Judul: Sintesis Nanopartikel Karbon (C-dot) dengan Metode Ablasi Laser untuk Aplikasi Bio-imaging
Abstrak: Nanopartikel C-dot yang di sintesis dengan metode ablasi laser untuk aplikasi bio-imaging menggunakan bahan dasar Teh. Sinar laser difokuskan pada material karbon Teh dalam koloid dengan konsentrasi berat 0.02 gram dalam 6 ml pelarut toluen (C7H8) untuk setiap sampel pada durasi yang berbeda. Fabrikasi nanopartikel C-dot menggunakan panjang gelombang 1064 nm, lebar pulsa ±6 ns dan tingkat energi 60 mJ dengan tipe alat Q Switch Nd YAG Laser Model Q Smart 850. Pola karakterisasi spektroskopi UV-Vis dan spektroskopi fluoremeter menunjukkan adanya perbedaan serapan absorpsi pada puncak panjang gelombang yang disebabkan oleh perbedaan durasi hasil ablasi laser (1, 2, 3) jam. Hasil pengukuran absorbansi menunjukkan puncak serapan pada panjang gelombng 306 nm (1 jam), 312 nm (2 jam) dan 320 nm (3 jam), sedangkan emisi fluoresens menampilkan hasil 491 nm (1 jam), 495 nm (2 jam) dan 597 nm (3 jam). Puncak panjang gelombang serapan bergeser ke kanan (efek batokromik) seiring dengan peningkatan durasi ablasi laser. Karakterisasi morfologi dengan menggunakan TEM menunjukkan adanya perbedaan distribusi ukuran berdasarkan kepada pengamatan gambar nanopartikel C-dot yang terdeteksi. Distribusi pengamatan ukuran nanopartikel C-dot antara 6 nm hingga 12 nm. Hasil spektrum FTIR memperlihatkan adanya gugus fungsi (CH2) pada pita serapan (1350-1450) cmˉ¹, (C=O) pada pita serapan (1600-1770) cmˉ¹, (NH) pada pita serapan (3100-3400) cmˉ¹. Gugus (O-H) merupakan ikatan hidroksil yang teridentifikasi pada rentang bilangan gelombang (3000-3600) cmˉ¹. Identifikasi gugus fungsi tersebut menggunakan tabel dan grafik korelasi. Energi celah (Bandgap) ditentukan berdasarkan ketebalan kuvet dan koefisien absorbansi, yaitu perpotongan kurva linier dengan sumbu simetri (hv) dengan metode Touc Plot. Hasil perhitungan energi celah pita adalah 3.42 eV, 3.20 eV dan 2.84 eV untuk masing-masing sampel 1 jam, 2 jam dan 3 jam. Perubahan durasi ablasi laser meyebabkan energi berkurang. Hasil pelapisan (coating) permukaan nanopartikel C-dot sampel (3 jam) dengan cara penguapan dan penambahan material PEG-400 memperlihatkan nilai puncak panjang gelombang emisi fluoresens meningkat. Perubahan puncak panjang gelombang emisi dari 497 nm menjadi 510 nm. Hal ini telah mengindikasikan bahwa molekul-molekul PEG-400 yang terikat oleh senyawa nanopartikel C-dot lebih kuat menyerap laser (405±10) nm sebagai sumber cahaya. Sehingga absorpsi eksitasi dengan energi relaksasi 2.46 eV dan spektrum emisi tertinggi yang bersesuain energi relaksasi 4.8 eV. Nilai pergeseran Stokes berdasarkan perbedaan transisi absorpsi absorbansi dan emisi nanopartikel C-dot adalah 2.34 eV. Pergeseran Stokes ini terjadi karena struktur relaksasi nanopartikel C-dot pada ke adaan dasar (ground state) berbeda jika dibandingkan dengan struktur relaksasi pada keadaan tereksitasi. Analisis fluoresens untuk aplikasi Bio-imaging menunjukkan nilai intensitas warna biru nanopartikel C-dot yang terinternalisasi pada organ mata dan sirip ekor Zebrafish. Rata-rata intensitas nanopartikel C-dot pada organ mata dengan titik injekesi (I) insang, (II) perut, (III) punggung dan (IV) pangkal ekor adalah 2.26 %, 6.33 %, 2.09 % dan 0.0092 %. Sedangkan pada sirip ekor dengan titik injeksi yang sama adalah 0.34 %, 2.83 %, 0.0037 % dan 0.17 %. Intensitas tersebut pada aplikasi bio-imaging merupakan identifikasi pendaran warna biru pada organ Zebrafish melalui pengamatan mikroskop laser konfokal. Rata-rata intensitas pendaran nanopartikel C-dot terbesar ditunjukkan oleh titik injkesi perut dan intensitas yang terendah pada titik injeksi paangkal ekor berdasarkan 15 slice image konfokal.
Keyword: nanopartikel c-dot, ablasi laser, bio-imaging, zebrafish