Identifikasi Jaringan Normal Prostat dan Jaringan Kanker Prostat Dengan Spektroskopi Raman.

i

IDENTIFIKASI JARINGAN NORMAL PROSTAT DAN

JARINGAN KANKER PROSTAT DENGAN

SPEKTROSKOPI RAMAN

Skripsi

IDA BAGUS SUTAMA ARIMBAWA 1208505021

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA

ii Lembar Pengesahan

IDENTIFIKASI JARINGAN NORMAL PROSTAT DAN

JARINGAN KANKER PROSTAT DENGAN

SPEKTROSKOPI RAMAN

Skripsi

Skripsi ini diajukan sebagai syarat memperoleh gelar sarjana farmasi (S.Farm) di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Udayana

Oleh

IDA BAGUS SUTAMA ARIMBAWA NIM. 1208505021

Menyutujui:

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt. Ni Putu Linda Laksmiani S.farm.M.Sc.,Apt

NIP. 196804201994021001 NIP. 198509012008122003

Mengesahkan: Ketua Jurusan Farmasi

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Identifikasi Jaringan Normal Prostat dan Jaringan Kanker Prostat dengan

Spektroskopi Raman” tepat pada waktunya.

Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan dari berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Sc., Apt. selaku Ketua Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana dan dosen pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan saran dengan sabar selama penulis mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana, khususnya dalam penyusunan skirpsi ini.

2. Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., M.Sc., Apt.selaku dosen pembimbing II yang dengan penuh perhatian telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan dan saran selama penulis mengikuti pendidikan di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana, khususnya dalam penyusunan skirpsi ini.

3. Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M. Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.

iv

bersedia meluangkan waktunya membimbing, mengarahkan, dan memberikan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini

5. Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama penyusunan skirpsi ini.

6. Ida Bagus Tamu dan Ida Ayu Karang Padmawati selaku ayah dan ibu tercinta yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, membimbing, memberikan doa, cinta, dan motivasi kepada penulis, kakak kandung penulis yaitu Ida Ayu Padmita Utami yang selalu memberikan motivasi dan dukungan dalam penyusunan skirpsi ini.

7. Teman-teman seperjuangan, 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 skirpsi ini.

8. Teman-teman seperjuangan grup Raman Yudi, Anggi, Nila, Cokti dan Prima atas segala bentuk dukungan, motivasi, doa dan semangat dalam penyusunan skripsi ini.

9. Seluruh teman-teman farmasi angkatan 2012 (Dioscuri Hygeia) atas segala dukungan dan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini. 10. Seluruh teman-teman grup “Pecinta Oppai” yang selalu memberikan

segala dukungan dan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.

v

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih belum sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun sehingga di masa yang akan datang dapat menjadi lebih baik. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.

Bukit Jimbaran, Juni 2016

vi

DAFTAR SINGKATAN ... xiii

DAFTAR ISTILAH ... xiv

2.1.2 Gambaran Makroskopis Kanker Prostat ... 7

2.1.3 Histologi Adenokarsinoma Prostat ... 7

vii

2.2. Spektroskopi Raman ... 10

2.2.1 Teori Dasar Spektroskopi Raman Spektroskopi Raman ... 10

2.2.2 Instrumen Spektroskopi Raman... 12

2.2.3 Kelebihan dan Kekurangan Spektroskopi Raman ... 13

2.3 Pemanfaatan Spektroskopi Raman untuk Analisis Kanker Prostat ... 14

2.4 Analisis Data ... 20

2.4.1 Cross Corelation Function ... 20

BAB III METODE PENELITIAN... 22

3.1 Rancangan Penelitian... 22

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 23

3.3 Bahan Penelitian ... 23

3.4 Alat Penelitian ... 23

3.5 Prosedur Penelitian ... 24

3.5.1 Pengumpulan Sampel... 24

3.5.2 Optimasi Metode Sampling... 25

3.5.3 Analisis Jaringan Prostat Normal... 26

3.5.4 Analisis Jaringan Adekarsinoma Prostat ... 27

3.5.5 Analisisi Data ... 27

3.6 Jadwal Penelitian ... 31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32

4.1 Optimasi Metode Sampling ... 32

4.1.1 Pengaruh Background ... 32

4.1.2 Pengaruh Spot Sampling ... 32

viii

4.2 Pengukuran Jaringan Normal dan Kanker ... 35

4.3 Analisis Pola Puncak Spektrum Raman Jaringan Normal Prostat ... 37

4.4 Perbandingan Spektrum Jaringan Normal Prostat dan Kanker Adenokarsinoma Prostat ... 42

BAB V PENUTUP ... 45

5.1 Kesimpulan ... 45

5.2 Saran ... 46

DAFTAR PUSTAKA ... 47

ix

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1 Jadwal Penelitian ………... 30 Tabel 4.1 Nilai Koefisien Korelasi jaringan Normal Prostat dan

