## PENGARUH PEMBERIAN AGEN KONTRAS PEWARNA SINTETIK PADA JARINGAN BIOLOGIS TERHADAP HASIL PENCITRAAN FOTOAKUSTIK
Miftahul Janna* 1 , Mitrayana 1 , Rini Widyaningrum 2
1 Departemen Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia
2 Departemen Radiologi Dentomaksilofasial, Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia
*corresponding author: miftahuljanna.sm@mail.ugm.ac.id
Received 08-12-2021, Revised 18-05-2022, Accepted 30-05-2022, Published 04-10-2022 Available Online 04-10-2022, Published Regularly October 2022

## ABSTRACT
An  experiment  to  investigate  the  influence  of  synthetic  dye  contrast  agent  in  photoacoustic imaging of biological tissue was conducted in this study. This study uses a simple phocoacoustic imaging system consists of three main components, i.e., a diode laser, condenser microphone, and a custom-build X-Y stage. Characterization was performed on the main components of the system  to  obtain  the  appropriate  settings  on  imaging  the  biological  tissue  in  this  study.  The results of the optimal frequency and duty cycle for laser modulation in this study were 19000 Hz and duty cyle of 40%, respectively. The addition of a contrast agent aims to improve the quality of  the  image  by  comparing  the  sample  with  methylene  blue  contrast  agent,  the  sample  with methyl red and the sample without contrast agent. The increases of acoustic intensity level is in proportion  with  the  contrast  agent  concentration.  The  difference  in  the  photoacoustic  images reveals that the sample with methylene blue contrast agent has the highest acoustic intensity level compared to both sample with methyl red contrast agent and the sample without contrast agent. Therefore, this research proves that a photoacoustic imaging system can be developed to image biological tissue with a contrast agent and methylene blue has greater potential than methyl red to be used as a contrast agent in photoacoustic imaging.
Keywords: biological tissue; contrast agent; photoacoustic imaging; syntetic dye

## ABSTRAK
Eksperimen  ini  menyelidiki  pengaruh  agen  kontras  pewarna  sintetik  terhadap  citra  jaringan biologis. Penelitian ini menggunakan sistem pencitraan fotoakustik sederhana yang terdiri dari tiga  komponen  utama  yaitu  laser  dioda,  mikrofon  kondenser  dan  X-Y stage. Karakterisasi dilakukan pada komponen utama sistem untuk diperoleh pengaturan sistem yang sesuai untuk mencitrakan jaringan biologis. Hasil frekuensi dan duty cycle optimal untuk memodulasi laser pada  penelitian  ini  adalah  frekuensi  19000  Hz  dan duty  cycle 40%.  Pemberian  agen  kontras bertujuan untuk meningkatkan kualitas hasil citra dengan membandingkan sampel dengan agen kontras  metilen  biru,  sampel  dengan  metil  merah  dan  sampel  tanpa  agen  kontras.  Nilai  taraf intensitas akustik meningkat sebanding tingkat konsentrasi agen kontras. Perbedaan hasil citra menunjukkan sampel  dengan agen kontras metilen biru memiliki nilai  taraf intensitas  akustik paling tinggi dibanding sampel dengan agen kontras metil merah. Dengan demikian, penelitian ini membuktikan sistem pencitraan fotoakustik dapat dikembangkan untuk mencitrakan jaringan biologis dengan agen kontras dan metilen biru menunjukkan potensi lebih besar dibanding metil merah sebagai agen kontras pada pencitraan fotoakustik .
Kata kunci: agen kontras; jaringan biologis; pencitraan fotoakustik; pewarna sintetik

## PENDAHULUAN
Agen kontras  merupakan bahan  tambahan pada pencitraan  medik diagnostik  yang berfungsi untuk meningkatkan kualitas citra sehingga perbedaan antara jaringan biologis yang diamati pada  citra  medis  tampak  lebih  jelas [1] .  Saat  ini,  hampir  setiap  sistem  pencitraan  telah menggunakan agen  kontras  untuk  mendapatkan informasi  yang cukup dari hasil citra, tanpa terkecuali pencitraan fotoakustik.
Pencitraan fotoakustik merupakan teknologi pencitraan terbaru yang memanfaatkan fenomena efek  fotoakustik  untuk  mencitrakan  suatu  objek [2]–[4] . Pencitraan  fotoakustik adalah  teknik pencitraan non-invasif yang tidak menghasilkan radiasi pengion [5] . Banyaknya keunggulan dari pencitraan  fotoakustik  memberikan  peluang  bagi  para  peneliti  untuk  mengembangkan pencitraan fotoakustik ke berbagai bidang terapan terutama terkait penelitian biomedis [6]–[10] . Pencitraan fotoakustik dapat digunakan untuk mendeteksi tumor, memetakan oksigenasi darah, dan mencitrakan organ pada hewan atau manusia [11] .
