbau dan ditemukan bertanggung jawab atas penurunan besar dalam hasil susu dan kerugian ekonomi yang diakibatkannya [23, 24], yang mengembangkan gen resistensi, yaitu -laktamase spektrum luas (ESBL) atau over- sefalosporinase yang diekspresikan (AmpCs) [25]. Kegagalan pengobatan terkait dengan E. koli infeksi dianggap sebagai ancaman laten yang mengarah ke resistensi multidrug baik dalam obat-obatan manusia dan hewan [26].
Nanopartikel dengan karakteristik antimikrobanya memiliki potensi untuk membunuh sekitar 600 sel berbeda dengan kemampuan antibiotik untuk mengobati hanya beberapa penyakit yang berasal dari infeksi [27]. Studi saat ini bertujuan untuk mengeksplorasi, mengevaluasi dan membandingkan potensi antimikroba yang mungkin dari nanopartikel CuO hijau dan yang disintesis secara kimia dan ekstrak akar ramuan umum Allium sativum (AS) dan Zingiber officinale (ZO), terhadap patogen E. koli sebagai alternatif antibiotik untuk mengatasi tantangan resistensi yang muncul.
Metode
Studi saat ini bertujuan untuk menyelidiki aksi bakterisida dari NP CuO tereduksi secara fitokimia terhadap akar herba Allium sativum (AS) dan Zingiber officinale (ZO), isolat mastitis sapi.
Materi
Nanopartikel CuO yang diproduksi secara kimia diperoleh dari Sigma-Aldrich, sedangkan akar ZO dan AS diperoleh dari pasar buah dan sayuran lokal Lahore, Pakistan. Akar ZO dan AS dikeringkan di bawah naungan agar bobotnya merata. Media pertumbuhan untuk E. koli dan bahan kimia tingkat analitik digunakan tanpa modifikasi.
Ekstraksi Berair dari Akar ZO dan AS
Akar ZO dan AS yang dikeringkan digiling sangat halus hingga menjadi serbuk halus yang kemudian disimpan dalam toples kedap udara. Pengadukan yang kuat selama 30 menit pada 70 °C untuk pencampuran bubuk akar halus dengan air suling-DIW dilakukan pada rasio 1:10. Filtrasi larutan yang disiapkan dilakukan menggunakan kertas saring Whatman No. 1 setelah larutan didinginkan dan penyimpanan filtrat dilakukan pada suhu 4 °C untuk percobaan berikutnya [28] seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1a.
Ikhtisar a ekstraksi air Zingiber officinale dan Allium sativum akar, b sintesis hijau NP CuO
Sintesis Hijau CuO
Cupric nitrate tetrahydrate (0,1 M) dicampur dengan konsentrasi yang berbeda, yaitu 3 mL, 6 mL dan 12 mL ekstrak ZO dan AS dengan pengadukan terus menerus. NaOH (2 M) digunakan untuk mempertahankan pH 12 dari larutan yang diaduk selama 2 jam pada 90 °C untuk pembentukan endapan. Sentrifugasi presipitat dilakukan pada 10.000 rpm selama 20 menit, diikuti dengan pencucian air DI dan pengeringan semalaman dalam oven udara panas pada suhu 90 °C [29] seperti yang digambarkan pada Gambar 1b.
Karakterisasi
Spektrofotometer UV-visible GENESYS-10S digunakan untuk memeriksa spektrum serapan nanopartikel CuO dan ekstrak air ZO dan AS antara rentang panjang gelombang 200 hingga 500 nm [30]. Analisis struktur dan fase NP CuO dilakukan menggunakan difraksi sinar-X (XRD) BRUKER D2 Phaser dengan 2θ = (10°–80°) dilengkapi dengan radiasi Cu Kα λ = 1,540 Å [31]. Spektroskopi inframerah transformasi Fourier (ATR-FTIR) dilakukan untuk analisis gugus fungsi dalam NP CuO dan ekstrak air ZO dan AS [31]. Pemindaian mikroskop elektron (JSM-6610LV SEM) digabungkan dengan detektor EDS dilakukan untuk pengamatan konstitusi unsur dan morfologi NP CuO. Gambar TEM resolusi tinggi dan pola SAED diambil menggunakan mikroskop JEOL JEM-2100F [32].
E. koli Isolasi dan Identifikasi
Koleksi Sampel
Sapi dan kerbau yang menderita mastitis klinis dilacak dan diidentifikasi dari berbagai peternakan untuk pengambilan sampel susu.
