Judul: The Urea Biosensor with the Whole-Cell and Biofilm of Bacillus licheniformis as Green Chemistry Concept  Application
Abstrak: Air merupakan salah satu sumber daya alam yang memiliki fungsi sangat penting untuk kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya sehingga kondisi perairan harus dijaga kualitasnya untuk kepentingan generasi sekarang, yang akan datang serta untuk menjaga keseimbangan ekosistem. Oleh karena itu perlu dilakukan upaya pengendalian pencemaran air dan pengelolaan kualitas air dengan cara pengujian atau pemantauan kualitas air sesuai dengan baku mutu air. Urea merupakan salah satu polutan nitrogen yang banyak terdapat di sektor pertanian, urea banyak digunakan sebagai pupuk namun hanya 50% yang terserap di tanaman dan sisanya akan terjadi leaching di perairan. Ambang batas urea di suatu perairan yaitu 80 mg/L atau 0,001 M. Limbah urea dapat mempengaruhi siklus nitrogen dan menimbulkan pencemaran air seperti terjadi eutrofikasi di perairan, pencemaran udara dikarenakan urea menguap menjadi amonia maupun menimbulkan pencemaran tanah yang mengakibatkan derajat keasaman atau pH tanah menjadi lebih asam. Pemantauan urea selain digunakan pada sektor lingkungan perairan, dapat juga digunakan pada sektor kesehatan untuk mendiagnosa penyakit gagal ginjal. Urea merupakan produk buangan dari sisa metabolisme. Apabila kadar urea dalam urin di atas ambang batas yaitu 0,10 sampai 0,40 M (6 sampai 24 g/L) maka seseorang tersebut didiagnosa mempunyai penyakit gagal ginjal karena fungsi ginjal kurang optimum untuk menyaring senyawa urea. Metode pemantauan urea yang sudah dikembangkan selama ini diantaranya berbasis dengan kromatografi cair kinerja tinggi, kromatografi gas, dan kolorimetri. Kekurangan metode deteksi urea sebelumnya adalah banyak menggunakan pelarut/reagen kimia yang kurang ramah lingkungan, membutuhkan waktu relatif lama untuk preparasi serta membutuhkan analis yang terlatih, maka penelitian ini berfokus mengembangkan metode alternatif dengan pendekatan analisis berbasis ramah lingkungan yaitu biosensor. Biosensor mempunyai keunggulan diantaranya analisis cepat, real time, hanya memerlukan sampel sedikit, preparasi yang cukup sederhana, dan ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi Bacillus licheniformis dan Bacillus megaterium sebagai bioreseptor untuk mendeteksi urea, menguji whole cell Bacillus terpilih sebagai bioreseptor untuk mendeteksi konsentrasi urea pada sampel urin sintetik sebagai aplikasi biosensor elektrokimia, serta mengembangkan metode deteksi urea dengan pendekatan biosensor berbasis biofilm Bacillus terpilih secara elektrokimia. Bacillus licheniformis terpilih sebagai bioreseptor untuk pengujian urea, karena secara kualitatif Bacillus licheniformis menghasilkan enzim urease yang lebih tinggi dibandingkan dengan Bacillus megaterium. Hal ini ditandai dengan adanya perubahan warna media Christensen’s agar dari awalnya berwarna kuning menjadi merah muda. Perubahan warna media terjadi karena di dalam media Christensen’s agar terdapat indikator phenol red. Phenol red digunakan sebagai indikator perubahan pH. Ketika pH basa, warna akan berubah menjadi merah muda. Hasil dari penguraian reaksi urea yaitu amonia dan karbondioksida. Amonia yang diproduksi akan meningkatkan pH media menjadi bersifat basa dengan perubahan media berwarna kuning (pH 6,80) menjadi merah muda (pH 8,10). Bacillus licheniformis terbukti berpotensi sebagai bioreseptor urea, karena menghasilkan arus oksidasi pada voltamogram siklik. Kemudian dilakukan optimasi voltamogram siklik. Optimasi voltamogram siklik dilakukan untuk menghasilkan arus oksidasi amonia yang maksimal, diantaranya yaitu 20 mV/s kecepatan laju payaran, 0,75 kerapatan sel Bacillus licheniformis, dan pH Phosphate Buffer Solution 9. Biosensor urea berbasis whole cell ini mempunyai kinerja analitik sebagai berikut Limit Deteksi (LD) 0,05 M; sensitivitas 0,0974 µA/M, dan rentang linearitas konsentrasi urea dari 0,05 M sampai 1,00 M dengan R2 0,994. Biosensor
Keyword: Bacillus licheniformis, biofilm, biosensor urea, urease, whole cell

Judul: Validasi dan Stabilitas Biosensor Asam Urat Berbasis Biofilm Lactobacillus plantarum pada Screen-Printed Carbon Electrode.
