Perpustakaan Digital ITB

Tuberkulosis (TB) adalah penyakit infeksi Kompleks Mycobacterium tuberculosis (MTBC) yang dapat merusak paru-paru dengan risiko kematian tinggi. Di Indonesia, kasus TB masih tinggi karena terbatasnya fasilitas kesehatan dan teknologi diagnosis dini, sehingga banyak pasien tidak mendapatkan pengobatan yang tepat. Teknologi Rolling Circle Amplification (RCA) yang bersifat isothermal dapat menjadi solusi karena dapat diterapkan di fasilitas laboratorium terbatas. Reaksi RCA menghasilkan amplikon panjang dan asam pirofosfat sebagai produk samping, yang dapat mengubah pH reaksi dan terdeteksi oleh biosensor yang kompatibel. Oleh karena itu, penelitian ini berfokus pada pengembangan biosensor yang dapat mendeteksi produk samping RCA yang menargetkan bakteri penyebab tuberkulosis. Komponen utama reaksi, yaitu padlock probe, dirancang untuk menargetkan gen 16s rRNA dari MTBC. Performa hibridisasi/ligasi dan amplifikasi padlock probe dievaluasi menggunakan visualisasi elektroforesis dengan gel ploakrilamida dan agarosa. Di sisi lain, dilakukan pula penapisan carbon nanodots (CNDs) yang memiliki sensitivitas yang baik pada rentang perubahan pH pada reaksi RCA. CNDs yang memiliki sensitivitas terbaik dikarakterisasi dengan menggunakan FTIR, PL Mapping dan karakterisasi sistem reaksi kombinasi CNDs dan phenol red. Sistem reaksi RCA kemudian dimodifikasi dan dioptimasi dengan menghilangkan komponen penyangga dan penambahan aditif. Sensitivitas sistem biosensor dievaluasi dengan dilusi target dari konsentrasi 107 hingga 102 kopi/mL. Spesifisitas dari sistem reaksi juga di uji pada isolat genom mikroba komensal saluran pernapasan. Terakhir, Sistem RCA divalidasi dengan pengujian pada sampel pasien positif TB. Desain padlock probe menargetkan bagian hypervariable 1 dari gen 16s rRNA MTBC dan memiliki banyak mismatch dengan non-tuberculous mycobacteria (NTM) serta mikroba komensal lainnya. Ligasi pada target berhasil dilakukan dengan konsentrasi optimal 1 ?M dan terkonfirmasi dapat membentuk produk RCA dengan ukuran yang besar. Hasil penapisan CNDs menunjukan bahwa bahan baku glukosa memiliki sensitivitas yang paling baik dibandingkan bahan baku lainnya. CNDs berbasis glukosa memiliki berbagai gugus fungsi seperti -OH, -NH?, -CH?, -CH?, gugus karboksilat, dan ikatan karbon rangkap yang merupakan ciri khas CNDs. Panjang eksitasi dan emisi maksimal dari CNDs ini adalah masing-masing 405 nm dan 500-550 nm dengan sensitivitas yang baik ketika digabungkan dengan phenol red. Kondisi optimum reaksi termodifikasi dicapai melalui penghilangan komponen penyangga dan penambahan 40 mM guadidine HCl dengan waktu inkubasi 30 menit untuk pengujian fluorometri dan 45 menit untuk pengujian kolorimetri. Limit deteksi yang dicapai melalui pendekatan fluorometri dan kolorimetri masing-masing adalah 1898 kopi/mL dan 10.000 kopi/mL. Sistem reaksi tidak memiliki aktivitas cross activity untuk E. coli dan S. aureus dengan konfirmasi positif pada pasien penderita TB. Sehingga dapat disimpulkan sistem reaski RCA dengan berbasis kolorimetri dan fluorometri memiliki potensi yang baik untuk aplikasi diagnosis TB.