DETEKSI SARS-COV-2 DENGAN METODE RT-LAMP BERBASIS IOT

UNTUK PEMETAAN PASIEN COVID-19

Annisa Intan Kholifatullah 101911133246

Fahmi Ikhlasul Amalludin 081811433005

Silvi Arum Maretna 081911533013

UNIT KEGIATAN MAHASISWA PENALARAN

UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

2020

ii

LEMBAR PENGESAHAN

1. Judul Kegiatan : DETEKSI SARS-COV-2 DENGAN

METODE RT-LAMP BERBASIS IOT

UNTUK PEMETAAN PASIEN COVID-19

2. Subtema : Teknologi

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Annisa Intan Kholifatullah

b. NIM : 101911133246

c. Jurusan/Prodi : Kesehatan Masyarakat

d. Universitas : Airlangga

e. Alamat dan No HP : Jl. Pacarkembang X/I

4. Jumlah Anggota Kelompok : 3 Orang

5. Dosen Pembimbing :

a. Nama Lengkap dan Gelar :

b. NIP/NIDN :

c. Alamat dan No HP :

Surabaya, 29 September 2020

Mengetahui,

Ketua UKM Ketua TIM

(.....................) (Annisa Intan Kholifatullah)

NIM NIM. 101911133246

Menyetujui,

Wakil Rektor Bidang Dosen Pembimbing

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur marilah kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang mana atas

berkat dah rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang

membahas tentang “DETEKSI SARS-COV-2 DENGAN METODE RT-LAMP

BERBASIS IOT UNTUK PEMETAAN PASIEN COVID-19”.

Karya tulis ini bertujuan untuk membantu mahasiswa maupun masyarakat

yang ingin membacanya untuk memperdalam pemahaman mengenai lingkungan,

sehingga setelah membaca karya tulis ini mahasiswa dan masyarakat diharapkan

dapat mengimplementasikannya di dalam kehidupan. Proses penulisan karya tulis

ini tentu saja tidak terlepas dari dukungan berbagai pihak, maka dari itu penulis

mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada seluruh individu maupun

instansi yang terlibat dalam pembuatan makalah ini.

Materi yang penulis bahas di dalam makalah ini tentu saja masih jauh dari

kata sempurna, oleh karenanya, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat

dibutuhkan untuk kesempurnaan makalah ini. Penulis berharap karya tulis ini

dapat dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya demi kemajuan Indonesia.

Surabaya, 29 September 2020

Penulis

iv

DETEKSI SARS-COV-2 DENGAN METODE RT-LAMP BERBASIS IOT

UNTUK PEMETAAN PASIEN COVID-19

Annisa Intan Kholifatullah1, Fahmi Ikhlasul Amalludin

2, Silvi Arum Maretna

3

1Mahasiswa S1 Kesehatan Masyarakat Universitas Airlangga

2Mahasiswa S1 Biologi Universitas Airlangga 3Mahasiswa S1 Kimia Universitas Airlangga

Universitas Airlangga, Jl. Dr. Ir. H. Soekarno, Mulyorejo, Kota SBY, Jawa Timur 60115

ABSTRAK

Pandemi COVID-19 telah memberikan dampak yang nyata, baik di sektor

kesehatan maupun di sektor lainnya. Hal ini menyebabkan adanya kelumpuhan

ekonomi, susahnya pendidikan berjalan, pariwisata ditutup, dan sebab lainnya.

Pemerintah mulai memberlakukan protokol kesehatan, dan membuat aturan yang

berkenaan dengan tes COVID-19. Dalam masyarakat, dikenal dua metode tes,

yaitu rapid tes dan swab tes. Masing-masing memiliki kelemahannya, baik dari

segi harga, durasi keluarnya hasil, dan lainnya. Padahal pemeriksaan ini

merupakan hal yang penting karena selain untuk mengetahui hasil pemeriksaan

secara individu, juga mempengaruhi interaksi dalam masyarakat. Selain itu,

banyaknya prevalensi COVID-19 tanpa gejala juga menambah urgensi

pemeriksaan yang masif. Dengan mengetahui data secara massal, pemerintah

dapat memberikan aturan yang lebih pasti karena based on data. Oleh karena itu,

diusulkan sebuah alat pemeriksaan COVID-19 yang terjangkau secara harga,

durasi keluarnya hasil relatif cepat, dan dapat membantu pemeriksaan secara

massal. Karya ini bertujuan untuk membahas bagaimana penerapan metode RT-

LAMP dalam komponen yang mudah dicari di pasaran, dan bagaimana desain

alatnya. Alat ini menerapkan metode RT-LAMP dan menggunakan

mikrokontroller yang ada di pasaran, sehingga lebih mudah dibuat dan digunakan.

Alat akan menggunakan modul gps dan akses internet untuk membantu pemetaan

setelah dilakukan pemeriksaan door to door. Desain alat akan terdiri dari

mikrokontroller, shield gps, modul gps, modul wifi (jika ada), dan sd card, serta

wadah pemanasan. Dari karya ini, disarankan kepada pembaca untuk mengkaji

karya yang dituliskan, baik secara teoritis maupun empiris, sehingga alat deteksi

COVID-19 massal dapat segera terwujud.