Pada  pencitraan  fotoakustik,  material  dipapar  dengan  sinar  laser  yang  dimodulasi  untuk mencapai  respon  impuls  termal  dan  akustik.  Radiasi  yang  diserap  oleh  material  selanjutnya menimbulkan fluktuasi (perubahan) panas dan mengakibatkan perubahan suhu pada material yang  kemudian  mempengaruhi  perubahan  tekanan.  Perubahan  tekanan  inilah  yang menimbulkan gelombang akustik dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi berkas laser, yang dikenal dengan gelombang fotoakustik. Gelombang tersebut merambat pada material dan dideteksi oleh detektor pada permukaan sampel serta diolah menjadi citra dalam komputer [12],
[13] .
Penggunaan agen kontras pada pencitraan fotoakustik telah dilakukan pada beberapa penelitian sebelumnya  yang  ditujukan  untuk  memperbaiki  efektivitas  dan  menambah  intensitas fotoakustik  yang  dihasilkan  sampel [9],  [14] . Terdapat  dua  jenis  agen  kontras  pada  pencitraan fotoakustik  yaitu  agen  kontras  eksogen  dan  endogen [15] .  Agen  kontras  endogen  memiliki beberapa keunggulan diantaranya adalah tidak toksik, nonperturbasi terhadap proses biologis, abundance dan  tidak  menggunakan  peraturan  persetujuan  dalam  penggunaannya  sedangkan agen  kontras  eksogen  memiliki  keunggulan  dibandingkan  agen  kontras  endogen yaitu optimalisasi untuk sensitivitas deteksi yang lebih besar dan konjugasi dengan molekul target (misalnya antibodi) untuk mengikat reseptor secara selektif untuk pencitraan molekuler [15], [16] ..
Beberapa hal yang harus diperhatikan saat memilih agen kontras antara lain spektrum absorbsi, tingkat toksisitas, ukuran, bentuk, komposisi, susunan kimia, bagian tubuh  yang ditargetkan untuk  dicitrakan  (jika  pencitraan in  vivo ),  serta  stabilitasnya [17],  [18] .  Salah  satu  agen  kontras yang  dapat  dimanfaatkan  pada  pencitraan  fotoakustik  adalah  senyawa  pewarna (dye compound) [19] . Beberapa pewarna sintetik dapat digunakan sebagai agen kontras karena telah disetujui  oleh  FDA  ( Food  and  Drug  Administration ) [20],  [21] .  Metilen  biru  sebagai  pewarna sintetik dipilih untuk diuji pada penelitian ini karena telah terbukti efektivitasnya sebagai agen kontras [22],  [23] ,  sedangkan  metil  merah  memiliki  puncak  absorpsi  panjang  gelombang  yang sesuai  dengan  laser  yang  digunakan [24] ,  sehingga  penelitian  ini  dilakukan  untuk  melihat perbandingan  agen  kontras  berupa  metilen  biru  dan  metil  merah  pada  jaringan  biologis terhadap hasil citra fotoakustik.

## METODE
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan hasil citra fotoakustik jaringan biologis sebelum dan setelah pemberian agen kontras yaitu metilen biru dan metil merah [25] . Tahapan pertama  dalam  pembuatan  sampel  jaringan  biologis  pada  penelitian  ini  adalah  pengenceran
agen kontras yang digunakan yakni metilen biru dan metil merah agar diperoleh konsentrasi 50 ppm dan 100 ppm (Gambar 1).
Gambar 1. Hasil pengenceran agen kontras (a) metilen biru 50 ppm (b) metilen biru 100 ppm (c) metil merah 50 ppm (d) metil merah 100 ppm
Eksperimen  dalam  penelitian  ini  dilakukan  secara ex  vivo menggunakan  sampel  berupa spesimen  jaringan  otak  dari  ayam  boiler  sehat  yang  direndam  dalam buffer formalin  10% selama 24 jam. Seluruh sampel terbagi menjadi lima kelompok sesuai tabel 1. Masing-masing kelompok  terdiri  dari  tiga  sampel.  Setiap  sampel  yang  telah  disuntik  dengan  agen  kontras kemudian diblok dengan agar-agar sehingga posisi sampel stabil serta permukaan sampel rata (Gambar 2). Dengan demikian maka jarak permukaan sampel terhadap laser dan detektor dapat diatur secara seragam untuk menghindari bias pada citra fotoakustik akibat perbedaan posisi sampel.
