BAB III METODE PENELITIAN Subjek dan Objek Penelitian Subjek

BAB III
METODE PENELITIAN
A. Subjek dan Objek Penelitian
1. Subjek Penelitian
Subjek pada penelitian ini adalah serat poliester, serat poliester
yang terdeposit nanopartikel perak, serat poliester terdeposit senyawa
HDTMS, dan serat poliester terdeposit dengan nanopartikel perak dan
HDTMS.
2. Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah aktivitas antibakteri, sudut kontak,
dan gugus fungsi pada serat poliester, serat poliester terdeposit
nanopartikel perak, serat poliester terdeposit senyawa HDTMS, dan
serat poliester terdeposit dengan nanopartikel perak dan HDTMS.
B. Variabel Penelitian
1. Variabel Bebas
Variabel bebas dari penelitian ini adalah jenis kain, meliputi:
serat poliester (P), serat poliester yang terdeposisi nanopartikel perak
(P-Ag), serat poliester terdeposit senyawa HDTMS (P-HDTMS), dan
serat poliester terdeposit dengan nanopartikel perak dan HDTMS (PAg-HDTMS) serta jenis mikroorganisme meliputi bakteri Eschericia
coli dan Staphylococcus aureus
30
2. Variabel Terikat
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah aktivitas antibakteri,
gugus fungsi, dan sudut kontak serat poliester, serat poliester yang
terdeposit nanopartikel perak, serat poliester terdeposit senyawa
HDTMS, dan serat poliester yang terdeposit dengan nanopartikel
perak dan HDTMS.
3. Variabel Kontrol
Variabel kontrol pada penelitian ini adalah kondisi saat sintesis
nanopartikel perak, kondisi saat deposit nanopartikel perak dan
penambahan HDTMS, media pertumbuhan bakteri, dan kondisi saat
inkubasi.
C. Instrumen Penelitian
1. Alat
a. FTIR-ATR
i. Hot plate-Magnetic
b. Spektrofotometer UV-
stirrer
Vis Shimadzu UV-
j. Neraca analitik
2400PC Series
k. Kamera
c. Laminar Air Flow
l. Alat-alat gelas
(LAF)
m. Pembakar bunsen
d. Inkubator
n. Jangka sorong
e. Oven
o. Tip pippet
f. Autoclave
p. Termometer
g. Regulator gas nitrogen
q. Drigalsky
h. Shaker
r. Ose kolong
31
2. Bahan-Bahan
a. Serat Poliester
g. Etanol 96% (Sigma-
b. Perak nitrat padatan
Aldrich)
(AgNO3) (Merck)
h. Etanol 70%
c. Trisodium sitrat
i. Gas Nitrogen
(C6H5O7Na3) (Merck)
j. Spritus
d. Polivinil alkohol (PVA)
k. Escherichia coli ATCC
(Merck)
35218
e. Akuades
l. Staphylococcus aureus
f. Heksadesiltrimetoksisil
ATCC 25923
an (HDTMS)
m. Nutrient Agar (NA),
(Sigma-Aldrich)
n. Nutrient Broth (NB)
D. Tahapan Penelitian
1. Preparasi Nanopartikel Perak dengan Metode Reduksi Larutan
AgNO3
Sintesis nanopartikel perak dilakukan menggunakan metode
reduksi larutan AgNO3 (Haryono, dkk., 2008). Metode reduksi ini
termasuk ke dalam metode “bottom-up” dimana atom-atom atau
molekul-molekul yang berukuran kecil diolah menjadi partikel yang
berukuran nanometer.
Preparasi nanopartikel perak pada penelitian ini menggunakan
trisodium sitrat (C6H5O7Na3) digunakan sebagai agen atau zat pereduksi
dan polivinil alkohol (PVA) sebagai agen penstabil. Proses diawali
32
dengan membuat larutan PVA 0,5%. PVA dilarutkan dalam 100 mL air
hangat di dalam labu leher tiga sambil diaduk hingga homogen. Larutan
AgNO3 dibuat dengan melarutkan 0,0679 gram perak nitrat dalam 250
mL akuades. Kemudian larutan AgNO3 0,001 M sebanyak 250 mL
ditambahkan ke dalam labu leher tiga dan dipanaskan hingga mencapai
suhu ± 90oC. Reduktor trisodium sitrat 10% sebanyak 20 mL
ditambahkan tetes demi tetes ke dalam labu leher tiga. Larutan direfluks
selama ± 5 jam dan selama proses berlangsung larutan diaduk serta
dialiri gas nitrogen. Pemanasan dihentikan setelah perubahan warna
terjadi. Pengadukan terus dilakukan hingga suhu koloid mencapai suhu
kamar. Selanjutnya koloid nanopartikel perak yang hasil preparasi
dikarakterisasi menggunakan Spektrofotometer UV-Vis.