Kata Kunci: RT-LAMP, IoT, Mikrokontroller, GPS

ABSTRACT

Pandemic COVID-19 give a real impact, whether in health sector or another. This

is causing economic paralysis, difficulty of maintaining good education, tourism

sector closed down, and another result. The government started to applying

health protocol, and make some rule that involve COVID-19 test. In society, there

are two well-known method, that are rapid test and swab test. Each of them have

their own disadvantage, whether in cost, duration of the result to come, and etc.

v

This test is crucial because it’s purpose is not just for individual benefit, but it can

influence how people interact with each other. Moreover, high percentage

prevalence of COVID-19 without symtomps is making massive examination more

urgent. By knowing data in a bigger scoope, government can apply more accurate

rule because it is based on data. Therefore, we proposed a device for COVID-19

test that is affordable, have relatively short duration, and can help with mass test.

This work has a purpose to discuss how to apply RT-LAMP method with

components that are easy to find on the market, and how it design will look like.

This device will applying RT-LAMP method and using microcontroller that are

available on the market, so it will be easy to make and use. This device will use

gps module and internet access to help mapping the test location after doing it

door to door. The design will consist microcontroller, GPS shield, GPS module,

WiFi module (if needed), sd card, and box for heating purpose. From this work,

readers are suggested to examine this work, whether with teoriic or empiric, so a

device that used for COVID-19 test will soon realized.

Keyword: RT-LAMP, IoT, Microcontroller, GPS

vi

DAFTAR ISI

Halaman Sampul ................................................................................................................. i

Lembar Pengesahan ........................................................................................................... ii

Kata Pengantar .................................................................................................................. iii

Abstrak .............................................................................................................................. iv

Daftar Isi ........................................................................................................................... vi

Daftar Gambar ................................................................................................................. vii

BAB I. Pendahuluan .......................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................................. 3

1.3 Tujuan ................................................................................................................ 3

1.4 Manfaat .............................................................................................................. 3

1.4.1 Teoritis ....................................................................................................... 4

1.4.2 Praktis......................................................................................................... 4

BAB II. Tinjauan Pustaka .................................................................................................. 5

2.1 RT-LAMP .......................................................................................................... 5

2.2 Mikrokontroller dan Internet of Things (IoT) ..................................................... 8

2.3 Global Positioning System (GPS) ....................................................................... 8

2.4 Penelitian Terkait Sebelumnya ........................................................................... 9

BAB III. Metode Penulisan .............................................................................................. 10

BAB IV. Hasil Penelitian ................................................................................................. 11

4.1 Cara Kerja Alat ................................................................................................ 11

4.2 Desain Alat ....................................................................................................... 14

BAB V ............................................................................................................................. 15

5.1. Kesimpulan ...................................................................................................... 15

5.2. Saran ................................................................................................................ 15

Daftar Pustaka .................................................................................................................. 16

Lampiran .......................................................................................................................... 19

Formulir Pendaftaran Simposium Nasional 2020 ......................................................... 19

Lembar Pernyataan Orisinalitas Penelitian Simposium Nasional Pikir 2020 ............... 21

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Proses RT-LAMP ................................................................................... 7

Gambar 2 Flowchart cara kerja alat ...................................................................... 13

Gambar 3 Desain alat ............................................................................................ 14

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Corona Virus Disease 2019 menyebar di seluruh dunia, tak terkecuali

Negara Indonesia. Virus tersebut merupakan penyakit menular yang

disebabkan oleh SARS-CoV-2, salah satu jenis coronavirus yang baru

ditemukan. Pertama kali ditemukan di Negara China pada bulan Desember

2019. Covid-19 dapat disebarkan melalui droplet atau percikan-percikan dari

mulut atau hidung yang keluar saat orang terjangkit covid-19. Percikan-

percikan tersebut biasa keluar saat batuk, bersin, ataupun bernapas. Seseorang

dapat tertular covid-19 apabila orang tersebut menghirup droplet dari

pengidap covid-19. Masa inkubasi covid-19 sangatlah bervariasi, dikutip dari

worldometers.info, kemungkinan periode inkubasi covid-19 bisa berkisar

antara 0- 27 hari karena, pemerintah Provinsi Hubei telah melaporkan kasus

dengan masa inkubasi 27 hari. Adapun menurut covid19unair.ac.id, di

Indonesia, masa inkubasi covid-19 pada umumnya antara 1-14 hari dengan

rata-rata 5 hari. Sehingga, berdasarkan masa inkubasi yang bervariasi tersebut

dapat mendukung pola persebaran covid-19 yang terjadi secara luas dan cepat

dari wabah hingga menjadi pandemi.

Berdasarkan data dari covid19.go.id, total positif Covid-19 di Indonesia

pada pembaharuan terakhir 19 September 2020 sebanyak 240.687 orang

dengan 174.350 keluarga yang ditinggalkan. Adapun data positif Covid-19

dari 4.158 data terdapat 98,3% tidak ada data gejala atau data tidak lengkap.

Selain itu, ada pula kondisi penyerta positif Covid-19 dari 1.438 data yang

tersedia terdapat 99,4% tidak memiliki data atau tanpa kondisi penyerta.

Kenyataan tersebut menunjukkan bahwa Sebagian besar yang terinfeksi virus

Covid-19 merupakan orang tanpa gelaja ataupun kondisi penyerta.

Menurut Handayani, et al., (2020), sebagai upaya mendeteksi Covid-19,

saat ini ada beberapa pemeriksaan yang dapat dilakukan. Diagnosis

berdasarkan anamnesis, pemeriksaan fisik, maupun pemeriksaan penunjang.