(a) (b) (c) (d)
(e)
Gambar 2. Sampel (a) jaringan biologis berupa otak ayam (b) jaringan dengan MB 50 ppm (c) jaringan dengan MB 100 ppm (d) jaringan dengan MM 50 ppm (e) jaringan dengan MM 100 ppm
Tabel 1. Pembagian kelompok sampel pada penelitian ini Kelompok Jumlah Perlakuan Sampel kontrol 3 Tanpa perlakuan MB50 3 sampel yang diberi agen kontras metilen biru 50 ppm MB100 3 sampel yang diberi agen kontras metilen biru 100 ppm MM50 3 Sampel yang diberi agen kontras metil merah 50 ppm MM100 3 Sampel yang diberi agen kontras metil merah 100 ppm
Sistem pencitraan fotoakustik yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.  Sumber  radiasi  yang  digunakan  berupa  laser  dioda  532  nm  dengan  daya  200  mW.  Laser dioda  dimodulasi  menggunakan  Arduino  Uno  untuk  menghasilkan  radiasi  menjadi nonstasioner.  Radiasi  tesebut  kemudian  dipaparkan  pada  sampel  sehingga  muncul  sinyal fotoakustik.  Sinyal  fotoakustik  kemudian  dideteksi  menggunakan  detektor  akustik  berupa mikrofon kondenser ECM8000. Sinyal akustik diperkuat menggunakan sound card UMC202 kemudian  diolah  menjadi  citra  fotoakustik  menggunakan  komputer.  Sistem  pencitraan
fotoakustik  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  telah  dijelaskan  secara  lebih  spesifik  pada penelitian kami sebelumnya [26] .
Untuk  memastikan  penelitian  dilakukan  secara  akurat  dan  konsisten,  maka  dilakukan karakterisasi  pada  sistem  pencitraan  fotoakustik [27] yang  berupa  karakterisasi  laser  dioda, karakterisasi  mikrofon  kondenser,  dan  karakterisasi  pergeseran  X-Y stage. Selanjutnya, melakukan pengaturan frekuensi dan duty cycle agar diperoleh frekuensi dan duty cycle yang optimal untuk memodulasi laser guna mencitrakan objek berupa jaringan biologis yang diberi agen kontras pada penelitian ini. Variasi frekuensi yang digunakan yaitu 16 kHz, 17 kHz, 18 kHz,  19  kHz,  20  kHz,  sedangkan  variasi duty  cycle yang  digunakan  yaitu  10%,  20%,  30%, 40%, 50%.
Gambar 3. Rangkaian sistem pencitraan fotoakustik [25]

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakterisasi Daya Laser
Hasil karakterisasi laser pada penelitian ini berupa pengujian kestabilan daya laser ( P ) terhadap lama waktu pengoperasian laser ( T ) yang ditampilkan pada Gambar 4. Dari Gambar 4 dapat diamati  bahwa  mulai  menit  ke-12,  daya  laser  mengalami  kestabilan.  Semakin  lama  waktu operasional laser maka kestabilan daya laser semakin baik. Berdasarkan hasil eksperimen pada Gambar  4,  maka  proses  pengujian  selanjutnya  dilakukan  pada  menit  ke-12  setelah  laser menyala  untuk  memperoleh  kestabilan  daya  laser  532  nm  yang  digunakan  pada  sistem pencitraan fotoakustik dalam penelitian ini.
Gambar 4. Grafik hubungan daya laser (mW) terhadap waktu (menit)

## Karakterisasi Mikrofon Kondenser
Karakterisasi mikrofon dilakukan untuk mengetahui akurasi antara frekuensi yang terdeteksi oleh mikrofon dengan frekuensi sinyal akustik yang dihasilkan oleh sumber berupa function generator. Gambar  5 menunjukkan  grafik  linear  antara  frekuensi  bunyi  yang  dideteksi  oleh mikrofon  ( 𝑓 𝑚 )  dengan  frekuensi  yang  dihasilkan  oleh function  generator ( 𝑓 𝑔 ).  Frekuensi mikrofon ( 𝑓 𝑚 ) diperoleh dari frekuensi yang berasal dari gelombang akustik frekuensi function generator ( 𝑓 𝑔 ). Ketika frekuensi bunyi dari function generator mengalami peningkatan maka frekuensi yang dideteksi oleh mikrofon juga akan  meningkat.  Berdasarkan hasil eksperimen pada  Gambar  5  maka  mikrofon  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  memiliki  akurasi  yang baik dalam mendeteksi frekuensi akustik dan dapat digunakan untuk proses pengambilan data.