E. koli Isolasi
Agar MacConkey digunakan untuk penggoresan dan pembiakan susu dalam rangkap tiga untuk isolasi koloni murni E. koli [33]. Difusi disk dari koloni khas E. koli dievaluasi untuk memeriksa kerentanan terhadap antibiotik tertentu mengamati pedoman Komite Nasional Standar Laboratorium Klinis (NCCLS) untuk mengisolasi E. koli .
Identifikasi E. koli
Identifikasi dan konfirmasi E. koli koloni dilakukan berdasarkan pewarnaan Gram; membedakan karakter morfologi dan uji biokimia, yaitu uji metil merah dan katalase dengan perspektif Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Kultur isolat pada agar eosin methylene blue (EMB) dilakukan untuk E. koli perbedaan dan ratifikasi dari mastitogen Gram-negatif terkait.
Evaluasi NP CuO In Vitro Potensi Antibakteri Terhadap E. koli
Sejumlah percobaan dilakukan untuk mengevaluasi in vitro potensi antibakteri ekstrak NP CuO yang didoping terhadap patogen E. koli . In vitro percobaan dilakukan menggunakan 10 perwakilan patogen E. koli isolat untuk evaluasi potensi antibakteri NP CuO. Penilaian metode difusi disk digunakan untuk menilai in vitro potensi antimikroba. Cawan petri diseka dengan pertumbuhan aktif E. koli 1,5 × 108 CFU/mL (0,5 Mcfarland standar) pada agar MacConkey [34]. Penggerek gabus steril digunakan untuk membuat lubang berdiameter 6 mm di cawan petri. Ekstrak berair dari ZO dan AS, bersama dengan ekstrak yang didoping hijau dan nanopartikel tembaga oksida yang disintesis secara kimia dalam konsentrasi yang berbeda, diterapkan ke dalam sumur. Potensi antimikroba dari ekstrak berair ZO dan AS bersama dengan ekstrak yang didoping hijau dan nanopartikel tembaga oksida yang disintesis secara kimia dievaluasi dengan menginkubasi cawan petri secara aerobik pada suhu 37°C semalaman dengan mengukur zona hambat (mm) menggunakan kaliper Vernier. Analisis statistik zona hambat (mm) dilakukan dengan menggunakan ANOVA satu arah dan visualisasi (p < 0.05).
Hasil dan Diskusi
Spektroskopi UV-Vis dari NP CuO yang didoping dan ekstrak air ZO dan AS dilakukan untuk menyelidiki perilaku optik seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2a, b. Untuk pembentukan NP CuO selanjutnya, perubahan warna bertahap dari anggur ke hitam pekat diperhatikan sementara optimalisasi NP yang disintesis melalui ekstrak akustik berkubah dilakukan. Ekstrak berair puncak penyerapan ZO dan AS pada 275 dan 280 nm diamati. Hasil yang digambarkan λmaks untuk CuO yang didoping ZO dan AS pada 250 nm yang menggambarkan rasio 6 mL:1 dengan karakteristik pergeseran merah dan pergeseran biru [35]. Puncak lebar ditentukan cluster partikel dan transisi elektron ke pita konduksi dari fase valensi dengan ekstrak terkonsentrasi di CuO seperti diungkapkan oleh pita penyerapan yang kuat [36]. Pada NP CuO sintesis hijau, pengurangan penyerapan terlihat dengan meningkatkan atau mengurangi volume ekstrak selain nilai yang dioptimalkan (6 mL:1).
Spektrum serapan NP CuO yang didoping dengan a ZO b Ekstrak AS dan spektrum PL CuO NP dengan c ZO dan d Ekstrak AS, masing-masing
Selain itu, luar biasa untuk mengamati bahwa struktur semikonduktor mengkonfirmasi fitur fisiknya ke efek ukuran kuantum nanometrik yang ada. Spektrum PL dari NP CuO yang didoping ZO dan AS dengan panjang gelombang UV menarik 300 nm disajikan pada Gambar. 2c, d. Tiga puncak emisi pada 418, 561 dan 664 nm direpresentasikan pada setiap grafik PL murni dan terdoping dari CuO (wilayah UV) [37]. Pita cahaya ungu-biru yang ditemukan pada 418 nm adalah puncak emisi CuO standar di tepi pita dekat [38, 39]. Pada 430 nm, tepi bahu dapat disebabkan oleh kekosongan CuO, yang merupakan semikonduktor tipe-p. Tepi hijau kekuningan bertanggung jawab atas cacat kedalaman di bawah suhu rendah pada 561 nm. Puncak emisi merah pada 664 nm bertanggung jawab atas kondisi tembaga yang berbeda atau adanya kekosongan oksigen terionisasi individu [40, 41]. Keberadaan beragam emisi yang terlihat dalam spektrum ungu-biru, kuning-hijau dan merah menunjukkan bahwa partikel CuO yang dipelajari memiliki rasio volume-permukaan yang tinggi dan banyak kondisi dan cacat permukaan-ke-volume (kekosongan atau interstisial) yang menghasilkan rentang jebakan hingga emisi [40, 42].