Anamnesis mengenai riwayat perjalanan, maupun riwayat kontak dengan

2

pasien positif Covid-19. Pemeriksaan fisik seperti gejala klinis. Gejala klinis

dapat bervariasi tergantung dengan derajat penyakit. Bernheim, et al. dan

Caruso, et al., menjelaskan bahwa, pemeriksaan penunjang dapat dilakukan

dengan CT-Toraks (Computed Tomography Scan Toraks) pada pasien Covid-

19 untuk melihat detail kelainan berupa konsolidasi, penyakit bilateral, serta

perifer ataupun adanya kekeruhan dan seluruh paru mengalami gangguan.

Adapula menurut WHO, RT-PCR (Real Time Polymerase Chain Reaction)

untuk mengekstraksi 2 gen SARS-CoV-2. Uji dapat digunakan dengan sampel

swab tenggorok. Namun, dikutip dari republika.co.id, kapasitas pengujian tes

PCR terbatas dan untuk sekali tes PCR dibutuhkan dana yang tidak sedikit.

Harga untuk sekali melakukan tes PCR bervariasi dari Rp 1 juta hingga 2,5

juta. Selain itu, Aini (2020) mengatakan waktu tercepat untuk mendapatkan

hasil tes PCR yakni 1-3 hari. Karena mahalnya biaya untuk melakukam tes

PCR, dan terbatasnya kapasitas pengujian, maka hanya diutamakan orang

dengan gejala yang dapat melakukan tes untuk infeksi SARS-CoV-2. Padahal,

menurut data pasien positif Covid-19 sebagian besar merupakan orang tanpa

gejala. Hal tersebut menunjukkan bahwa strategi pengendalian infeksi Covid-

19 yang berfokus pada pasien bergejala tidak cukup untuk mencegah

penyebaran Covid-19.

Perlu adanya metode diagnostik berskala besar untuk mengetahui

penyebaran virus di populasi secara efektif atau cepat, komprehensif, dan juga

sensitif yang tentunya dengan harga yang cukup mudah dijangkau oleh

masyarakat. Hal ini akan memungkinkan adanya isolasi cepat terhadap orang

yang terinfeksi. Oleh karena itu, kami sebagai generasi penerus bangsa

berinovasi untuk membuat “Deteksi Sars-Cov-2 dengan Metode RT-LAMP

Berbasis IOT untuk Pemetaan Pasien Covid-19” sebagai upaya pencegahan

dan pengendalian virus Covid-19. Feranisa (2016), menjelaskan bahwa RT-

LAMP mempunyai kemampuan deteksi SARS-CoV-2 dengan kemampuan

yang setara dengan PCR atau swab test, bahkan terbukti lebih sensitif dan

spesifik serta dapat menguji dengan waktu yang cepat. Selain itu, karena RT-

LAMP menggunakan suhu isotermal, maka tidak membutuhkan mesin

thermocycler atau alat khusus yang mahal. Saat ini juga ada proyek serupa

3

untuk deteksi SARS-CoV-2 dengan metode RT-LAMP berbasis Arduino.

Proyek tersebut dianggap dapat mendeteksi beberapa partikel virus Covid-19

dengan biaya yang cukup murah karena menggunakan metode kolorimetri

untuk mendeteksi DNA yang diproduksi (create.arduino.cc). Namun, proyek

tersebut hanya fokus pada cara deteksi Covid-19 dengan harga cukup murah

sehingga tidak memperhatikan kemungkinan adanya kontaminasi pada saat tes

sampel serta tidak dikembangkan lagi untuk memberikan pemetaan data lokasi

terinfeksi Covid-19 dengan tujuan mempermudah petugas Covid-19 dalam

melakukan tindakan berdasarkan data demi mengurangi penyebaran Covid-19.

Oleh karena itu, harapannya dengan menggunakan metode RT-LAMP kami

dapat menciptakan suatu desain deteksi RNA SARS-CoV-2 dengan biaya

yang murah, praktis, efisien waktu, dan mempunyai sistem penyimpanan data

guna memetakan lokasi penderita Covid-19.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang di atas maka dapat dirumuskan

permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana cara kerja alat detaksi SAR-CoV-2 dengan metode RT-LAMP

yang disertai penyimpanan data lokasi penderita Covid-19 dengan

komponen yang mudah didapat oleh masyarakat?

2. Bagaimana desain alat deteksi SARS-CoV-2 dengan metode RT-LAMP

yang disertai penyimpanan data lokasi penderita Covid-19?

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui cara kerja RT-LAMP yang disertai penyimpanan data lokasi

penderita Covid-19 dengan menggunakan komponen yang mudah didapat

oleh masyarakat.

2. Mengetahui desain yang sesuai untuk membuat alat deteksi SARS-CoV-2

dengan metode RT-LAMP yang disertai sistem penyimpanan data lokasi

penderita Covid-19.

1.4 Manfaat

Penelitian ini dapat bermanfaat secara teoritis dan praktis sebagai berikut :

4

1.4.1 Teoritis

Secara teoritis penelitian ini bermanfaat untuk :

a. Menambah sumber pengetahuan mengenai pengembangan metode RT-

LAMP sebagai alat deteksi SARS-CoV-2.

b. Sumber informasi bagi penelitian sejenis untuk masa yang akan datang

c. Kontribusi dalam bidang teknologi, khususnya pengembangan metode

RT-LAMP sebagai alat deteksi SARS-CoV-2 yang murah, cepat,

sensitif, dan efektif.

