Di antara beberapa jenis nanomaterial yang dilakukan untuk terapi kanker, carbon dots (CDs) telah dikembangkan secara masif terkait dengan sifat optik dan non-toksik, yang sangat dibutuhkan sebagai agen biomarker pada aplikasi biologis. Walaupun umumnya dibuat dari turunan graphene atau graphene oxide, beberapa penelitian juga membuktikan sintesis CDs yang berhasil dari senyawa kecil organik dan produk alami. Selain itu, beberapa penelitian menemukan ide menarik tentang penggunaan asam folat sebagai prekursor dalam sintesis karbon dots dan pemanfaatannya sebagai biomarker sel kanker. Berbagai macam penelitian tentang sintesis CD telah dilakukan dengan metode yang berbeda-beda. Berdasarkan penelitian sebelumnya, karbon dots berbasis asam folat (FACDs) yang melimpah yang disintesis dengan metode hidrotermal menunjukkan perlakuan yang rumit untuk proses fabrikasi, diidentifikasi dengan sonikasi, sentrifugasi, dan pengendapan lebih lanjut setelah dipanaskan dalam keadaan hidrotermal.
Di samping itu metode gelombang mikro merupakan metode yang dilakukan dengan pemanasan menggunakan gelombang mikro. Gelombang mikro yang dihasilkan dapat mempermudah dan mempercepat proses sintesis. Teknik lain yang melibatkan proses pemanasan adalah dengan bantuan tungku. Metode ini diklasifikasikan sebagai proses sintesis sederhana karena prinsip pemanasan bebas oksigen. Seperti yang dilakukan dalam penelitian sebelumnya, pendekatan sederhana untuk pembentukan CDs fluoresen yang menargetkan sel kanker oleh asam folat sebagai prekursor karbon dalam pembuatan CDs telah dilakukan. CDs disintesis dalam proses satu langkah sederhana tanpa konjugasi asam folat dengan CDs yang telah disiapkan. Namun, CDs yang disintesis masih menunjukkan nilai QY yang rendah. Oleh karena itu, perlu dilakukan sintesis sederhana (satu pot) dan efek fotoluminisensi yang sangat baik dan obat pengantaran sel yang ditargetkan secara akurat dalam aplikasi biomedis. Studi ini diterapkan untuk membandingkan proses sintesis FACDs yang belum pernah dieksplorasi sebelumnya.
FACDs yang menguntungkan diperiksa dengan sifat optik dan fisik, dilengkapi dengan UV-Vis, Photoluminescence, Fourier transform infra-red, Raman, X-ray photoelectron Spectrophotometer, X-ray diffractometer, dan Atomic force microscope. Uji CCK-8 digunakan untuk mengevaluasi toksisitas CD dan menggunakan uji CLSM untuk menangkap kemampuan FACDs sebagai agen pewarna untuk sel kanker HeLa yang didukung oleh studi pelepasan kinetik.
Kandungan
FACDs disintesis dengan hanya menangani asam folat melalui tungku dan metode bantuan gelombang mikro (Skema 1). Meskipun mekanisme sintesis CD belum diperbaiki, proses dehidrasi dan karbonisasi terjadi secara teoritis selama perlakuan termal pada kedua metode tersebut. Kondisi ini kemudian akan memulai penataan kembali struktur asam folat sekuat kombinasinya sehingga membentuk struktur mirip graphene oksida. Namun demikian, proses pemasangan kembali ini diawali oleh ikatan hidrogen yang terjadi antara asam folat itu sendiri (seperti yang ditunjukkan pada Skema 1). Selain itu, kapasitas pemuatan obat DOX pada FACD dihitung hampir 62%.
Selanjutnya, pembentukan struktur FACDs-DOX Graphene oxide (GO) akan diperoleh dalam inti CD akibat karbonisasi lebih lanjut yang dikonfirmasi dengan melakukan luminesensi FACD di bawah sinar UV. Skema 1. Skema mekanisme pembentukan FACD pada metode bantuan tungku (FACDs-P1 dan FACDs-P2) dan gelombang mikro (FACDs-M1 dan FACDs-M2). Beberapa karakterisasi telah diambil, seperti Spektroskopi UV-Vis, Photoluminisence, Raman, Fourier Transform Infra-red dan pembentukan struktur mirip graphene oxide pada FACD. Selain itu, uji toksisitas melalui CCK8 dan flowcytometry menegaskan bahwa FACD tidak beracun dan kemampuan yang muncul untuk membunuh sel kanker HeLa pernah dikombinasikan dengan Doksorubisin dan menginduksi apoptosis selama 24 jam pertama hingga 54%. Pelepasan oh Doxorubicin juga datang untuk pelepasan yang lebih cepat pada kondisi asam dengan model kinetik Korsmeyer-Peppas.
Karbon dots dapat dibuat dari asam folat melalui proses tungku dan karbonisasi yang dibantu gelombang mikro. Beberapa karakterisasi menegaskan FACD yang berhasil dengan properti optik tertinggi (nilai QY 55,7%), evaluasi sitotoksisitas mengungkapkan bahwa semua FACD tidak beracun. Studi confocal meningkatkan aplikasi potensi FACDs sebagai agen bioimaging. Secara khusus, laju pelepasan DOX lebih tinggi pada keadaan pH asam daripada pada keadaan netral atau basa, karena protonasi yang oleh ikatan hidrogen dan interaksi van der Waals. Rilis CD DOX cocok dengan model kinetik Korsmeyer-Peppas.
Penulis: Mochamad Zakki Fahmi
Artikel lengkapnya dapat dilihat pada link berikut ini,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058421003795?dgcid=author