Gambar  5. Hasil plotting data  frekuensi  bunyi  yang  dideteksi  oleh  mikrofon  ( 𝑓 𝑚 )  dan  frekuensi  yang diproduksi oleh function generator ( 𝑓 𝑔 )

## Karakterisasi Pergeseran X-Y Stage
Karakterisasi  pergeseran X-Y  stage dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  meja scan tempat sampel  diletakkan  sudah  bergeser  pada  arah  X  dan  Y  dengan  tepat  sesuai step yang  diatur melalui perangkat lunak labview pengendali sistem pencitraan fotoakustik pada penelitian ini. Hasil  pengujian  akurasi  pergeseran  X-Y stage ditampilkan  pada  Gambar  6.  Gambar  6 menunjukkan hubungan linear antara jumlah step dengan pergeseran rata-rata meja scan pada arah  X  dan  Y ,  s ehingga  input  pada  program  labview  sesuai  dengan  pergeseran  meja  yang dihasilkan oleh sistem.
(a) (b)
Gambar 6. Grafik hubungan jumlah step s dengan pergeseran meja scan yang digerakkan oleh X-Y stages. (a) pergeseran X- stage (b) pergeseran Y- stage
R ata -R ata P er g ese ra n Y St ag e (mm )

## Pengaturan Frekuensi dan Duty Cycle Laser
Pengaturan frekuensi dan duty cycle bertujuan untuk menentukan besarnya frekuensi dan duty cycle yang optimal untuk memodulasi laser yang dipaparkan pada sampel sehingga diharapkan akan  diperoleh  citra  yang  baik  dengan  mempertimbangkan  untuk  memodulasi  laser  dengan menggunakan frekuensi dan duty cycle yang menghasilkan taraf intensitas akustik ( TI ) tertinggi dari  sampel  jaringan  biologis  yang  dicitrakan  pada  penelitian  ini.  Gambar  7  menunjukkan bahwa frekuensi laser terbaik yang digunakan untuk memindai sampel adalah 19 kHz (Gambar 7a) dengan duty cycle 40% (Gambar 7b).
(a) (b)
Gambar 7. Hasil pengukuran taraf intensitas akustik jaringan biologis pada berbagai variasi (a) frekuensi dan (b) duty cycle yang digunakan untuk modulasi laser

## Penentuan Karakteristik Absorbansi Larutan Agen Kontras
Penentuan  karakteristik  absorbansi  larutan  agen  kontras  dilakukan  menggunakan  instrumen spektrofotometer UV-Visible [28] .  Tujuan  penentuan  karakteristik  absorbansi  larutan  adalah untuk mengetahui karakteristik panjang gelombang absorpsi elektromagnetik dari agen kontras yang  diselidiki  pada  penelitian  ini.  Hasil  pengukuran  disajikan  dalam  bentuk  grafik karakteristik  absorbansi  elektromagnetik  untuk  masing-masing  larutan  agen  kontras  pada Gambar 8. Gambar  8a menunjukkan panjang gelombang  yang berada pada puncak absorpsi tertinggi  untuk  larutan  agen  kontras  metilen  biru  yaitu  646  nm,  baik  pada  larutan  dengan konsentrasi  100  ppm  maupun  50  ppm,  sedangkan  Gambar  8b  menunjukkan  metil  merah memiliki puncak absorpsi tertinggi pada panjang gelombang 522 nm, baik pada konsentrasi 50 ppm  maupun  100  ppm.  Berdasarkan  hasil  pengujian  pada  Gambar  8,  perbedaan  tingkat konsentrasi agen kontras baik metilen biru atau metil merah tidak terlalu berpengaruh terhadap nilai  panjang  gelombang  puncak  absorpsi  yang  didapatkan.  Perbedaan  tingkat  konsentrasi berlaku pada nilai absorbansi.
. (a) (b)
Gambar 8. Karakteristik absorbansi radiasi elektomagnetik UV-Visible agen kontras (a) metilen biru (b) metil merah

## Penentuan Taraf Intensitas Akustik Agen Kontras
Pengujian  taraf  intensitas  akustik (𝑇𝐼) pada  agen  kontras  dilakukan  untuk  mengetahui  taraf intensitas  akustik (𝑇𝐼) masing-masing  larutan  agen  kontras  yang  digunakan.  Pengujian  ini dilakukan dengan memapar larutan agen kontras menggunakan laser yang dimodulasi dengan beberapa  variasi  frekuensi  dan duty  cycle, kemudian  diambil  nilai  tertinggi  diantara  hasil tersebut. Hasil pengujian yang terlihat pada Gambar 9 menunjukkan bahwa nilai taraf intensitas akustik (𝑇𝐼) yang terukur cenderung bervariasi seiring bertambahnya nilai frekuensi dan duty cycle laser . Dari data yang diperoleh pada Gambar 9, nilai taraf intensitas maksimum berada pada frekuensi 20000 Hz dan duty cycle 60% untuk kedua agen kontras. Nilai taraf intensitas akustik untuk metil merah sebesar -69.19 dB sedangkan untuk metil biru sebesar -74.49 dB. Hasil  pengujian  tersebut  menunjukkan  bahwa  larutan  metil  merah  yang  belum  disuntikkan pada  jaringan biologis  menghasilkan  taraf  intensitas  akustik  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan larutan metilen biru.