1.4.2 Praktis

Secara praktis penelitian ini bermanfaat untuk :

a. Pelajar lebih mudah memahami informasi mengenai pengembangan

metode RT-LAMP sebagai alat deteksi SARS-CoV-2 dan lebih

termotivasi dalam melakukan penelitian dalam bidang teknologi untuk

kemajuan sektor kesehatan.

b. Peneliti mempunyai landasan di masa mendatang sebagai pelajar yang

mempunyai kemampuan dalam mengembangkan metode RT-LAMP

sebagai alat deteksi SARS-CoV-2.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 RT-LAMP

Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP)

adalah metode amplifikasi asam nukleat satu langkah untuk menggandakan urutan

RNA tertentu. Dengan mendiagnosis penyakit menular yang disebabkan oleh

virus RNA dan menggabungkan deteksi DNA LAMP dengan traskripsi balik,

membuat cDNA dari RNA sebelum menjalankan reaksi. RT-LAMP tidak

memerlukan siklus termal (tidak seperti PCR) dan dilakukan pada suhu konstan

antara 60-65oC. RT-LAMP digunakan untuk mendeteksi virus RNA (Group S II,

IV, dan V pada sistem Klasifikasi virus Baltimore), seperti virus COVID-19.

Metode ini mengamplifikasi fragmen DNA melalui mekanisme sintesis dan pemi-

sahan rantai DNA secara otomatis yang dilakukan oleh enzim DNA polimerase

dan 4 buah primer yang mengenal 6 daerah spesifik, dengan 3 daerah di masing-

masing ujung fragmen DNA-nya. Forward inner primer (FIP) terdiri atas sekuen

komplementer F1 di ujung 5’, linker TTTT dan sekuen F2 di ujung 3’. Forward

outer primer (F3) merupakan sekuen F3. Backward inner primer (BIP) terdiri atas

sekuen komple-menter B1 di ujung 5’, linker TTTT dan sekuen B2 di ujung 3’.

Backward outer primer (B3) merupakan sekuen B3.

Reaksi LAMP terdiri atas tahapan produksi material awal berupa struktur

dumb-bell (starting material producing step), tahapan amplifikasi siklus (cycling

amplification step) dan tahapan perpanjangan dan siklus berulang (elongation and

recycling step). Reaksi pada produksi material awal merupakan tahapan yang

kritis untuk keberhasilan reaksi LAMP (Gambar 2). Bagian F2 dari FIP akan

menempel pada bagian F2c dari DNA template (1) dan akan dilanjutkan dengan

perpanjangan DNA ke arah 3’ (2). Selanjutnya Forward outer primer (F3) akan

menempel pada sekuen F3c dari template DNA dan dilanjutkan per- panjangan

DNA (3). Perpanjangan ini akan menyebabkan terlepasnya rantai DNA hasil

perpanjangan dari primer FIP (5). Rantai DNA yang lepas akan mem- bentuk loop

pada ujung 5’ yaitu dengan hibridisasi bagian F1 hasil polimerasi dengan F1c dari

primer FIP (6). Semen- tara perpanjangan dari primer BIP dan pelepasannya oleh

6

reaksi polimerasi dari primer B3. Utas rantai yang terlepas akan menghasilkan

loop karena hibridisasi B1 pada BIc dan pada ujung yang lain terbentuk loop

karena hibrididasi F1 pada F1c, sehingga membentuk struktur dumb bell (8).

Struktur terakhir ini akan diguna- kan sebagai bahan utama pada tahapan

amplifikasi berikutnya dengan primer FIP dan BIP. Reaksi ini akan menghasilkan

beberapa bentuk struktur DNA dengan ukuran yang berbeda-beda. Keterangan

lebih lanjut tentang bentuk-bentuk tersebut bisa dibaca pada Notomi et al. (2000)

atau di website (http://loopamp. eiken.co.jp/e/lamp/principle.html). Campuran

reaksi yang digunakan dalam LAMP mirip dengan campuran reaksi pada PCR

kecuali beberapa komponen. Enzim yang digunakan adalah Bst (Bacillus

steatothermopilus) DNA poli- merase yang bekerja optimum pada suhu 60-65°C.

Primer yang digunakan sejum- lah 4 buah dengan perbandingan inner primer (FIP,

BIP) dan outer primer (F3, B3) sebesar 8:1 dan pada umumnya sejumlah 40 dan 5

pmol. Betaine diguna- kan untuk destabilisasi struktur rantai ganda DNA sehingga

mudah untuk memisahkan 2 utas rantai DNA dan digunakan pada konsentrasi 0,8

M (Thai et al., 2004), 1 M (Notomi et al., 2000) dan 1,6 M (Gunimaladevi et al.,

2004, 2005; Savan et al., 2004).

Salah satu faktor penting dalam LAMP adalah sekuen dari primer.