XRD dilakukan untuk menilai struktur kristal, komposisi dan skala NP CuO seperti yang disajikan pada Gambar. 3a, masing-masing didoping dengan ZO dan AS. Peningkatan kristalinitas ditunjukkan oleh puncak yang terdeteksi pada 2θ = 38.7°, 48.6°, 53.5°, 58.3°, 61.7° dan 66,2° dengan bidang kristal yang sesuai (111), (−202), (020), (202), (−113) dan (022), masing-masing. Puncak yang terdeteksi memastikan adanya fase monoklinik CuO seperti yang disinkronkan dengan kartu JCPDS no:00–002–1040 [43]. Ukuran kristal karakteristik diukur menggunakan D = 0,9λ /β karenaθ ditemukan menjadi 24,7 dan 47,6 nm untuk CuO yang didoping ZO dan AS, masing-masing, dan ukuran kristal sampel murni adalah 27,4 nm. Beberapa produk alami telah diidentifikasi sebagai capping dan reduktor untuk ukuran kristal rata-rata dalam ekstrak AS dan ZO [44].
Pola XRD NP CuO tanpa dan dengan doping a SEBAGAI b ZO
Gugus fungsi NP CuO yang didoping ekstrak AS dan ZO diperiksa dengan FTIR seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4a, b. Puncak lebar pada 3314 cm
−1
mendukung keberadaan gugus hidroksil dan lebar puncak mewakili C=O langsung dengan (N-H) amina [45]. Puncak intens pada 1638 cm
−1
sesuai dengan CH2 –OCH3 kelompok yang ada di 6-snogal dan 6-gingerol ZO sebagai pengurangan substansial dari CuO. Ikatan tunggal khas Cu–O terlihat pada 478,8 cm
−1
dalam mode memutar adalah karena mode getaran yang kuat [46]. Semua puncak menunjukkan bahwa alkohol, amina dan kelompok keton menghasilkan khelasi dan capping dari flavonoid, zat kimia tanaman dan protein [47].
Spektrum FTIR a SEBAGAI b NP CuO yang didoping ZO
FE-SEM digunakan untuk mempelajari karakteristik permukaan dan skala NP CuO yang didoping dengan ekstrak ZO dan AS seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5a–d′. Gambar FE-SEM menunjukkan bahwa NP CuO sangat diaglomerasi dalam morfologi bola. Interferensi magnetik dan kesesuaian polimer antar partikel dapat menunjukkan aglomerasi antar partikel [48]. Doping ZO dan AS dengan CuO terbukti dengan gambar yang menunjukkan pembentukan cluster dan ukuran partikel tampak < 1 μm seperti yang diilustrasikan pada Gambar 5b–d′.
Gambar NP CuO diambil dengan FESEM a CuO, b –d CuO yang didoping ZO dan b′ –d′ NP CuO yang didoping AS, masing-masing
Spektroskopi sinar-X dispersif energi (EDS) mengilustrasikan komposisi kimia dengan penyelidikan unsur sampel murni dan NP CuO yang didoping dengan ekstrak akar ZO dan AS dengan fase CuO lazim seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6a–d′. Tiga puncak yang sesuai dengan kemurnian tinggi Cu yang dikonfirmasi oleh EDS dari sampel yang diuji dibandingkan dengan oksigen prekursor antara 1 dan 10 keV. Resonansi plasmon permukaan (SPR) CuO NP menghasilkan puncak penyerapan [49]. 83,7%, 15,2% dan 0,6% diamati untuk berat atom melalui spektrum untuk Cu, O dan Ca, masing-masing, untuk sampel kontrol sedangkan 82,8%, 14,8% dan 2,4% untuk sampel yang didoping ZO dan dioptimalkan (6 mL:1) diamati melalui spektrum untuk Cu, O dan Zn, masing-masing. Demikian pula, 65,3, 29,6 dan 4,6 untuk Cu, O dan S dengan doping AS ditemukan, masing-masing. Senyawa atom tambahan yang muncul di EDS menanggapi pemegang sampel SEM yang digunakan selama analisis [50].