Jaringan Kanker Adenokarsinoma Prostat pada rentang bilangan gelombang 400-1800 cm-1... 38 Tabel 4.2 Nilai Cross Corelation Function Tiap Puncak pada Lima

Sampel Jaringan Normal Prostat Beserta Bilangan Gelombang Teoritis dan Gugus Fungsinya... 40 Tabel 4.3 Koefisien Korelasi antar Puncak Marker Kanker pada Semua

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Gambaran Makroskopik Kanker Prostat………... 7 Gambar 2.2 Histologi Jaringan Normal Prostat dengan Pewarnaan

Hemotoxillin Eosin……….. 8

Gambar 2.3 Histologi Jaringan Kanker Prostat (Adenokarsinoma) dengan Pewarnaan Hematoxilin Eosin………. 9 Gambar 2.4 Diagram Biasan Rayleigh dan Biasan Raman………... 12 Gambar 2.5 Instrumen Spektroskopi Raman FirstGuardTM Handheld

Raman Analyzer……… 13 Gambar 2.6 Spektrum Raman Jaringan Kanker Adenokarsinoma dan

Jaringan BPH (Benign Prostatic) pada bilangan gelombang

400-1600 cm-1………... 16

Gambar 2.7 Spektrum Raman Jaringan Adenokarsinoma (Gleason score >7,=7 dan <7) dan BPH pada bilangan gelombang

400-1600 cm-1………... 16

Gambar 2.8 Spektrum Raman Jaringan BE, PIN dan Kanker Prostat (Adeno karsinoma) pada Rentang Bilangan Gelombang 650 – 850 cm-1 (a) dan 600 – 1800 cm-1 (b)……….. 18 Gambar 2.9 Spektrum Raman Jaringan Normal (N), Jaringan BPH

(Benigh Prostatic Hiperplasia), dan Jaringan Adenokarsinoma (CaP) pada bilangan gelombang

xi

Gambar 4.1 Hasil Spektrum Raman background (a), Spektrum Raman Sampel dengan Background dan Tanpa Pengambilan Background (Unbackground) (b)... 32 Gambar 4.2 Hasil Spekrum Raman Jaringan Normal Prostat pada Titik

A, B, dan C ………... 34 Gambar 4.3 Hasil Spektrum Jaringan Normal Prostat pada Berbagai

Exposure Time 1000 ms, 1500 ms, dan 2000 ms.………... 35 Gambar 4.4 Hasil Spektrum Jaringann Normal Prostat dan Kanker

Adenokarsinoma Prostat pada Rentang Bilangan Gelombang 400-1800 cm-1... 38 Gambar 4.5 Pendataan Puncak pada Spektrum Jaringan Normal Prostat

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Hasil Perhitungan Cross Corelation Function... 51

Lampiran 2. Konstituen Utama pada Spektrum Raman Jaringan Prostat... 53 Lampiran 3. Skema Umum Penelitian... 55 Lampiran 4. Nilai Correlation Function Spektrum Normal Prostat Background dan Unbackground... 56

Lampiran 5. Nilai Cross Correlation Function Spektrum Normal Prostat Titik A, B , dan C... 57

Lampiran 6. Nilai Cross Correlation Function Spektrum Normal Prostat pada Berbagai Exposure Time... 58

Lampiran 7. Hasil Pengukuran Spektrum Jaringan Normal Prostat dan Jaringan Kanker Adenokarsinoma prostat... 59

Lampiran 8. Tabel Cross Corelation Function Sampel Normal dan Sampel Kanker... 60

Lampiran 9. Nilai Cross Corelation Function dan Bentuk Spektrum Puncak Penanda Marker Kanker pada Jaringan Normal Prostat dan Jaringan Adenokarsinoma Prostat... 61

Lampiran 10. Surat Ethical Clirence... 64

Lampiran 11 Surat penyarahan Ethical Clirence... 65

xiii

DAFTAR SINGKATAN

BE = Benign Epithelia

BPH =Benign Prostate Hiperplasia CCF = Cross Corelation Function DFA = Dyscriminant Function Analysis DNA = Deoxyribonucleic acid

INA = Intensitas Adenokarsinoma INS = Intensitas Normal Spot

PIN = Prostatic Intraepithelial Neoplasia RNA = Ribonucleic acid

xiv

DAFTAR ISTILAH

Adenokarsinoma = Kanker yang berkembang dari epithelium yang berasal dari jaringan berbentuk kelenjar atau memiliki fungsi ekskretori