Hibridisasi keempat primer pada DNA target pada tahap initial (awal) merupakan

titik kritis untuk efisiensi LAMP, sehingga sekuens dan ukuran primer-primer

perlu ditentukan agar temperature melting-nya (Tm) ber- ada pada kisaran tertentu

yang optimum. Tm sekuen F2 dan B2 pada primer FIP dan BIP dibuat pada

kisaran 60-65oC, temperatur yang optimum untuk Bst DNA polimerase. Tm

untuk F1c dan B1c dipilih yang sedikit lebih tinggi dibandingkan F2 dan B2

sehingga akan segera mem- bentuk struktur loop setelah terlepas dari DNA

templatenya. Sedangkan Tm untuk F2 dan B2 pada outer primer (F3 dan B3)

dipilih lebih rendah dari F2 dan B2 untuk meyakinkan bahwa sintesis dimulai dari

inner primer. Di samping itu konsentrasi outer primer sekitar 1/8 dari konsentrasi

inner primer (Notomi et al., 2000). Reaksi LAMP dilakukan pada kisaran

temperatur yang optimum untuk Bst DNA polimerase diantaranya pada 63oC

(Iwamoto et al., 2003, Thai et al., 2004, Gunimaladevi et al., 2005) atau 65oC

(Gunimaladevi et al., 2004, Savan et al., 2004, Yeh et al., 2005a).

7

Pembentukan struktur dumb-bell merupakan titik kritis pada tahapan

cycling. Jarak loop sangat menentukan terbentuknya struktur ini dan ukuran loop

antara F2c (B2c) dan F1c (B1c) sebesar 40 basa atau lebih memberikan hasil yang

lebih baik. Tahapan pelepasan rantai DNA merupakan tahap yang penting, oleh

karena itu ukuran target DNA tidak bisa sangat besar. Ukuran target DNA ter-

masuk F2 dan B2 hendaknya kurang dari 300 bp, dan ukuran sejumlah 130 dan

200 bp memberikan hasil yang baik. (Notomi et al., 2000).

Penjelasan prinsip kerja LAMP di atas menggunakan DNA sebagai

targetnya. Teknik LAMP juga dapat digunakan untuk mendeteksi RNA sebagai

bahan genom- nya dengan melakukan reverse transkrip- si yang dilanjutkan

dengan LAMP (RT- LAMP). Notomi et al. (2000) berhasil mendeteksi mRNA

dari 1 sel K562 yang mengekpresikan antigen spesifik prostate dalam campuran

dengan 1.000.000 sel yang tidak menghasilkan antigen. Hal ini sesuai dijelaskan

pada caara kerja RT-LAMP sebagai alat deteksi massal yang diharapkan secara

garis besar dibagi menjadi 2, yaitu RT-LAMP itu sendiri sebagai deteksi

keberadaan virus Sars-CoV-2 pada individu, serta bagian pengumpulan dan

pemrosesan data untuk membantu pemetaan penyakit di masyarakat. Dalam RT-

LAMP sendiri, secara umum, prosesnya sesuai dengan gambar 1 (Augustine et al.,

2020).

Gambar 1 Proses RT-LAMP

Sumber: Augustine et. al., 2020

8

Sesuai gambar tersebut, urutan RT-LAMP nantinya yaitu pengumpulan sampel,

pemanasan, pencampuran sampel dengan bahan LAMP lainnya, pemanasan, dan

pengamatan hasil. Hasil tersebut nantinya akan berupa warna, karena proses ini

adalah kolorimetrik.

2.2 Mikrokontroller dan Internet of Things (IoT)

Mikrokontroller adalah komputer dalam bentuk chip (Husain et al., 2016).

Sesuai namanya, alat ini memiliki ukuran yang relatif kecil dan dapat membantu

manusia untuk mengontrol objek (utamanya yang digerakkan dengan listrik).

Dengan adanya alat ini, manusia dapat dengan mudah menanamkan program yang

dapat diubah-ubah dan diterapkan pada suatu sistem. Dalam penerapannya,

mikrokontroller dapat digunakan untuk membantu peneliti dalam laboratorium

analitik tanpa perlu menguasai bidang elektronika (Furter & Hauser, 2018),

Mengolah data dari sensor (Reverter, 2018), dan lainnya.

Mikrokontroller dijual dalam beberapa merk dagang, seperti Atmel,

Altera, EPSON Semiconductor, dan lainnya. Namun jika penggunaannya untuk

proyek atau percobaan bagi pemula, telah tersedia modul mikrokontroller.

Contohnya adalah Arduino dan Espressif Systems. Kedua modul mikrokontroller

ini memiliki beberapa macam kelebihan masing-masing, seperti kemudahan

penggunaan, tersambungnya dengan akses WiFi, dan lainnya. Kedua merk ini

juga telah terdapat di Indonesia, sehingga mudah dicari.

IoT dilimiki oleh Arduino (beberapa), Espressif Systems, Xbee, WhizFi,

dan lainnya, tetapi beberapa orang biasa menggunakan Espressif Systems karena

lebih murah (Maier et al., 2017). Menurut Maier et al. (2017), meski bentuknya

relatif kecil, penggunaanya cukup mudah. Contoh penggunaan modul ini adalah

pengiriman data volume infus (Sasmoko & Wicaksono, 2017) dan osiloskop

berbasis ponsel cerdas (Maier et al., 2017). Hal ini menunjukkan, dalam

penerapannya, modul ini dapat diakses melalui web maupun ponsel cerdas.

2.3 Global Positioning System (GPS)

GPS digunakan untuk mendapatkan informasi posisi, kecepatan, dan

waktu dari satelit (Abulude et al., 2015). Sistem ini terdiri dari tiga komponen

utama, yaitu satelit, ground station, dan reciever. Ground station akan

memastikan satelit berada pada tempat yang seharusnya, kemudian reciever akan

9

menerima informasi dari satelit. Dalam menentukan posisi, reciever akan

menerima setidaknya 4 bacaan satelit, sehingga dapat memastikan lokasinya

berdasarkan perpotongan ruang lingkup masing-masing satelit tersebut. Dalam

memberikan informasi waktu, satelit yang menggunakan jam atom, akan

memberikan waktu yang sangat akurat, kemudian reciever akan mengolah

informasinya menggunakan persamaan relativitas einstein. Hal ini dikarenakan

waktu berjalan lebih lambar di luar angkasa. GPS tidak membutuhkan koneksi

internet. GPS telah diterapkan dalam berbagai bidang, seperti agrikultur

(precision soil sampling), kelautan (memberikan rute tercepat), rel (menghindari

kecelakaan), dan lainnya.