(a) (b)
Gambar 9. Karakteristik taraf intensitas akustik ( TI ) dari agen kontras (a) metil merah (b) metilen biru

## Hasil Citra Jaringan Biologis dengan Agen Kontras
Sampel  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  berupa  jaringan  biologis  yang  diambil  hewan. Masing-masing  kelompok  sampel  berbeda  dengan  ukuran  jaringan  yang  tidak  sama  tetapi luasan pencitraan tetap sama. Luasan sampel yang dipindai untuk dicitrakan adalah 30x30 mm.
Selama pemaparan laser serta perekaman sinyal akustik tersebut, sampel digerakkan mengikuti pergeseran X-Y stage. Tahapan perekaman sinyal akustik berlangsung secara berulang dengan merekam  sinyal  akustik  pada  satu  titik  tertentu  pada  sampel  yang  dilanjutkan  dengan pergeseran  X-Y stage serta  perekaman  lagi  pada  titik  berikutnya.  Proses  pemindaian  ini berlangsung secara kontinu hingga seluruh sampel selesai dipindai dan direkam data akustiknya selama 30 menit sesuai dengan luasan sampel yang dipindai oleh laser.
Hasil  rerata  taraf  intensitas  akustik  untuk  masing-masing  sampel  kontrol,  MB50,  MB100, MM50,  MM100  yaitu  -72.29  dB,  -63.96  dB,  -62.14  dB,  -69.36  dB,  -67,66  dB.  Gambar  10 merupakan grafik hubungan antara variasi kelompok sampel terhadap taraf intensitas akustik. Gambar 10 menunjukkan ditunjukkan bahwa sampel dengan agen kontras metilen biru dengan konsentrasi 50 ppm dan 100 ppm menunjukkan taraf intensitas akustik lebih tinggi dengan taraf intensitas  akustik  -63.96  dB  untuk  50  ppm  dan  -62.14  dB  untuk  100  ppm  daripada  sampel jaringan yang diberi agen kontras  metil merah 50 ppm dan 100 ppm dengan taraf intensitas akustik -69.36 dB untuk 50 ppm dan -67,66 dB untuk 100 ppm maupun sampel kontrol dengan taraf intensitas akustik -72.29 dB. Selain itu, dari Gambar 10 menunjukkan tingkat konsentrasi agen kontras juga mempengaruhi tingkat taraf intensitas akustik ( TI ) sampel. Sampel dengan konsentrasi  100  ppm  lebih  tinggi  dibanding  sampel  dengan  konsentrasi  50  ppm  baik  untuk sampel  dengan  metilen  biru  maupun  sampel  dengan  metil  merah.  Sehingga  semakin  besar konsentrasinya maka semakin besar pula taraf intensitasnya ( TI ).
Gambar 10. Taraf intensitas akustik (TI) dari setiap kelompok sampel
Nilai taraf intensitas akustik yang dihasilkan dari pemindaian keseluruhan sampel selanjutnya direkontruksi  menjadi  citra  fotoakustik.  Warna  pada  citra  fotoakustik  (Gambar  11) menunjukkan rentang nilai taraf intensitas akustik. Merah menunjukkan taraf intensitas akustik ( TI )  tertinggi,  biru  merupakan  taraf  intensitas  akustik  ( TI )  paling  rendah  dan  kuning mewakilkan taraf intensitas akustik ( TI ) sedang [26] . Gambar 11 menunjukkan hal tersebut, pada citra  fotoakustik  setiap  sampel  terlihat  warna  yang  berbeda  berdasarkan  taraf  intensitas akustiknya ( TI ). Perbedaan rata-rata intensitas akustik menghasilkan kontras citra yang berbeda pula  dari  setiap  sampel  yang  dicitrakan.  Pada  citra  fotoakustik,  tampak  area  citra  yang merepresentasikan jaringan biologis menunjukkan warna kuning dan merah, sedangkan area medium tampak sebagai warna biru pada citra fotoakustik. Dari citra fotoakustik pada Gambar 11 memperlihatkan  bahwa area jaringan biologis  menghasilkan taraf intensitas akustik  yang lebih tinggi dibanding medianya.
