ppt beres - WordPress.com

Report
Spektroskopi Inframerah Dekat Pada Urin
Untuk Memperkirakan Ovulasi
Pada Panda Raksasa
(Ailuropoda melanoleuca)
Oleh:
Putri Nuristi
0700096
PANDA RAKSASA
Panda raksasa (Ailuropoda melanoleuca)
merupakan hewan yang terancam punah
karena
memiliki tingkat kelahiran
yang sangat rendah
dilihat dari
efisiensi reproduksi yang tidak baik
karena
panda raksasa betina yang mengalami monoestrus
dengan ovulasi spontan selama musim kawin
untuk mempertahankan populasi panda tersebut
harus dilakukan penangkaran
Agar dapat dimonitor kondisi estrusnya
untuk menentukan waktu ovulasi
Kondisi estrus dari panda raksasa
berasal dari
Konsentrasi estrone-3-glucuronide (E1G)
Konsentrasi estrone-3-glucuronide (E1G)
biasanya dimonitor dengan :
Enzim Immunoassay (EIA)
namun
analisis ini membutuhkan proses yang panjang
dengan reagen yang mahal
diperlukan metode analisis yang dapat
menemukan waktu optimal untuk
panda raksasa berkembang biak
lebih cepat dan lebih mudah dari pada EIA
Spektroskopi Infra Merah Dekat
Mengapa Spektroskopi Infra Merah Dekat?
berguna dalam berbagai bidang untuk
analisis komposisi secara cepat, tidak
merusak dan akurat.
Mengapa tidak dengan Spektroskopi Infra Merah Tengah?
Radiasi IMD dapat jauh menembus sampel terutama
dalam pengujian material “mentah” (belum diolah), tanpa
atau hanya sedikit persiapan sebelumnya
Struktur estrone-3-glucuronide (E1G)
Struktur estrone-3-glucuronide (E1G)
penelitian ini dilakukan untuk menilai
apakah spektroskopi IMD dapat memantau
estrogen kemih pada panda raksasa betina
Secara teori
spektroskopi inframerah dekat
spektroskopi inframerah dekat merupakan satu teknik spektroskopi
yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada
spektrum elektromagnetik (sekitar 800 sampai 2500 nm),
disana terdapat gugus OH, CH, NH dan C=O. Dikatakan
“inframerah dekat” (IMD) karena wilayah ini berada di dekat
wilayah gelombang merah yang tampak.
Enzim immunoassay (EIA)
Enzim immunoassay (EIA) merupakan metode yang digunakan
untuk memperkirakan waktu ovulasi yang optimal dengan
memonitor estrogen dalam darah, urin dari betina. EIA
biasanya digunakan untuk memonitor estrogen pada panda
betina raksasa yaitu dengan metode antibodi ganda.
Pada analisis urin panda raksasa betina, konsentrasi E1G
yang dianalisis dengan EIA, berkisar antara 0,22 sampai
127,88 ng mL-1. Nilai menunjukkan peningkatan secara
bertahap dari tingkat 0,80 ng mL-1 hingga ke puncak 127,88
ng mL-1 setelah terjadi penurunan tajam.
Instrumentasi
Fourier Transform Near Infrared spectrometer
(FT-NIR)
Gambar: (A) Fourier
Transform Near Infrared
Spectrometer (MPA,
Bruker). (B) skema
Scheme or the
development of
multivariate
chemometric models
based on FT-NIR
spectral data.
FTIR (Fourier Transform Infrared). Pada
spektroskopi inframerah, radiasi IR
dilewatkan pada sampel. Beberapa radiasi
inframerah diabsorpsi (diserap) sampel
dan sisanya diteruskan (ditransmisikan),
spektrum yang dihasilkan mewakili absopsi
dan transmisi molekul, membentuk
fingerprint dari molekul sampel. Seperti
Gambar 2. Skema perjalanan
sidik jari (fingerprint), tidak ada dua struktur
sinar inframerah dalam
molekul yang khas yang menghasilkan
komponen FTIR
spectrum inframerah yang sama
eksperimen
Alat dan Bahan :
Alat-alat :

Alat sentrifugasi

Spektrofotometer MPA (Brucker Inc Billerica, MA)

Kuvet Kuarsa

Water bath
Bahan – bahan :