2.4 Penelitian Terkait Sebelumnya

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, terdapat seseorang yang telah

membuat proyek RT-LAMP dengan menggunakan arduino. Proses tersebut

menggunakan single-stage RT-LAMP (New England Biolabs, 2020). Oleh

karenanya, proyek tersebut menggunakan proses sekali pemanasan, dengan

menggunakan protokol yan telah disediakan oleh sumber tersebut. Berdasarkan

hal tersebut, beberapa bahan yang digunakan adalah Arduino uno, pin header 90

degrees bend, M2 12 mm screws,PSMN4R3-30PL N-Channel MOSFET,

beberapa 1/4 W Resistors, RGB LED, Aluminium Square Rod 10mm,

Adafruit TCS34725 Breakout Board, Cement Power Resistor 7W 22 Ohm,

Vishay VLMU3100-GS08, dan maxim integrated max31820 1-wire ambient

temperature sensor. Alat yang digunakan adalah gergaji besi, bor, dan 3D-

printer. Di dalam protokol tersebut disebutkan bahwa informasinya hanya dapat

digunakan untuk keperluan penelitian. Oleh karenanya, perlu dilakukan

penyesuaian metode, alat, dan bahan, dengan proyek yang digagas.

10

BAB III

METODE PENULISAN

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah studi literatur yang

didasarkan pada permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian. Dengan

menggunakan studi literatur, penelitian tidak harus turun ke lapangan untuk

memperoleh data. Segala data diperoleh melalui sumber pustaka atau dokumen

seperti jurnal, artikel, ataupun web. Penelusuran pustaka tersebut selain digunakan

untuk menyiapkan kerangka penelitian juga digunakan untuk memanfaatkan

segala sumber perpustakaan untuk mendapatkan data penelitian. Meskipun studi

literatur terlihat mudah, kenyataannya metode ini membutuhkan ketekunan yang

tinggi supaya dapat memperoleh data, analisis data, serta kesimpulan yang sesuai

dengan tujuan yang diharapkan.

Dengan demikian, pertama-tama dilakukan penelusuran pustaka untuk

menyiapkan kerangka. Bagian ini membutuhkan persiapan yang optimal dan

ketekunan dalam mencari dan memanfaatkan sumber perpustakaan. Lalu,

dihasilkan bab satu hingga tiga. Selesai itu, dilakukan diskusi untuk

memanfaatkan sumber perpustakaan dalam memperoleh data. Setelah itu,

sampailah ditahap dimana harus melakukan analisis matang untuk memperoleh

kesimpulan sesuai tujuan. Sehingga pada akhirnya semua data yang tertuang

dalam setiap sub bab dapat menjawab rumusan masalah penelitian.

11

BAB IV

HASIL PENELITIAN

4.1 Cara Kerja Alat

Cara kerja RT-LAMP sebagai alat deteksi massal secara garis besar dibagi

menjadi 2, yaitu RT-LAMP sebagai deteksi keberadaan virus Sars-CoV-2 pada

individu, serta bagian pengumpulan dan pemrosesan data untuk membantu

pemetaan penyakit di masyarakat. Flowchart cara kerja alat diberikan pada

gambar 2.

Cara kerja RT-LAMP sesuai dengan yang telah disebutkan pada tinjauan

pustaka. Hal ini dikarenakan protokol yang digunakan proyek sebelumnya masih

terbatas peruntukannya. Meski begitu, terdapat beberapa alat dan bahan yang

perlu dipertimbangkan untuk digunakan pada usulan proyek ini. Beberapa

perbedaan yang didapati, yaitu senyawa yang digunakan menggunakan LAMP

mastermix powder yang terdapat pada literatur sebelumnya, sehingga

kolorimetriknya menggunakan phenol red; tidak digunakan PID control, tetapi

hanya sensor temperatur dan sedikit program arduino; menggunakan sensor ldr

untuk menentukan keadaan terbuka dan tertutupnya wadah; dan RGB bernilai 1

atau positif ketika larutan berubah menjadi merah.

Perubahan LAMP mastermix powder yang digunakan dikarenakan

penggunaan langkah yang berbeda, sehingga penulis mengikuti senyawa yang

dianjurkan pada literatur yang ada. Penggunaan sensor suhu dan program arduino

untuk menjalankannya dikarenakan kontrol suhu dirasa dapat langsung dikontrol

dengan sensor dan penggunaan program syarat. Meski begitu, sensor dan respon

mikrokontroller diharapkan cukup cepat, sehingga perubahan suhu pada power

resistor yang cukup cepat dapat terkontrol. Penggunaan sensor ldr disebabkan

karena belum ada komponen pada proyek sebelumnya untuk mengetahui keadaan

tertutup dan terbuka pada alat. Pemberian nilai pada RGB mengikuti pewarna

yang digunakan pada senyawa yang dicampurkan.