Spektrum EDS dari CuO NP a CuO murni b –d CuO yang didoping ZO dan b′ –d′ NP CuO yang didoping AS, masing-masing
Struktur eksklusif dan karakteristik NP CuO dinilai lebih lanjut menggunakan HR-TEM pada 50 nm seperti yang ditampilkan pada Gambar 7a-l. Gambar HR-TEM mengungkapkan nanopartikel hias yang mirip dengan gambar FE-SEM, bersama dengan aglomerasi yang lebih tinggi sementara ukuran berukuran kurang dari 50 nm. Kehadiran fitokimia di ZO- dan AS-doped CuO NPs juga dikonfirmasi dengan gambar HR-TEM [51]. Tidak ada ketidaksempurnaan maupun deformitas yang diamati dalam struktur kisi integral dari NP CuO yang didoping ZO dan AS [52]. Mikrograf yang difilter disajikan oleh hasil HR-TEM bersama dengan transformasi Fourier cepat [FFT] area tertentu yang digambarkan oleh kotak kuning pada Gambar. 7b, d, f, h, j, l yang menghadirkan karakteristik struktural dan atomik resolusi tinggi. Dimensi partikulat rata-rata HR-TEM secara tepat dicocokkan dengan ukuran kristal yang diamati selama analisis XRD dan SEM [53].
a , b HR-TEM, a –f pinggiran kisi 3 mL, 6 mL, dan 12 mL CuO yang didoping ZO g –l pinggiran kisi masing-masing 3 mL, 6 mL, dan 12 mL NP CuO yang didoping AS
Analisis XPS dari CuO yang didoping dengan Gi dan Ga CAE yang menggambarkan C 1s dan Cu2p spektrum ditunjukkan pada Gambar. 8a, b. C1s kisaran menunjukkan adanya empat puncak yang berbeda Gambar. 8a dengan gugus fungsi yang berbeda seperti C(H,C) (284,39 eV), C(N) (285,6 eV), C(O,=N) (287,0 eV) dan C–O –C (288,75 eV) [54,55,56]. Terutama, Gambar 8b menggambarkan Cu 2p pola CuO yang didoping dengan puncak pada energi ikat 933.3 dan 953,3 eV sesuai dengan Cu 2p3/2 dan Cu2p1/2 spin orbit menunjukkan keadaan oksidasi divalen dari sampel yang disiapkan. Puncak yang relevan pada 942.2 dan 962 eV berhubungan dengan puncak satelit Cu 2p3/2 dan Cu2p1/2 yang tampaknya terutama karena 3d . yang terisi sebagian
9
orbital dalam keadaan oksidasi divalen [57].
a , b Analisis XPS dari NP CuO yang didoping a C1 b Cu2p
Metode difusi sumur diterapkan untuk evaluasi potensi bakterisida ekstrak air ZO dan AS dan mensintesis NP CuO dengan mengukur area penghambatan setelah menginkubasi cawan petri selama 24 jam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9a-d, File tambahan 1:Gambar S1 dan ditabulasikan pada Tabel 1. Temuan mengungkapkan bahwa konsentrasi NP dan zona penghambat merespons secara sinergis. Zona penghambatan signifikan yang ditemukan untuk sampel 1 (3 mL:1), sampel 2 (6 mL:1) dan sampel 3 (12 mL:1) adalah (1,05–1,85 mm) dan (1,85–2,30 mm) menggunakan penurunan (↓) dan peningkatan konsentrasi (↑), masing-masing, untuk nanopartikel CuO yang didoping ZO (p < 0,05), Gbr. 9a. Demikian pula, NP AS-doped dipamerkan (0,65-1,00 mm) zona penghambatan pada konsentrasi maksimum saja, Gambar. 9b. NP yang didoping-AS menunjukkan kemanjuran nol terhadap E patogenik. koli pada konsentrasi minimum. Ekstrak ZO menunjukkan efek pada penurunan konsentrasi (↓) dibandingkan dengan peningkatan konsentrasi (↑) yang menunjukkan zona 1,55 mm, demikian pula, tidak ada efek antibakteri ekstrak AS yang ditemukan pada konsentrasi penurunan (↓) dan peningkatan (↑). Kontrol positif yang diberi ciprofloxacin menunjukkan zona 4,25 mm sedangkan kontrol negatif yang diberi DIW menunjukkan 0 mm. Usia kemanjuran bakterisida meningkat dari 24,7 menjadi 43,5% dan 43,5–54,1% untuk NP yang didoping ZO pada konsentrasi minimum dan maksimum, masing-masing (Gbr. 9c). Demikian pula, kemanjuran 15,3-23,5% menghasilkan konsentrasi maksimum hanya untuk NP yang didoping-AS (Gbr. 9d). Singkatnya, CuO yang didoping dengan ekstrak ZO dan dioptimalkan pada 6 mL:1 menunjukkan potensi bakterisida yang lebih tinggi terhadap E patogen. koli asal mastitis sapi (p < 0.05) seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9a, b.