Sampel urin
Pengumpulan sampel urin
Urin panda raksasa betina
• dikumpulkan setiap harinya
(selama 25 hari)
• segera disentrifugasi
selama 4 menit
• disimpan pada suhu -40°C
Supernatan
Analisis spektra IMD
Supernatan
• dihangatkan sampai 37°C pada water bath
• dimasukkan kedalam kuvet kuarsa
• dianalisis dengan menggunakan
Spektrofotometer MPA.
(Transmitasi spectrum IMD pada sampel
urin dari 1100-2432 nm)
Hasil Spektra
HASIL DAN DISKUSI
Dalam analisis spektroskopi IMD, penelitian ini dilakukan dalam
rentang 1100-1884 nm dan 2012-2432 nm yang diterapkan pada
analisis kuantitatif dan kualitatif untuk mengetahui perubahan
spektral yang disebabkan oleh berbagai konsentrasi hormon dalam
sampel urin.
model kalibrasi dikembangkan dengan menggunakan
Partial Least Square Regression (PLSR)
PLSR digunakan untuk mengembangkan model untuk E1G berdasarkan
spektra urin IMD.
PLSR dalam menentukan variabel laten (faktor PLS). Jumlah optimum
faktor PLS ditetapkan menjadi salah satu yang berhubungan dengan
Standard Error of Cross Validation (SECV).
• Dalam validasi silang, diambil salah satu sampel dari set kalibrasi
dan kemudian digunakan untuk validasi. Dengan sisa sampel,
model PLS dikembangkan dan diterapkan untuk memprediksi isi
masing-masing komponen pada urin.
• Hasilnya
dibandingkan
dengan
nilai
referensi
masing-
masing. Prosedur ini diulang beberapa kali sampai prediksi untuk
semua sampel diperoleh. Sehingga semua diperoleh nilai rata-rata
yang didapat dari SECV sebagai penentuan keakuratan.
Koefisien korelasi, R2, berdasarkan validasi internal adalah 0,94,
dan kesalahan Standar validasi silang (SECV) adalah 10,04 ng mL1
menggunakan 7 faktor optimal PLS (persen kumulatif adalah
99,995%). Tinggi koefisien dalam plot vektor regresi untuk model
penentuan total urin E1G ditemukan di 1427, 1500, 1695, 1728,
2200 dan 2295 nm.
Hasil ini menunjukkan korespondensi baik nilai diperkirakan
konsentrasi E1G aktual dengan EIA. Hubungan antara konsentrasi
E1G
dan
nilai
prediksi
IMD
diilustrasikan
pada
Gambar. 5. Tingginya angka koefisien korelasi spektrum IMD
berarti bisa mendeteksi perubahan konsentrasi E1G.
Gambar 5. Hubungan antara prediksi nilai IMD dengan EIA
untuk konsentrasi E1G pada panda raksasa betina
Moving Principal component anaysis
(MPCA)
MPCA menerapkan gagasan bahwa perubahan komponen urin dapat
dideteksi dengan pemantauan proses komponen utama (PC). PC dihitung
dengan menggunakan spektrum yang dikumpulkan pada hari pertama, kedua
dan ketiga pengumpulan sampel urin ketika betina telah dalam keadaan
estrus. Sehingga perbedaan antara referensi PC dan moving PC diurutkan
untuk setiap kondisi pengukuran yang digunakan sebagai indeks untuk
monitoring. Indeks Ai berhubungan dengan E1G sehingga digunakan untuk
mendeteksi fluks hormon dalam sampel urin.
Persamaan indeks MPCA:
Ai = 1 - | wiTw0 |
dimana

Ai = indeks MPCA

wi = penghitungan proses pertama PC dengan langkah dari 9 spektrum yang diukur
berturut-turut dari 3 sampel urutan waktu, dan

w0 = referensi pemuatan proses pertama PC dihitung dengan 9 spektrum diukur dari 3
sampel urutan waktu yang pertama.
Untuk mengevaluasi hubungan antara konsentrasi E1G dan indeks MPCA,
dihitung koefisien korelasi Pearson (r) dan Probabilitas (P) nilai <0,01
ditetapkan sebagai nilai yang sangat signifikan.
Gambar 6. Data spectra urin pada PCA yang menunjukkan panjang
gelombang dari 1100-2432 nm (kecuali dari jarak 1884-2012)
adalah
plot tingginya konsentrasi E1G dari 21-23 Maret,
adalah yang lainnya.

MPCA melihat bahwa perubahan komponen urin dapat dideteksi
dengan pemantauan proses komponen utama (PC).

Tinggi koefisien pada proses PC1 ditemukan di 1427, 1500, 1695,
1728, 2200 dan 2295 nm. Panjang gelombang ini berhubungan
dengan tinggi koefisien di vektor regresi.
Gambar 7. Hasil pemantauan pada index MPCA dan
konsentrasi E1G
Perubahan indeks MPCA diilustrasikan pada Gambar. 7.
Hasil: Koefisien korelasi Pearson (r) antara konsentrasi E1G
dan indeks MPCA adalah r = 0,81 (P <0,01) (n = 50).
Indeks MPCA menunjukkan peningkatan yang tepat sebelum
konsentrasi E1G mulai meningkat. Indeks juga turun tajam
sesuai
dengan
menurunnya
menunjukkan ovulasi.
konsentrasi
E1G
yang
Hasil menunjukkan bahwa MPCA memberikan hubungan
yang baik dengan konsentrasi E1G, yaitu, koefisien korelasi tinggi
yang diperoleh antara data spektral dan referensi. Penelitian lebih
lanjut memiliki kemungkinan untuk meningkatkan metode MPCA
untuk menentukan waktu yang tepat dalam ovulasi.
KESIMPULAN
Hasil
menunjukkan bahwa data spektral mampu memberikan
informasi tentang E1G dalam sampel urin sehingga spektrum IMD memiliki
potensi untuk memperkirakan tempat estrus di panda raksasa betina.
Hal ini dikarenakan, IMD dapat menemukan waktu yang optimal
untuk berkembangbiak lebih cepat dan lebih mudah daripada EIA.
Sehingga teknik ini dapat berguna untuk spesies yang terancam punah.
SEKIAN
TERIMA KASIH

similar documents