Alat dan bahan lain yang digunakan sama dengan yang telah digunakan

oleh proyek tersebut. Alat yang digunakan adalah mesin 3D printing dan alat

bantu pembuatan rangka untuk membuat kotak tempat reaksi berjalan. Bahan

12

yang digunakan adalah mikrokontroller (dapat berupa arduino uno, esp, dan

lainnya yang memiliki atau dapat ditambah dengan modul wifi); tabung sampel;

alat pemanas yang menggunakan power resistor (bisa menggunakan 7 Watt 22

Ohm karena sesuai untuk pemanasan suhu 60-65°C dengan cepat dengan besar

sumber tegangn tertentu); kebutuhan mekanik dan elektronik (kabel, mur dan

lainnya); dan sampel.

Untuk menjalankan tahap selanjutnya, dibutuhkan tambahan berupa akses

internet (berada pada mikrokontroller), modul gps dan shieldnya, serta sd card

(digunakan untuk penyimpanan tanpa akses internet). Pada tahap ini, diharapkan

hasil pemeriksaan dapat memberi informasi lokasi pada pemeriksa (diharapkan

bisa dilaksanakan secara door to door, sehingga dapat diketahui tempat tinggal

orang yang telah diperiksa, baik yang positif maupun negatif). Hal ini bertujuan

agar pihak yang berwenang dapat mengetahui secara pasti mana daerah yang

banyak pasien COVID-19 –nya dan dapat memberikan regulasi yang based on

data.

Cara kerja tahap kedua secara umum telah digambarkan pada gambar 2.

Setelah hasil dibaca sensor RGB, mikrokontroller akan membedakan hasil yang

dianggap positif dan tidak. Masing-masing akan dibaca lokasi dan waktu

pemeriksaannya melalui modul gps. Selanjutnya, mikrokontroller akan

menyimpan data status, waktu, dan lokasi pemeriksaan sesuai dengan hasil

pemeriksaan, sehingga akan ada dua file. Hal ini bertujuan untuk memudahkan

pemetaan. Kemudian, mikrokontroller akan mengirimkan datanya ke server. Data

tersebut dapat diakses oleh pihak tertentu yang diberi kewenangan. Penyimpanan

data akan dilakukan melalui akses internet (dengan database di server) dan tanpa

akses internet. Hal ini bertujuan untuk mem-back-up data. Pembahasan mengenai

antarmuka dari alat dan client tidak dibahas secara rinci, tetapi terdapat beberapa

hal yang telah terpikirkan. Antarmuka diharapkan dapat menampilkan data dalam

bentuk peta yang berisi titik pemeriksaan. Peta dapat diubah untuk melihat hasil

pemeriksaan yang positif, dan/atau negatif. Diharapkan juga, data kependudukan

dapat terintegrasi dengan peta pemeriksaan ini, sehingga identitas pasien dapat

diketahui dengan mudah.

13

Gambar 2 Flowchart cara kerja alat

Mulai

Masukkan sampel ke

tabung sampel

Tutup wadah; LDR membaca

kegelapan; Power resistor

memanaskan; n=1

Temperatur

>= 60°C &&

n==300

Sensor temperatur

membaca; delay 1 detik;

n=n+1

False

True

Campurkan dengan

LAMP mastermix

powder; n=0

Temperatur

>= 60°C &&

n==2700

Sensor temperatur

membaca; delay 1 detik;

n=n+1

False

True

Power resistor mati;

Sensor RGB membaca

warna hasil reaksi

positif

Status =1 Status = 0

True

False

Baca lokasi

dan waktu

dari GPS;

Simpan

data di file1

Baca lokasi

dan waktu

dari GPS;

Simpan

data di file2

Kirim data ke server dan

masukkan ke software map

yang memungkinkan

penunjukkan banyak lokasi

secara langsung

Selesai

14

4.2 Desain Alat

Desain alat ini masih berupa gambaran kasar. Hal ini dikarenakan belum

dilakukannya pembuatan secara langsung, sehingga wiring dan coding belum

diketahui. Hal ini akan berpengaruh kepada susunan komponen mana yang akan

menghasilkan pembacaan terbaik. Desain alat ini dapat dilihat pada gambar 3.

Pada desain tersebut, hanya terlihat mikrokontroller (arduino uno) dan wadah

pemanasan. Modul gps, modul wifi (jika ada), dan sd card akan dipisahkan dari

wadah tersebut. Ketiga komponen tersebut akan diletakkan di atas shield gps yang

tentu akan diberikan penutupnya juga. Di dalam wadah tersebut, terdapat semua

komponen selain yang disebutkan di atas. Modul RGB akan diletakkan dibawah

tutup, sehingga dapat dengan mudah membaca warna. LDR diletakkan di bagian

bawah wadah, sehingga dapat mengetahui ketika wadah benar telah tertutup atau

tidak. Power resistor dan tabung sampel diletakkan ditengah bersama sensor suhu.

Wadah pemanas memiliki bagian bawah yang terhubung dengan pin header 90

degrees bend, sehingga dapat terhubung langsung ke arduino (nanti akan melalui

shield gps).

Gambar 3 Desain alat

15

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari pemaparan sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa RT-LAMP dapat

diterapkan menggunakan bahan yang terjangkau dan dapat ditemukan di

masyarakat, serta dapat dilakukan proses penyimpanan lokasi melalui modul gps.

Selain itu telah diusulkan desain alat, sehingga kedepannya dapat direalisasikan

alat yang terjangkau, memiliki durasi keluarnya hasil relatif cepat, dan dapat

membantu pemeriksaan secara massal.