Abstrak: Lactobacillus plantarum dapat mengekskresikan urikase sebagai pengenal hayati pada biosensor asam urat. Namun, daya tahan hidup bakteri yang singkat mengakibatkan rendahnya aktivitas urikase. Kelemahan ini dapat ditingkatkan dengan membentuk biofilm L. plantarum. Screen-printed carbon electrode (SPCE) digunakan sebagai tempat pelekatan biofilm menggantikan elektrode kerja pasta karbon (EPK). Respons pengukuran terbaik diperoleh dari SPCE biofilm yang disimpan pada suhu ruang 1 hari sebelum digunakan dengan volume suspensi bakteri yang diteteskan 70 μL, konsentrasi asam urat 4 mM, serta pH 7. Nilai KM dan Vmaks urikase masing-masing 0.7500 mM dan 147.06 μA. Nilai limit deteksi dan limit kuantitasi pengukuran masing-masing 0.0148 mM dan 0.0449 mM, dengan sensitivitas 44.591 μA mM-1. Linearitas pengukuran memiliki koefisien determinasi (R2) 0.9951 dan nilai simpangan baku relatif (%SBR) 0.25%. Biosensor asam urat stabil hingga 35 hari pemakaian dengan interval pengukuran selama 7 hari, dengan sisa aktivitas 93.29% dan keterulangan yang cukup baik.
Keyword: biofilm, biosensor asam urat, Lactobacillus plantarum, screen-printed carbon electrode, urikase

Judul: Thermal Characteristics and Dynamics of Tropical Cyclone over Western North Pacific Ocean: A Case Study of Typhoon Songda (Chedeng) 2011
Abstrak: The frequent occasion of Tropical Cyclone (TC) over Western North Pacific (WNP) Ocean lies from 10˚N to 26˚N and 121˚E to 170˚E. Sources of TC development come from warm ocean temperature where latent heat is released during condensation processes and subsequently concentrated in the boundary layer. Relative humidity at 850-700 hPa is responsible to produce the most intense storm. Meanwhile, weak vertical wind shear between 850-200 hPa is one of the dynamical factors that lead to the development of TC. Pressure level of 850-200 hPa is chosen to minimize the thermodynamic effect in the lower troposphere. Typhoon Songda (Chedeng in the Philippines) or TSC lasted from May 18th to 30th, 2011 and strengthened into powerful Super Typhoon stage between May 24th and 27th. Long curving track and the exhibition of all sequences of TC life cycle, TSC is then considered as an ideal case of TC. The objective of the study with case of TSC is to investigate the role of thermal characteristics and dynamics on TC intensity. The research is carried out by using Advanced Research of Weather Research and Forecasting model (WRF ARW model) version 3.3. Two domains are employed in the model. The first domain situate from 02˚N to 40˚N and 118˚E to 149˚E and cover spatial resolution () of 33.1 km. The second domain situate from 09˚N to 27˚N and 119˚E to 132˚E with of 11 km. Timestep of the model () is 120 seconds. The model is supported by the following physical parameterization, i.e., Yonsei University Scheme (YSU) in the boundary layer, Kain-Fritsch scheme (KF) in the cumulus, and WRF Single-Moment 3-class scheme in the microphysics. Initial meteorological condition prior to the formation of the cyclone is generated using WRF ARW standard-release model. Sensitivity of the model output is obtained from a selected single-parameter change scenarios, namely, 10 % to 20 % decrease and increase of wind shear initial data at 850-200 hPa, and by 10 % to 20 % decrease of relative humidity initial data at 850-700 hPa. The result showed that the negative correlations between wind shear and intensity are found in wind shear scenarios. Wind shears of 10 ms-1 which lead to strengthening of the wind intensity in the early period of Typhoon development are found in wind shear scenarios. The effect of wind shear changes on wind intensity is statistically significant in the 20 % wind shear scenarios. During mature stage, weak wind intensity occurred when wind shear increase as given in the WRF standard-release and the 20 % decreasing scenario. Different situation is found in the 20 % increasing scenario where wind shear tend to weak and lead to strong wind intensity at this stage. Meanwhile, the reduction of moisture supply at 850-700 hPa resulting from 20 % decreasing relative humidity play a major role in the weakening of wind intensity and reduces mechanical energy of the cycle process as much as 300 J kg-1.
Keyword: