KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Identifikasi
Jaringan
Kulit
Normal
dan
Jaringan
Kanker
Kulit
Menggunakan Handheld Spektroskopi Raman” tepat pada waktunya. Penyusunan tugas akhri ini tentunya tidak terlepas dari dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana. 2. Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt. selaku Ketua Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana. Terima kasih atas bimbingan dan bantuannya. 3. Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing I yang telah bersedia meluangkan waktunya membimbing, mengarahkan, serta memberikan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini. 4. Ni Made Widi Astuti, S.Farm., M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktunya membimbing, mengarahkan, serta memberikan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini. 5. Seluruh dokter dan staf pegawai yang bekerja di Departemen Patologi Anatomi RSUP Sanglah Kota Denpasar, khususnya dr Ekawati yang telah bersedia meluangkan waktunya membimbing, mengarahkan, serta memberikan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.
iii
6. Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama penyusunan skripsi ini. 7. Keluarga khususnya I Made Sudiarta selaku ayah, Ni Wayan Kami selaku ibu, I Putu Suardita Putra selaku kakak penulis dan Ni Luh Nyoman Niti Kurniasari selaku adik penulis serta seluruh keluarga besar penulis yang telah member motivasi dalam menyusun skripsi ini. 8. Seluruh tim penelitian “Raman Sniper” yang senantiasa memberikan motivasi kepada penulis dan kerja sama tim yang baik. 9. Teman-teman seperjuangan Farmasi Udayana 2012 (Dioscuri Hygeia), khususnya teman-teman Analisis 2012 (Vanadium Spectra), Ibu Nova, dan Ibu Dwi selaku staf Laboratorium Forensik Lembaga Sains dan Kriminologi Universitas Udayana yang memberikan bantuan, semangat dan doa dalam penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan penyusunan skripsi selanjutnya. Harapan penulis, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukan. Jimbaran, Juni 2016
Penulis
iv
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ................................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii DAFTAR ISI ............................................................................................................v DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... x DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xii DAFTAR ISTILAH ............................................................................................. xiii ABSTRAK ............................................................................................................. xv ABSTRACT ..........................................................................................................xvi BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang........................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................... 4 1.3. Tujuan Penelitian ....................................................................................... 5 1.4. Manfaat Penelitian ..................................................................................... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................6 2.1. Kanker Kulit .............................................................................................. 6 2.1.1 Kulit .................................................................................................6 2.1.2 Karsinoma Sel Basal ........................................................................7 2.2. Spektroskopi Raman.................................................................................. 8 2.2.1 Teori Dasar Spektroskopi Raman .................................................... 8
v
2.2.2 Instrumentasi Spektroskopi Raman ............................................... 10 2.2.3 Spektroskopi Raman Sebagai Teknik Diagnosis Kanker .............. 11 2.3. Pemilihan Sampel .................................................................................... 12 2.4. Pemanfaatan Spektroskopi Raman untuk Analisis Kanker Kulit ............14 2.5. Analisis Data dengan Cross Correlation Function .................................17 BAB III. METODE PENELITIAN .......................................................................18 3.1. Rancangan Penelitian .............................................................................. 18 3.2. Lokasi dan Waktu Penelitian ...................................................................19 3.3. Bahan Penelitian ...................................................................................... 19 3.4. Alat Penelitian ......................................................................................... 19 3.5. Prosedur Penelitian .................................................................................. 20 3.5.1 Optimasi Metode Sampling ........................................................... 20 3.5.1.1 Pengaruh Pengukuran Background ....................................20 3.5.1.2 Penentuan Spot Sampling ................................................... 20 3.5.1.3 Penentuan Exposure Time .................................................. 21 3.5.2 Pengukuran Preparat Jaringan Normal dengan Spektroskopi Raman ............................................................................................ 21 3.5.3 Pengukuran Preparat Jaringan Kanker Kulit Sel Basal dengan Spektroskopi Raman.......................................................................22 3.5.4 Membandingkan Spektrum Raman Antara Karsinoma Sel Basal dan Kulit Normal ............................................................................22 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 23 4.1. Optimasi Metode Sampling .....................................................................23 4.1.1 Pengaruh Pengukuran Background ................................................ 23