a –d Aktivitas antibakteri in vitro dari CuO NPs a didoping dengan ZO pada dosis dan , b didoping dengan AS pada dosis dan , masing-masing, c kemanjuran %age yang didoping dengan ZO dan d kemanjuran %usia yang didoping dengan AS
Potensi bakterisida nanopartikel tergantung pada ukuran NP, struktur morfologi dan rasio permukaan-ke-massa. Spesies oksigen reaktif (ROS) dianggap bertanggung jawab atas pembentukan zona penghambatan oleh nanopartikel CuO [58, 59]. Denaturasi protein sel dihasilkan melalui generasi spesies oksigen reaktif (ROS) yang merugikan [60]. Beberapa spesies reaktif menunjukkan peran penting dalam fotokatalisis seperti radikal hidroksil dan superoksida dan hole [61]. Sintesis spesies oksigen reaktif (ROS) dan pelepasan ion logam adalah fitur utama yang memanifestasikan perubahan struktural enzim dan protein yang mengakibatkan kerusakan DNA yang tidak dapat diperbaiki dan kematian bakteri berikutnya [62]. Demikian pula, stres oksidatif yang dihasilkan oleh spesies oksigen reaktif (ROS) dianggap sebagai kontributor utama fotokatalisis [63]. Produksi ROS berbanding terbalik dengan ukuran nanopartikel, yaitu semakin kecil ukuran NP, semakin tinggi produksi ROS yang akibatnya merusak membran bakteri yang mengakibatkan ekstrusi isi sitoplasma dan degradasi DNA yang mengarah pada ledakan bakteri seperti yang digambarkan pada Gambar 10. Pada saat yang sama, Cu yang bermuatan positif berinteraksi secara elektrostatik dengan membran bakteri yang bermuatan negatif yang mengakibatkan disintegrasi sel dan akhirnya penghancuran bakteri [58, 64, 65]. Dua tanggapan telah diusulkan sebagai potensi mekanisme bakterisida struktur nano. Salah satunya melibatkan hubungan yang lebih baik antara kation Cu
2+
dan sel bakteri, yang mengarah pada pembentukan bagian negatif dan akhirnya runtuh. Yang lainnya melibatkan eksitasi elektronik dari permukaan pita kelambu CuO melalui eksitasi. Selanjutnya, listrik O2 reaksi menghasilkan O
2−
radikal, yang mengarah pada pembentukan H2 O2 . O
2−
. yang dihasilkan spesies sangat penting untuk pemecahan molekul lipid atau protein pada membran sel luar bakteri [58, 66].
Ilustrasi aksi bakterisida CuO NPs
Kesimpulan
Potensi bakterisida NP CuO yang didoping dengan Zingiber officinale dan Allium sativum ekstrak terhadap patogen E. koli dievaluasi dalam penelitian ini, diproduksi dengan tujuan antimikroba alternatif, ekonomis dan efektif. Peran signifikan bahan fitokimia ekstrak ZO dan AS terungkap dalam sintesis biogenik NP CuO sementara efek sinergis flavonoid dengan CuO ditemukan bergantung pada konsentrasi yang mengeksploitasi potensi bakterisida terhadap patogen E. koli . FTIR dilakukan untuk konfirmasi doping ekstrak ZO dan AS dan puncak XRD mengkonfirmasi fase monoklinik dan struktur sferis dengan ukuran rata-rata 24,7 nm (doping ZO) dan 47,6 nm (doping AS). Morfologi bulat dikonfirmasi dengan gambar FESEM bersama dengan konglomerasi NP CuO yang terlalu tinggi. Nanopartikel yang dihias mengungkapkan aglomerasi yang lebih tinggi pada gambar TEM dengan ukuran kurang dari 50 nm. Untuk sampel yang didoping dengan ekstrak akar, jarak antar lapisan nanopartikel CuO yang diukur sebagai 0,23 nm ditemukan kompatibel dengan pola XRD. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa potensi antibakteri NP CuO sintesis hijau dapat diantisipasi sebagai agen bakterisida alternatif untuk mengatasi masalah yang terkait dengan resistensi dan residu antibiotik. Dapat disimpulkan bahwa CuO NP yang didoping dengan herbal asli adalah agen antibakteri yang ekonomis, efektif dan ramah alam.