Gambar  11. Hasil  citra  interpolasi  sampel  (a)  kontrol  (b)  MB50  ppm  (c)  MB100  ppm  (d)  MM50ppm  (e) MM100 ppm
Agen kontras metil merah memiliki nilai puncak absorbsi pada panjang gelombang 522 nm, sedangkan metilen biru memiliki nilai puncak absorbsi pada panjang gelombang puncak 646 nm (Gambar 8). Hal tersebut menunjukkan bahwa jka dibandingkan dengan metilen biru, agen kontras berupa metil merah memiliki absobsi yang lebih sesuai dengan laser yang digunakan yakni laser hijau dengan 532 nm. Sehingga hasil scan 1 titik kedua agen kontras (Gambar 9) menunjukkan  taraf  intensitas  akustik  ( TI )  metil  merah  lebih  besar  dibanding  metilen  biru, namun demikian saat kedua jenis agen kontras tersebut digunakan untuk mencitrakan sampel jaringan biologis, hasil taraf intensitas akustik ( TI ) sampel dengan agen kontras metilen biru cenderung lebih tinggi daripada sampel dengan agen kontras metil merah (Gambar 10).
Berdasarkan  hasil  pengamatan  secara  fisik,  tampak  kesan  perbedaan  penyerapan  sampel jaringan  terhadap  agen  kontras  berupa  metilen  biru  jika  dibandingkan  dengan  agen  kontras metil merah. Pewarnaan jaringan yang diberi agen kontras disebabkan oleh terjadinya ikatan molekul antara jaringan dan zat kontras atau zat warna yang digunakan. Zat warna yang terikat pada jaringan akan menyerap sinar dengan panjang gelombang tertentu sehingga jaringan akan tampak  berwarna.  Zat  warna  memiliki  sifat-sifat  tertentu  agar  dapat  mengikat  komponen jaringan.  Jaringan  memiliki  inti  sel  yang  bermuatan  ion  negatif  sehingga  lebih  mudah berinteraksi  dengan  metilen  biru  yang  merupakan  zat  warna  kationik  yang  bermuatan  ion positif [29] .  Olehnya  itu,  metilen  biru  juga  digunakan  dalam  pewarnaan  jaringan  pada pemeriksaan  histopatologi  untuk  mendukung  diagnosa  suatu  penyakit [30],  [31] .  Adapun  metil merah  merupakan  pewarna  anionik  yang  dapat  menyebabkan  iritasi  pada  mata,  kulit,  dan saluran  pencernaan  jika  terhirup  atau  tertelan [32] .  Karakteristik  metil  merah  yang  bersifat anionik  kemungkinan  dapat  menjadi  penghambat  interaksi  antara  agen  kontras  metil  merah dengan  jaringan.  Berdasarkan  hasil  penelitian  ini,  metilen  biru  menunjukkan  potensi  lebih besar sebagai agen kontras pada pencitraan fotoakustik jika dibandingkan dengan metil merah, karena kemampuannya yang lebih baik untuk memberi warna pada jaringan.

## KESIMPULAN
Sistem  pencitraan  fotoakustik  berbasis  laser  dioda  dan  mikrofon  kondenser  mampu mencitrakan  jaringan  biologis  dengan  tambahan  agen  kontras.  Frekuensi  optimal  modulasi laser  untuk  mencitrakan  jaringan  biologis  adalah  19  kHz  dengan duty  cycle 40%.  Hasil penelitian  menunjukkan  sampel  dengan  agen  kontras  metilen  biru  memiliki  taraf  intensitas akustik lebih tinggi (-63,96 dB untuk 50 ppm dan -62,14 dB untuk 100 ppm) dibanding sampel dengan agen kontras metil merah (-69,36 dB untuk 50 ppm dan -67,66 dB untuk 100 ppm) dan
(a) (b) (c) (d) (e)
sampel tanpa agen kontras bernilai taraf intensitas akustik paling rendah diantara sampel yaitu -72,29 dB. Sehingga nilai taraf intensitas akustik dari jaringan biologis dengan penambahan agen kontras lebih tinggi dibanding jaringan biologis tanpa agen kontras. Konsentrasi dari agen kontras juga mempengaruhi nilai taraf intensitas akustiknya, semakin besar konsentrasi agen kontras maka semakin besar pula taraf intensitas akustiknya.

## DAFTAR PUSTAKA
1 Pomara, C., Pascale, N., Maglietta, F., Neri, M., Riezzo, I., & Turillazzi, E. 2015. Use of contrast media in diagnostic imaging: medico-legal considerations. La radiologia medica, 120 (9), 802-809.
2 Yao, Q., Ding, Y., Liu, G., & Zeng, L. 2017. Low-cost photoacoustic imaging systems based on laser diode and light-emitting diode excitation. Journal of Innovative Optical Health Sciences , 10 (04), 1730003, doi: 10.1142/S1793545817300038.
3 Liu,  W.  W.,  &  Li,  P.  C.  2020.  Photoacoustic  imaging  of  cells  in  a  three-dimensional microenvironment. Journal of biomedical science , 27 (1), 1-9, doi: 10.1186/s12929-019- 0594-x.
4 Zhang,  Y.,  Hong,  H.,  &  Cai,  W.  2011.  Photoacoustic  imaging.  Cold  Spring  Harbor Protocols, 2011(9), pdb-top065508.
5 Wu,  Y.,  Zhang,  H.  K.,  Kang,  J.,  &  Boctor,  E.  M.  2020.  An  economic  photoacoustic imaging  platform  using  automatic  laser  synchronization  and  inverse  beamforming. Ultrasonics, 103, 106098, doi: 10.1016/j.ultras.2020.106098.
6 Xu, D., Yang, S., Wang, Y., Gu, Y., & Xing, D. 2016. Noninvasive and high-resolving photoacoustic dermoscopy of human skin. Biomedical optics express , 7 (6), 2095-2102. doi: 10.1364/boe.7.002095.
7 Dahlstrand, U., Sheikh, R., Merdasa, A., Chakari, R., Persson, B., Cinthio, & Malmsjö, M. (2020). Photoacoustic imaging for three-dimensional visualization and delineation of basal cell carcinoma in patients. Photoacoustics , 18, 100187, doi: 10.1016/j.pacs.2020.100187.
8 Lin,  Y.,  Li,  Z.,  Li,  Z.,  Cai,  J.,  Wui,  H.,  &  Li,  H.  2018.  Real-time  photoacoustic  and ultrasonic dual-modality imaging system for early gastric cancer: Phantom and ex vivo studies. Optics Communications , 426, 519-525, doi: 10.1016/j.optcom.2018.05.087.
9 Moore, C., Bai, Y., Hariri, A., Sanchez, J. B., Lin, C. Y., Koka, S., ... & Jokerst, J. V. 2018.  Photoacoustic  imaging  for  monitoring  periodontal  health:  A  first  human  study. Photoacoustics , 12, 67-74., doi: 10.1016/j.pacs.2018.10.005.
10  Erfanzadeh,  M.,  Kumavor,  P.  D.,  &  Zhu,  Q.  2018.  Laser  scanning  laser  diode photoacoustic microscopy system. Photoacoustics ,
9, 1-9, doi: 10.1016/j.pacs.2017.10.001.
11  Zhong,  H.,  Duan,  T.,  Lan,  H.,  Zhou,  M.,  &  Gao,  F.  2018.  Review  of  low-cost photoacoustic  sensing  and  imaging  based  on  laser  diode  and  light-emitting  diode. Sensors , 18 (7), 2264, doi: 10.3390/s18072264.
12  Xu, M., & Wang, L. V. 2006. Photoacoustic imaging in biomedicine. Review of scientific instruments , 77 (4), 041101., doi: 10.1063/1.2195024.
13  Fatima, A., Kratkiewicz, K., Manwar, R., Zafar, M., Zhang, R., Huang, B., & Avanaki, K. M. 2019. Review of cost reduction methods in photoacoustic computed tomography. Photoacoustics , 15, 100137. doi: 10.1016/j.pacs.2019.100137.
14  Filippi, M., Garello, F., Pasquino, C., Arena, F., Giustetto, P., Antico, F., & Terreno, E. 2019. Indocyanine green labeling for optical and photoacoustic imaging of mesenchymal stem cells after in vivo transplantation. Journal of Biophotonics , 12 (5), e201800035, doi: 10.1002/jbio.201800035.
15  Wang, L. V., & Yao, J. 2016. A practical guide to photoacoustic tomography in the life sciences. Nature methods , 13 (8), 627-638, doi: 10.1038/nmeth.3925.
16  Gao,  F.,  Kishor,  R.,  Feng,  X.,  Liu,  S.,  Ding,  R.,  Zhang,  R.,  &  Zheng,  Y.  2017.  An analytical  study  of  photoacoustic  and  thermoacoustic  generation  efficiency  towards contrast  agent  and  film  design  optimization. Photoacoustics ,  7,  1-11.  doi: 10.1016/j.pacs.2017.05.001.