vi
4.1.2 Penentuan Spot Sampling ............................................................... 27 4.1.3 Penentuan Exposure Time .............................................................. 29 4.2. Identifikasi Spektrum Raman Kulit Normal............................................32 4.3. Indentifikasi Spektrum Raman Karsinoma Sel Basal ............................. 37 4.4. Perbandingkan Spektrum Raman Kanker Kulit Sel Basal dengan Kulit Normal ............................................................................................ 40 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 46 4.1. Kesimpulan .............................................................................................. 46 4.2. Saran ........................................................................................................47 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 48 DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... 51
vii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Data Hasil Pendataan Konstituen Utama pada Spektrum Raman Kulit Normal.......................................................................................... 16 Tabel 2.2 Perbandingan Intensitas Raman dari Kulit Normal dan Karsinoma Sel Basal ............................................................................. 17 Tabel 4.1 Data hasil koefisien korelasi pada spektrum Raman sampel normal dengan pengukuran background pengulangan enam kali ..................... 25 Tabel 4.2 Data hasil koefisien korelasi pada spektrum Raman sampel normal tanpa pengukuran background pengulangan enam kali ........................ 26 Tabel 4.3 Data nilai koefisien korelasi (r) spektrum Raman sampel normal pada titik pengukuran A, B, dan C ........................................................ 28 Tabel 4.4 Data nilai Koefisien Korelasi (r) Spektrum Raman sampel normal dengan exposure time 2000 Ms ............................................................. 31 Tabel 4.5 Data nilai koefisien korelasi (r) Spektrum Raman lima (5) jaringan kulit normal ............................................................................. 33 Tabel 4.6 Data koefisien korelasi spektrum Raman kulit normal pada masing-masing puncak penanda ............................................................ 35 Tabel 4.7 Data nilai koefisien korelasi (r) spektrum Raman lima (5) jaringan kanker kulit sel basal. .............................................................. 38 Tabel 4.8 Data koefisien korelasi spektrum Raman kanker kulit sel basal pada masing-masing puncak penanda ............................................................ 39
viii
Tabel 4.9 Nilai koefisien korelasi (r) spektrum Raman jaringan kanker kulit sel basal dan jaringan kulit normal. ....................................................... 42 Tabel 4.10 Data koefisien korelasi dari spektrum Raman kanker kulit sel basal dan normal pada masing-masing puncak penanda ................................ 43 Tabel 4.11 Data intensitas dari spektrum Raman kanker kulit sel basal dan normal pada masing-masing puncak penanda .............................. 44
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Anatomi Kulit ...................................................................................... 6 Gambar 2.2 Karsinoma Sel Basal ............................................................................7 Gambar 2.3 Diagram Biasan Raman dan Biasan Rayleigh ...................................10 Gambar 2.4 Instrumen FirstGuardTM Handheld Raman Analyzer ........................ 11 Gambar 2.5 Spektrum Raman Paraffin ..................................................................12 Gambar 2.6 Spektrum Raman jaringan payudara tanpa pewarnaan H&E (a), Spektrum Raman jaringan payudara dengan pewarnaan H&E (b) .....13 Gambar 2.7 Spektrum Raman dari Jaringan Kulit Normal (N), Kanker Sel Basal (BCC), dan Melanoma (MEL) ............................... 15 Gambar 4.1 Spektrum Raman background (a), Spektrum Raman sampel normal dengan pengukuran background (b), Spektrum Raman sampel normal tanpa pengukuran background (c) ....................................................... 24 Gambar 4.2 Preparat sampel normal pada titik pengukuran A, B, dan C .............. 27 Gambar 4.3 Spekrum Raman sampel normal pada titik pengukuran A, B, dan C .......................................................................................... 28 Gambar 4.4 Spektrum Raman sampel normal pada exposure time 1000 Ms, 1500 Ms, dan 2000 Ms ........................................................................30 Gambar 4.5 Spektrum Raman lima (5) jaringan kulit normal ............................... 32 Gambar 4.6 Puncak penanda spektrum Raman jaringan kulit normal ................... 34 Gambar 4.7 Spektrum Raman lima (5) jaringan kanker kulit sel basal ................. 37 Gambar 4.8 Puncak penanda spektrum Raman jaringan kanker kulit sel basal ....38
x
Gambar 4.9 Spektrum Raman jaringan kanker kulit sel basal dan jaringan kulit normal pada kelima sampel ..........................................41
