iii

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.

iv

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

v

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

vi

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

vii

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

viii

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

ix

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

x

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

xi

Gambar 4.9 Spektrum Raman jaringan kanker kulit sel basal dan

jaringan kulit normal pada kelima sampel .......................................... 41

xii

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

xiii

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

xiv

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

xv

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

xvi

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