Keberadaan bakteri kontaminan memberikan dampak besar pada region yang semestinya terjaga kesterilannya, seperti peralatan medis untuk operasi. Sterilisasi merupakan metode untuk mereduksi mikroba kontaminan seperti bakteri, jamur, kapang. Sterilisasi alat kesehatan telah dilakukan dengan beberapa cara yakni dengan metode kimia yang meliputi teknik desinfeksi, sedangkan untuk metode fisika meliputi teknik penyaringan, pemanasan, dan radiasi. Metode fisika dengan teknik pemanasan, memiliki kelemahan yaitu dapat merusak alat dan bahan medis yang berbahan plastik. Demikian juga metode tekanan juga dapat merusak bahan. Oleh karena itu, diperlukan metode alternatif yang efektif untuk inaktivasi bakteri kontaminan, salah satunya dengan metode fotoinaktivasi.
Photodynamic Inactivation (PDI) adalah metode inaktivasi bakteri kontaminan dengan menggunakan cahaya LED/laser dan agen fotosensitiser melalui reaksi fotofisika dan fotokimia menghasilkan reactive oxygen species (ROS) yang merusak membran sitoplasmik akibat peroksidasi lipid dan protein sehingga terjadi lisis sel atau inaktivasi sistem transpor membran pada sel bakteri tersebut. Pada saat penyinaran, molekul porfirin menyerap foton dan dengan eksitasi molekul ke tingkat energi yang lebih tinggi. Akibat penyerapan foton oleh molekul dapat mengeksitasi dari keadaan dasar singlet elektronik  ke keadaan eksitasi elektronik. Eksitasi molekul menuju keadaan energi yang lebih tinggi akan cenderung kembali ke keadaan dasar melalui transisi radiatif maupun non radiatif. Spin sebuah elektron yang tereksitasi singlet dapat terbalik (intersystem crossing), yang terjadi jika level keadaan energi eksitasi singlet mengalami overlapping dengan keadaan eksitasi triplet, yang menempatkan elektron berada pada keadaan triplet. Pada keadaan triplet ini terjadi proses fotokimia dan menghasilkan berbagai spesies oksigen reaktif. Proses intersystem crossing dapat terjadi akibat proses spin orbit coupling yang ditimbulkan oleh perubahan momen dipole magnet. Perubahan momen dipole ini diakibatkan oleh interaksi momentum orbital dan momentum spin sehingga menghasilkan momentum sudut total. Jika terdapat medan magnet eksternal, maka momentum sudut total ini akan menyelaraskan pada arah medan magnet sehingga menimbulkan adanya pembagian level energi yang disebut dengan efek Zeeman, yang salah satunya overlapping dengan eksitasi singlet. Kombinasi antara cahaya dengan medan magnet pada terapi fotodinamik akan meningkatkan fotoinaktivasi pada bakteri patogen. Medan magnet dapat menambahkan energi dengan cara menginduksikan kuat medan magnet dalam proses fotosensitisasi.
Hasil penelitian menunjukkan LED infra merah dengan kombinasi medan magnet solenoida mampu mereduksi mikroba kontaminan. LED inframerah memiliki efek terbaik pada bakteri gram positif seperti S.aureus, sedangkan bakteri gram negatif seperti E. coli memiliki efek terbaik yang mengungguli medan magnet solenoida. Pada treatmen LED infra merah 60 menit 0,593 J/cm2 memiliki peluang terbaik untuk membunuh bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli berdasarkan persentase reduksi bakteri 94,43% dan 72,47%.
Penulis : Suryani Dyah Astuti
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