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Skema Umum Penelitian ...................................................................51 Lampiran 2. Tabel Pendataan Puncak Pada Spektrum Raman Kulit Normal, Karsinoma Sel Basal, dan Melanoma ............................................... 52 Lampiran 3. Cross Correlation Fuction ................................................................ 54 Lampiran 4. Keterangan Kelaikan Etik .................................................................56 Lampiran 5. Surat Ijin Penelitian ...........................................................................57 Lampiran 6. Foto Sampel Tissue Slide Jaringa Kanker Kulit Sel Basal dan Normal .............................................................................................. 58 Lampiran 7. Data nilai koefisien korelasi (r) spektrum Raman pada titik A, B, Dan C ................................................................................................ 59 Lampiran 8. Nilai koefisien korelasi (r) spektrum Raman pada setiap variasi exposure time (1000 Ms, 1500 Ms, dan 2000 Ms) ........................... 60 Lampiran 9. Identifikasi Kanker Kulit Sel Basal ................................................... 61 Lampiran 10. Identifikasi Jaringan Kulit Normal .................................................. 63
xii
DAFTAR ISTILAH
Absorpsi
: penyerapan sinar yang dilakukan oleh molekul dalam suatu senyawa
Background
: Latar belakang
Diagnosis
: identifikasi sifat-sifat penyakit atau kondisi atau membedakan satu penyakit atau kondisi dari yang lainnya
Eksitasi
: penyerapan energi radiasi suatu atom yang mengalihkannya dari keadaan dasarnya ke suatu keadaan dengan tenaga lebih tinggi
Exposure time
: waktu penembakan laser pada sampel
Fluoresensi
: proses pemancaran radiasi cahaya oleh suatu materi
Foton
: pembawa radiasi elektromagnetik
Kanker
: penyakit akibat pertumbuhan tidak normal dari sel-sel jaringan tubuh
Karsinoma
: jenis kanker yang berasal dari sel yang melapisi permukaan tubuh atau permukaan saluran tubuh
Kemometrik
: disiplin ilmu kimia yang menggunakan matematika dan metode statistika untuk memberikan informasi kimia melalui analisis data kimia
xiii
Laser power
: daya laser yang ditembakan
Metastasis
: penyebaran kanker dari suatu organ tubuh ke organ tubuh lain
Peaks Pattern Recognition
: pengenalan pola puncak
Sampling
: pengambilan sebagian dari populasi (sampel)
Spektrum
: hubungan antara bilangan gelombang dan intensitas
Spektrum vibrasional
: spektrum dari hasil getaran molekul karena ditembakan suatu sinar yang menyebabkan peningkatan momen dipole
Virtual State
: keadaan tidak stabil suatu molekul ketika ditembakkan laser pada spektroskopi Raman namun sebenarnya keadaan ini tidak nyata adanya
xiv
ABSTRAK
Karsinoma sel basal adalah contoh dari kanker kulit. Karsinoma sel basal didiagnosis dengan metode biopsi tetapi memiliki kelemahan yaitu hasil yang subjektif. Spektroskopi Raman memiliki potensi untuk digunakan dalam proses diagnosis dan mengamati perkembangan suatu penyakit. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pola puncak spektrum Raman dari jaringan kanker kulit sel basal dan jaringan kulit normal menggunakan Handheld spektroskopi Raman. Sampel tissue slide kanker kulit sel basal dan normal diukur dengan Handheld Spektroskopi Raman. Pengukuran dilakukan pada rentang bilangan gelombang 200-2000 cm-1. Pola puncak spektrum Raman antara kanker kulir sel basal dan normal dianalisis dengan metode cross correlation function. Nilai koefisien korelasi (r) ≥ 0,900 menunjukkan bahwa spektrum yang dibandingkan adalah mirip. Nilai koefisien korelasi (r) dari spektrum normal dan kanker adalah ≥ 0,900. Kanker kulit sel basal dan normal tidak dapat dibedakan berdasarkan bentuk spektrum Ramannya. Spektrum Raman kanker kulit sel basal dan normal dibedakan berdasarkan perbedaan intensitas pada puncak-puncak di daerah gugus fungsi marker kanker. Intensitas puncak-puncak penanda spektrum Raman kanker kulit sel basal lebih rendah dari pada normal. Kata Kunci : Handheld Raman Analyzer; Karsinoma sel basal; Spektrum Raman; cross correlation function; Pola puncak
xv
ABSTRACT
Basal cell carcinoma is a sample of skin cancer. Basal cell carcinoma is diagnosed by biopsy method but has the disadvantage that the subjective results. Raman spectroscopy has the potential to be used in the diagnostic process and observe the development of a disease. This study aims to identify the pattern of Raman spectral peaks of basal cell skin cancer tissue and normal skin tissue using Raman spectroscopy Handheld. Samples of tissue slides basal cell skin cancer and normal analyzed by Handheld Raman Spectroscopy. Sampel measurements were made in the range of wave numbers 200-2000 cm-1. Analysis of the Raman spectrum peak pattern between basal cell carcinoma and normal to do based on the value correlation function (r). The correlation coefficient ≥ 0.900, indicating that the spectrum being compared are similar. Correlation coefficient (r) of the spectrum of normal and cancer cells are ≥ 0,900. Basal cell skin cancer and normal can not be distinguished by the shape of the spectrum Ramannya. Raman spectrum of basal cell skin cancer and normal differentiated by differences in the intensity of the peaks in the area of functional groups of cancer marker. The intensity of the peaks of the Raman spectrum marker of basal cell skin cancer is lower than normal. Kata Kunci : Handheld Raman Analyzer; Basal cell carcinoma; Raman spectrum; cross correlation function; Band
xvi