17  Wu, D., Huang, L., Jiang, M. S., & Jiang, H. 2014. Contrast agents for photoacoustic and thermoacoustic imaging: a review. International journal of molecular sciences , 15 (12), 23616-23639. doi: 10.3390/ijms151223616.
18  Luke,  G.  P.,  Yeager,  D.,  &  Emelianov,  S.  Y.  2012.  Biomedical  applications  of photoacoustic  imaging  with  exogenous  contrast  agents. Annals  of  biomedical engineering , 40 (2), 422-437. doi: 10.1007/s10439-011-0449-4.
19  Upputuri, P. K., & Pramanik, M. 2020. Recent advances in photoacoustic contrast agents for  in  vivo  imaging. Wiley  Interdisciplinary  Reviews:  Nanomedicine  and Nanobiotechnology , 12 (4), e1618., doi: 10.1002/wnan.1618.
20  Fu, Q., Zhu, R., Song, J., Yang, H., & Chen, X. (2019). Photoacoustic imaging: contrast agents  and  their  biomedical  applications. Advanced  Materials , 31 (6),  1805875,  doi: 10.1002/adma.201805875.
21  Attia, A. B. E., Balasundaram, G., Moothanchery, M., Dinish, U. S., Bi, R., Ntziachristos, V., & Olivo, M. 2019. A review of clinical photoacoustic imaging: Current and future trends. Photoacoustics , 16, 100144. doi: 10.1016/j.pacs.2019.100144.
22  Arconada-Alvarez,  S.  J.,  Lemaster,  J.  E.,  Wang,  J.,  &  Jokerst,  J.  V.  2017.  The development  and  characterization  of  a  novel  yet  simple  3D  printed  tool  to  facilitate phantom  imaging  of  photoacoustic  contrast  agents. Photoacoustics ,  5,  17-24.  doi: 10.1016/j.pacs.2017.02.001.
23  Hariri, A., Lemaster, J., Wang, J., Jeevarathinam, A. S., Chao, D. L., & Jokerst,  J. V. 2018.  The  characterization  of  an  economic  and  portable  LED-based  photoacoustic imaging  system  to  facilitate  molecular  imaging. Photoacoustics ,  9,  10-20.  doi: 10.1016/j.pacs.2017.11.001.
24  National Center for Biotechnology Information, “Methyl  red,” 2021. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Methyl-red (accessed Mar. 02, 2021).
25  Janna,  M.  2021.Aplikasi  Sistem  Pencitraan  Fotoakustik  berbasis  Laser  Dioda  dan Mikrofon  Kondenser  untuk  Mencitrakan  Jaringan  Biologis  dengan  Agen  Kontras Pewarna Sintetik, Doctoral dissertation , Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
26  Widyaningrum,  R.,  Mitrayana,  M.,  Gracea,  R.  S.,  Agustina,  D.,  Mudjosemedi,  M.,  & Silalahi,  H.  M.  2020.  The  Influence  of  Diode  Laser  Intensity  Modulation  on Photoacoustic Image Quality for Oral Soft Tissue Imaging. Journal of Lasers in Medical Sciences , 11(Suppl 1), S92. doi: 10.34172/JLMS.2020.S15.
27  Supriyanto, A. A. 2018. Kalibrasi Alat Ukur Pressure Gauge Sistem Kontrol Level Pada Flashtank 5 Calender. Jurnal Elektra, 3(1), 19-24..
28  Myers,  D.  N.  2019.  Innovations  in  monitoring  with  water-quality  sensors  with  case studies  on  floods,  hurricanes,  and  harmful  algal  blooms. Separation  Science  and Technology . 11 , 219-283. Academic Press..
29  Veuthey, T., Herrera, G., & Dodero, V. I. 2014. Dyes and stains: from molecular structure to histological application. Frontiers in Bioscience-Landmark , 19(1), 91-112.
30  Rahmawati, T., & Apriyadi, Y. 2020. Utilization of 1% of Methylene Blue in Staining Histopathological Preparations at Anatomic Pathology Laboratory. Indonesian Journal of Medical Laboratory Science and Technology , 2 (2), 93-100. doi: 10.33086/ijmlst.v2i2.1563.
31  Abraham, L., Rai, A., Burde, K., & Naikmasur, V. 2016. Methylene blue as a diagnostic
aid in the early detection of potentially malignant and malignant lesions of oral mucosa. Ethiopian journal of health sciences , 26 (3), 201-208.
32  Muthuraman,  G.,  &  Teng,  T.  T.  2009.  Extraction  of  methyl  red  from  industrial wastewater  using  xylene  as  an  extractant. Progress  in  Natural  Science, 19 (10),  1215- 1220. doi: 10.1016/j.pnsc.2009.04.002.