Penelitian yang dilakukan oleh Ilham Maulana, Dhiaulhaq Fasya, dan Binawati Ginting dengan judul "Biosynthesis of Cu Nanoparticles using Polyalthia longifolia Roots Extracts for Antibacterial, Antioxidant, and Cytotoxicity Applications" merupakan sebuah kajian yang menggabungkan bioteknologi dengan aplikasi medis dan kesehatan. Penelitian ini berfokus pada sintesis nanopartikel tembaga (CuNPs) menggunakan ekstrak akar P. longifolia, sebuah tanaman yang diketahui memiliki berbagai khasiat biologis. Penelitian ini memiliki tujuan untuk mengeksplorasi potensi nanopartikel yang disintesis tersebut dalam tiga aplikasi utama, yaitu sebagai agen antibakteri, antioksidan, dan sitotoksik, yang memiliki implikasi besar dalam pengembangan terapi dan pengobatan.

Latar belakang dari penelitian ini berakar pada kebutuhan akan material yang lebih aman, efektif, dan ramah lingkungan untuk diaplikasikan dalam bidang medis. Nanoteknologi telah menjadi salah satu solusi potensial dalam bidang tersebut, di mana nanopartikel logam, seperti nanopartikel tembaga, menunjukkan karakteristik unik yang memungkinkan mereka untuk digunakan dalam berbagai aplikasi biomedis. Tembaga, khususnya, dikenal memiliki aktivitas antimikroba yang kuat serta potensi antioksidan dan sitotoksik, yang menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk pengembangan obat baru atau agen terapeutik. Namun, metode sintesis konvensional untuk nanopartikel tembaga seringkali menggunakan bahan kimia berbahaya yang tidak hanya berisiko bagi lingkungan tetapi juga dapat mempengaruhi keamanan penggunaan nanopartikel tersebut dalam aplikasi medis. Oleh karena itu, pendekatan biosintesis, yang memanfaatkan bahan alami seperti ekstrak tumbuhan, dipandang sebagai alternatif yang lebih hijau dan berkelanjutan.

Pemilihan P. longifolia sebagai sumber biomolekul dalam proses sintesis nanopartikel didasarkan pada berbagai studi yang menunjukkan bahwa tanaman ini memiliki berbagai senyawa aktif biologis, termasuk alkaloid, flavonoid, dan terpenoid, yang berpotensi untuk mereduksi ion tembaga menjadi nanopartikel. Selain itu, tanaman ini juga telah diketahui memiliki aktivitas antibakteri dan antioksidan alami, yang selanjutnya mendukung hipotesis bahwa ekstrak dari akar P. longifolia dapat menghasilkan nanopartikel tembaga dengan aktivitas biologis yang signifikan.

Dalam penelitian ini, proses biosintesis nanopartikel tembaga dilakukan dengan mencampurkan larutan CuSO? dengan ekstrak akar P. longifolia di bawah kondisi yang terkontrol. Reduksi ion Cu²? menjadi Cu terjadi melalui interaksi dengan senyawa-senyawa fitokimia yang terkandung dalam ekstrak tumbuhan tersebut, yang kemudian menghasilkan nanopartikel tembaga. Proses ini kemudian diikuti oleh karakterisasi nanopartikel yang dihasilkan menggunakan berbagai teknik, termasuk UV-Vis spektrofotometri, X-ray diffraction (XRD), dan scanning electron microscopy (SEM) untuk mengkonfirmasi pembentukan dan mengukur ukuran serta morfologi nanopartikel.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanopartikel tembaga yang dihasilkan memiliki ukuran rata-rata dalam rentang 10-50 nm dengan morfologi sferis yang seragam. Pengukuran menggunakan UV-Vis spektrofotometri menunjukkan puncak absorbansi pada sekitar 570 nm, yang merupakan karakteristik dari nanopartikel tembaga, sementara analisis XRD mengkonfirmasi struktur kristalografi dari nanopartikel yang terbentuk.

Selanjutnya, aktivitas antibakteri dari nanopartikel ini diuji terhadap berbagai strain bakteri patogen, termasuk Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. Uji disk difusi yang dilakukan menunjukkan bahwa nanopartikel tembaga memiliki zona hambat yang signifikan terhadap kedua bakteri tersebut, dengan diameter zona hambat yang lebih besar dibandingkan dengan kontrol tembaga sulfat. Hal ini menunjukkan bahwa nanopartikel tembaga yang dihasilkan memiliki potensi sebagai agen antibakteri yang efektif, yang dapat digunakan dalam pengembangan antibiotik baru atau sebagai bahan antimikroba dalam produk medis.

Selain aktivitas antibakteri, nanopartikel tembaga yang disintesis juga diuji untuk aktivitas antioksidan menggunakan uji DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl). Hasil menunjukkan bahwa nanopartikel ini memiliki kemampuan untuk menangkap radikal bebas, dengan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak tumbuhan itu sendiri. Hal ini menunjukkan bahwa proses biosintesis tidak hanya berhasil menghasilkan nanopartikel tembaga, tetapi juga meningkatkan aktivitas antioksidan dari senyawa-senyawa yang terdapat dalam ekstrak P. longifolia.

Aplikasi sitotoksik dari nanopartikel ini juga dievaluasi terhadap sel kanker tertentu, termasuk sel kanker payudara MCF-7 dan sel kanker kolon HCT-116. Uji MTT yang dilakukan menunjukkan bahwa nanopartikel tembaga memiliki efek sitotoksik yang signifikan terhadap kedua jenis sel kanker tersebut, dengan nilai IC?? yang berada pada rentang konsentrasi yang cukup rendah. Hal ini menunjukkan potensi nanopartikel tembaga sebagai agen kemoterapi yang efektif, yang dapat membunuh sel kanker tanpa memerlukan dosis yang terlalu tinggi, sehingga mengurangi risiko efek samping yang seringkali terkait dengan pengobatan kanker.

Secara keseluruhan, penelitian ini menggarisbawahi potensi besar dari nanopartikel tembaga yang disintesis secara biogenik menggunakan ekstrak akar P. longifolia sebagai agen multifungsi dalam bidang medis. Keunggulan yang ditawarkan oleh metode sintesis ini, termasuk keamanannya, kemudahan proses, serta keberlanjutan lingkungan, menjadikannya sebagai alternatif yang menarik dibandingkan dengan metode sintesis kimia konvensional. Selain itu, aktivitas biologis yang dihasilkan oleh nanopartikel ini, yang mencakup aktivitas antibakteri, antioksidan, dan sitotoksik, menunjukkan bahwa nanopartikel tembaga tersebut memiliki potensi aplikasi yang luas dalam pengembangan terapi medis yang lebih aman dan efektif.

Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengoptimalkan proses sintesis dan mengeksplorasi mekanisme yang mendasari aktivitas biologis dari nanopartikel tembaga ini. Kajian mendalam tentang interaksi antara nanopartikel dan sel target, serta potensi efek samping yang mungkin timbul dari penggunaan jangka panjang, juga perlu dilakukan untuk memastikan keamanan dan efektivitas dari aplikasi klinis di masa depan. Meski demikian, hasil penelitian ini sudah memberikan landasan yang kuat untuk pengembangan lebih lanjut dan menunjukkan bahwa pendekatan biosintesis menggunakan ekstrak tumbuhan dapat menjadi strategi yang efektif dalam produksi nanopartikel untuk aplikasi biomedis.

Doi: Biosynthesis of Cu nanoparticles using Polyalthia longifolia roots extracts forantibacterial, antioxidant and cytotoxicity applications

Editor:     Rezekinta Syahputra Sembiring