2. Deposit Nanopartikel Perak pada Serat Poliester
Penelitian ini menggunakan sampel serat poliester dengan
ukuran 10 cm x 10 cm. Deposit nanopartikel pada serat poliester
dilakukan dengan metode pencelupan. Sampel serat poliester direndam
dalam koloid nanopartikel perak dalam Erlenmeyer 50 mL kemudian
dipusingkan menggunakan shaker dengan kecepatan 150 rpm selama
24 jam. Sampel yang telah direndam dan dipusingkan kemudian
dikeringkan pada suhu 70oC dalam oven.
3. Modifikasi Permukaan Serat Poliester dengan Senyawa HDTMS
Sampel P dan P-Ag dicelupkan ke dalam HDTMS yang telah
dilarutkan dalam etanol 4%. Campuran etanol dan HDTMS diaduk
selama 6 jam sebelum diaplikasikan pada sampel. Pencelupan sampel
33
dalam larutan HDTMS ini dilakukan selama 60 menit pada temperatur
kamar menggunakan shaker dengan kecepatan 150 rpm. Sampel P dan
P-Ag yang telah direaksikan dengan HDTMS dikeringkan pada suhu
80oC selama 10 menit kemudian dilanjutkan dengan proses curing
pada 130oC selama 60 menit.
4. Karakterisasi
a. Karakterisasi
Nanopartikel
Perak
dengan
Spektrofotometer UV-Vis
Nanopartikel
perak
dikarakterisasi
menggunakan
spektrofotometer UV-Vis. Absorbansi larutan AgNO3 diukur
terlebih dahulu dengan akuades sebagai blanko. Kemudian
koloid nanopartikel perak yang berhasil disintesis diukur
absorbansinya dengan akuades sebagai larutan blanko. Spektra
UV-Vis larutan AgNO3 menunjukkan serapan khas di sekitar
panjang gelombang 200 nm (Sharma et al., 2009). Setelah
terbentuk nanopartikel perak (Ag0) maka puncak akan bergeser
ke daerah sekitar panjang gelombang 410 nm (Junaedi, dkk.,
2015). Hal ini dibuktikan dengan penelitian yang menunjukkan
serapan pada panjang gelombang 408 nm (Zhang et al., 2009),
400 nm (de Faria et al., 2014) dan 422 nm (Sharma et al.,
2009) sebagai bukti keberhasilan pembentukan nanopartikel
perak.
34
b. Karakterisasi Gugus Fungsi menggunakan FTIR-ATR
(Fourier Transform Infrared-Attenuated Total Reflectance)
Analisis
gugus
fungsi
dilakukan
menggunakan
Spektrofotometer Fourier Transform Infrared-Attenuated Total
Reflectance (FTIR-ATR) di Akademi Teknik Kulit (ATK)
Yogyakarta. Analisis
FTIR-ATR menghasilkan spektrum IR
yang memperlihatkan hubungan antara %T dan bilangan
gelombang. Analisis ini dilakukan untuk mengetahui gugus
fungsi yang ada pada sampel P, P-Ag, P-HDTMS, dan P-AgHDTMS serta.
c. Uji Hidrofobisitas
Suatu material dikatakan memiliki permukaan yang
hidrofob bila sudut kontaknya lebih dari 90o dan bila sudut
kontaknya lebih dari 150o maka permukaan tersebut disebut
superhidrofob.
Sifat
antikotor
(hidrofob)
dari
sampel
diukur
menggunakan pengukuran besar sudut kontak (θ) antara cairan
dan permukaan sampel. Sampel ditempatkan di atas permukaan
meja atau papan yang datar kemudian dipasangkan pipet
diatasnya dengan statif atau alat bantu lainnya. Cairan diteteskan
dari ketinggian 1 cm dari sampel dengan volume sebanyak 0,01
mL.