Benign Prostate

Hiperplasia

= Suatu kelainan di mana terjadinya pembesaran jinak pada prostat

Benign Epithelia = Tumor yang berasal dari Jaringan epitelia Background = Adalah spektrum dasar (berupa wadah sapel)

selain spektrum yang dianalisis

Biomarker = Indikator fisik, fungsional, atau biokimia dari proses fisiologis atau penyakit

Biopsi = Pengambilan jaringan tubuh untuk

pemeriksaan laboratorium, yang bertujuan untuk mendeteksi adanya suatu penyakit

Exposure Time = Pengambilan jaringan tubuh untuk pemeriksaan laboratorium, yang bertujuan untuk mendeteksi adanya suatu penyakit

Hiperlapsia = Peningkatan abnormal dalam jumlah sel dalam suatu organ atau jaringan.

Foton = Pembawa Radiasi Elektro Magnetik

Florosensi = Terpancarnya sinar oleh suatu zat yang telah menyerap sinar atau radiasi elektromagnet lain Ground state = Keadaan dasar yang bersifat Stabil

xv

Non-infasif = Adalah tindakan yang tidak melukai atau memasuki tubuh

Prostatic Intraepithelial

Neoplasia

= Perubahan tampilan sel-sel kelenjar prostat pada mikroskop.

Preparat Histologi = Adalah sediaan jaringan yang dipotong tipis dan dikemas dalam gelas objek yang siap untuk diamati dengan mikroskop

Prostatektomi = Operasi untuk menghapus sebagian atau seluruh prostat

Sel Basal = Sel lapisan terluar penyusun kelenjar Asini Spektrum Raman = Adalah garis yang menggambarkan hubungan

antara bilangan gelombang dan intensitas Spot Sampling = Titik pengambilan Sampel

xvi ABSTRAK

Penelitian ini merupakan penelitian eksploratif yang bertujuan mengetahui karakteristik spektrum Raman yang dihasilkan oleh jaringan prostat normal dan jaringan kanker prostat adenokarsinoma dengan menggunakan spektroskopi Raman Handheld. Spektrum Raman jaringan normal prostat dan adenokarsinoma prostat yang diperoleh kemudian dianalisis dengan cross corelation function Identifikasi jaringan normal prostat dan adenokarsinoma prostat dilakukan pada rentang 200-2000 cm-1. Hasil yang diperoleh yaitu spektrum Raman jaringan prostat dan adenokarsinoma memiliki bentuk spektrum yang sama yang ditandai dengan nilai koefisen korelasi >0,9. Puncak-puncak marker kanker didata dan dianalisis dengan cross corelation function. Puncak-puncak marker kanker yang dibandingkan pada jaringan normal dan kanker Hasil yang diperoleh puncak marker kanker memiliki rentang nilai koefisien korelasi 0,378 sampai dengan 0,997. Puncak-puncak marker kanker tersebut mengalami penurunan intensitas jika dibandingkan dengan jaringan normal. Penurunan intensitas tersebut menandakan terjadinya penurunan konsentrasi molekul penyusun jaringan pada jaringan kanker.

Spektrum Raman jaringan normal dan jaringan kanker adenokarsinoma memiliki bentuk spektrum yang sama. Puncak-puncak marker kanker mengalami penurunan intensitas jika dibandingkan dengan jaringan normal.

xvii ABSTRACT

This is a exploratory study to determine characteristics of Raman spectral produced by normal prostate tissue and adenocarcinoma prostate tissue used Handheld Raman spectroscopy. Raman spectrums from prostate tissue dan adenocarcinoma prostate tissue produced by Raman Handheld were further analyzed with cross correlation function.

Raman spectrums normal prostate tissue and adenocarcinoma tissue were identified on the range 200-2000 cm-1. Result is Raman Spectrum normal prostate tissue and adenocarcinoma prostate tissue have been same form spectrum with correlation coefficient >0,9. Peak marker cancer were recorded and analyzed with cross corelation function. Peak marker cancer were compared to normal tissue and cancer tissue. Result is peak marker cancer have been correlation coefficient on range 0,378 until 0,997. Peak Marker cancer decreased intensity when compared to normal tissue .Decreased intensity indicated a decreased concentration of molecules composed tissue on cancerous tissue.

Raman spectrum from normal prostate tissue and adenocarcicoma prostate tissue had been same form spectrum. Marker cancer Peak Marker cancer peak decreased intensity when compared to normal tissue .