Aplikasi material QDs pada bidang biosensor dan biomedis
QD muncul sebagai teknologi baru yang menjanjikan untuk aplikasi biosensor dan biomedis. QDs dapat digunakan sebagai photo imaging agent, Photothermal agent, dan drug delivery agent. Baru-baru ini, pengembangan material quantum berbasis carbon (CQDs) menunjukan ukuran yang signifikan untuk aplikasi biosensor dan biomedis. Karena CQD tidak beracun dan menyebar dengan baik di dalam air, maka prosedur pencitraan sel manusia dapat lebih aman dilakukan. Selain itu, CQD juga dapat dimanfaatkan sebagai agen fototermal melalui mekanisme Near-Infrared-luminescence, seperti dilansir grup kami. [Permatasari et al., ACS Applied Nano Materials, 2018, jurnal Q1 dengan Impact factor 7.905].
CQD dapat ditambal ke jaringan kanker melalui modifikasi ukuran dan fungsionalisasi QD. Pengenalan UV ke CQDs akan menyebabkan emisi gelombang infra merah yang dapat meningkatkan suhu sel kanker CQDs dan akhirnya membuat sel kanker tidak aktif. Selain itu, QD juga berpotensi untuk diterapkan sebagai agen penghantaran obat/ drug delivery, karena dapat dengan mudah disintesis dan difungsikan agar sesuai dengan jaringan tertentu. QD juga dapat digunakan dalam teknologi pencitraan MRI. Dengan menggabungkan MRI dengan sifat fluoresensi dari QDs akan memberikan beberapa keuntungan, diantaranya penetrasi jaringan yang superior dan lebih tinggi resolusi spasial, terutama pada kapiler kecil seperti sawar darah-otak.
Terlepas dari keuntungan berlimpah dari QDs, studi lebih lanjut masih diperlukan untuk penerapan QDs dalam tubuh manusia. Selain itu, sejauh pengetahuan kami, beberapa jenis QD tidak beracun belum dipelajari untuk aplikasi ini.
Sifat optoelektronik yang sangat baik dari QD juga prospektif untuk aplikasi penginderaan cepat virus. Dengan memanfaatkan Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET), kita dapat menentukan keberadaan virus dengan mengukur QD yang telah berinteraksi dengan RNA virus. Karakterisasi FRET akan menunjukkan pergeseran panjang gelombang emisi dibandingkan dengan QDs murni (kontrol). Penginderaan berbasis FRET jauh lebih cepat daripada pengujian PCR atau ELISA, yang sangat dibutuhkan untuk membuat pengujian cepat untuk virus, seperti COVID-19. Namun, pemanfaatan QDs dalam penginderaan virus masih menghadapi masalah dalam sensitivitas, selektivitas, akurasi, dan keandalan untuk merasakan biomolekul. Oleh karena itu, pengembangan lanjutan untuk meningkatkan sifatnya sangat diperlukan karena QD menjanjikan untuk diterapkan sebagai perangkat penginderaan non-toksik. Sedangkan untuk pengobatan virus, CQD dianggap sebagai perancah yang sesuai untuk menghambat masuknya virus ke dalam sel. Selain itu, dengan memodifikasi CQD dengan asam boronat, pertumbuhan virus dapat dihambat dengan menekan syncytium. Disamping itu QDs diharapkan dapat menghambat interaksi virus mencegah ikatan virus ke sel manusia.
Publikasi yang Dihasilkan terkait Aplikasi QDs pada Biosensor dan Biomedis
1. F.A. Permatasari, R. Umami, C.D.D. Sundari, T.R. Mayangsari, A.L. Ivansyah, F. Muttaqien, T. Ogi, and F. Iskandar, New insight into pyrrolic-N site effect towards the first NIR window absorption of pyrrolic-N-rich carbon dots, Nano Research, 2022, in press.