Pengukuran sudut kontak serat poliester tanpa dan
dengan modifikasi dilakukan dengan menempatkan kain pada
35
bidang datar kemudian posisikan kain hingga permukaannya
rata. Kemudian akuades diteteskan di atas permukaan kain
dengan pipet tetes dari ketinggian 1 cm dari sampel. Setelah
beberapa saat tetesan akuades difot menggunakan kamera.
Setelah gambar dicetak, sudut kontak diukur menggunakan
busur pada kedua sisi tetesan. Kemudian dihitung rata-rata
antara kedua sudut yang terbentuk.
Suatu material dikatakan memiliki permukaan yang
hidrofob bila sudut kontaknya lebih dari 90o dan bila sudut
kontaknya lebih dari 150o maka permukaan tersebut disebut
superhidrofob. Jika sudut kontak yang terbentuk semakin besar
maka sifat antikotor material juga meningkat.
d. Uji Aktivitas Antibakteri
Aktivitas antibakteri P, P-Ag, P-HDTMS dan P-AgHDTMS dilakukan terhadap Escherichia coli ATCC 35218
sebagai bakteri gram negatif dan Staphylococcus aureus ATCC
25923
sebagai bakteri gram positif. Sebelum dilakukan uji
aktivitas antibakteri, media nutrient agar (NA) dan nutrient
broth (NB) harus dibuat terlebih dahulu. Kemudian media dan
alat-alat disterilisasi sebelum digunakan.
Bakteri
Escherichia
coli
ATCC
35218
dan
Staphylococcus aureus ATCC 25923 diremajakan pada media
agar miring berupa nutrient agar (NA) untuk membuat inokula.
36
Bakteri diinokulasikan dengan mengambil satu ose bakteri dari
isolat induk kemudian dipindahkan ke media padat dengan cara
menyayat tipis rapat secara zig zag dari bawah sampai atas pada
media miring kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu
37oC.
Escherichia coli ATCC 35218
dan Staphylococcus
aureus ATCC 25923 yang telah diremajakan diinokulasi ke
dalam media cair berupa nutrient broth (NB). Satu koloni
bakteri yang tumbuh pada media miring diambil menggunakan
ose steril kemudian diinokulasi pada media cair dalam botol
kutur dan diinkubasi selam 24 jam pada suhu 37oC.
Setelah 24 jam, biakan pada media cair diuji
menggunakan Spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui nilai
Optical Density (OD) telah mencukupi atau belum. Optical
density 1 menunjukkan bahwa dalam 1 mL biakan terdapat
sebanyak 1x108 mikroba. Apabila OD telah menunjukkan nilai 1
atau lebih maka biakan dapat diinokulasi pada media padat.
Inokulasi mikroba dalam media padat NA dalam petri
menggunakan metode spread plate. Sebanyak 100 µl biakan cair
dalam media NB dipindahkan dalam petri menggunakan tip
pipet secara aseptik. Kemudian diratakan menggunakan
drigalsky. Sampel P, P-Ag, P-HDTMS, dan P-Ag-HDTMS yang
telah dipotong bulat menggunakan pelubang kertas (diameter
37
0,6 cm) diletakkan di atas biakan mikroba dalam petri tersebut,
kemudian diinkubasi pada suhu 37oC.
Zona hambat sampel P, P-Ag, P-HDTMS, dan P-AgHDTMS dalam menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia
coli ATCC 35218 dan Staphylococcus aureus ATCC 25923
diukur menggunakan jangka sorong tiap 3 jam selama 96 jam.
Zona bening di sekitar potongan sampel menunjukkan daya
penghambatan aktivitas pertumbuhan bakteri. Semakin besar
diameter zona bening, berarti semakin efektif penghambatan
sampel poliester.
E. Teknik Analisis Data
Karakteristik serat poliester dianalisis secara deskriptif. Hasil uji
aktivitas antimikroba yang diperoleh berupa diameter zona penghambatan
pertumbuhan bakteri. Hasil ini dianalisis menggunakan metode deskriptif
kuantitatif dengan uji statistika ANOVA untuk mengetahui adanya
perbedaan aktivitas antibakteri yang signifikan dadi keempat sampel
poliester. Apabila terdapat signifikansi, maka dilanjutkan dengan uji lanjut
Least Significant Different (LSD) dan Duncan Multiple Range Test
(DMRT). Uji t-Independent dilakukan untuk mengetahui adanya
perbedaan aktivitas antibakteri keempat sampel yang spesifik terhadap
bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus.
38