5.2. Saran

Bagi pembaca, disarankan meneliti kembali studi literatur yang telah

dibuat dalam karya ini. Hal ini dapat dilakukan secara teoritis maupun empiris,

sehingga perkembangan alat deteksi COVID-19 yang terjangkau dan massal dapat

segera terbentuk.

16

DAFTAR PUSTAKA

Abulude, F.O., Akinnusotu, A. & Adeyemi, A., 2015. GLOBAL POSITIONING

SYSTEM AND ITS WIDE APPLICATIONS. Continental J. Information

Technology, 9(1), pp.22-32.

Anonim. 2020. The Pocket Lamp - Illuminating SARS-COV-2,

(https://create.arduino.cc diakses pada 12 Agustus 2020)

Aini, Nur. 2020. Doni Monardo: Harga Tes PCR Covid-19 akan Distandardisasi,

(https://republika.co.id diakses pada 13 Agustus 2020).

Augustine, R. et al., 2020. Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP): A

Rapid, Sensitive, Specific, and Cost-Effective Point-of-Care Test for

Coronaviruses in the Context of COVID-19 Pandemic. biology, 9(182), pp.1-17.

Bernheim, Adam ; Xueyan Mei; Mingqian Huang; Yang Yang; Zahi A.

Fayad; Ning Zhang; Kaiyue Diao; Bin Lin; Xiqi Zhu; Kunwei Li; Shaolin

Li; Hong Shan; Adam Jacobi; Michael Chung. 2020. Chest CT Findings in

Coronavirus Disease-19 (COVID-19): Relationship to Duration of Infection.

Radiology, (Online), 295(3), (https://pubs.rsna.org, diakses 13 September 2020).

Caruso, Damiano; Marta Zerunian; Michela Polici; Francesco Pucciarelli; Tiziano

Polidori; Carlotta Rucci; Gisella Guido; Benedetta Bracci; Chiara De

Dominicis; Andrea Laghi. 2020. Chest CT Features of COVID-19 in Rome, Italy.

Radiology, (Online), 296(2), (https://pubs.rsna.org, diakses 13 September 2020).

Feranisa, Anggun. 2016. Komparasi Antara Polymerase Chain Reaction (Pcr) dan

Loopmediated Isothermal Amplification (Lamp) dalam Diagnosis Molekuler.

ODONTO Dental Journal, 3(2), 145-151

Furter, J.S. & Hauser, P.C., 2018. Interactive control of purpose built analytical

instruments with forth on microcontrollers - A tutorial. Basel: Analytica Chimica

Acta.

Gunimaladevi, I., T. Kono, S.E. Lapatra, and M.Sakai. 2005. Aloop-mediated

isothermal amplification (LAMP) method fordetection of infectious hematopoietic

17

necrosis virus (IHNV) in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss).

Arch.Virol.50:899-909.

Handayani, Diah; Dwi Rendra Hadi; Fathiyah Isbaniah; Erlina Burhan; Heldy

Agustin. 2020. Penyakit Virus Corona 2019. Jurnal Respirologi Indonesia, 40(2),

119-128.

Husain, A., Hammad, M., Hafeez, K. & Zainab, T., 2016. Programming a

Microcontroller. International Journal of Computer Applications, 155(1), pp.1-5.

https://covid19unair.ac.id diakses pada 12 Agustus 2020.

Kono, T., R. Savan, M. Sakai, and T. Itami. 2004. Detection of white spot

syndrome virus in shrimp by loop- mediated isothermal amplification. J. Virol.

Methods.115: 59-65.

Maier, A., Sharp, A. & Vagapov, Y., 2017. Comparative Analysis and Practical

Implementation of the ESP32 Microcontroller Module for the Internet of Things.

In Internet Technologies and Applications. Wrexham, 2017. IEEE.

Murwantoko. 2006. Metode Loop-Mediated Isothermal Amplication Dan

Aplikasinya Untuk Deteksi Penyakit Ikan.( https://jurnal.ugm.ac.id diakses pada

26 September 2020)

New England Biolabs, 2020. Protocols. [Online] New England Biolabs Available

at: http://www.neb-online.de/literatur/Article/COVID-

19%20LAMP%20short%20protocol.pdf [Accessed 30 September 2020].

Notomi, T., H. Okayama, H. Masubuchi, T. Yonekawa, K. Wantanabe, N. Amino,

and T. Hase, 2000. Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic Acid

Research 28:e63.

Reverter, F., 2018. Interfacing sensors to microcontrollers. Smart Sensors and

MEMs, pp.23-55.

Sasmoko, D. & Wicaksono, Y.A., 2017. IMPLEMENTASI PENERAPAN

INTERNET of THINGS (IoT) PADA MONITORING INFUS

18

MENGGUNAKAN ESP 8266 DAN WEB UNTUK BERBAGI DATA. Jurnal

Ilmiah Informatika, 2(1), pp.90-98.

Savan, R., A. Igarashi, S. Matsuoka, and M. Sakai, 2004. Sensitive and rapid

detection of Edwardsiellosis in fish by a loop-mediated isothermal amplification

method. App. Environ. Microbiol. 70: 621-624.

Suciatiningrum, Dini. 2020. Beda Rapid Test, Pemeriksaan Swab, dan Metode PCR,

Mana Lebih Akurat?, (https://www.idntimes.com diakses 13 Agustus 2020).

Thai, H.T.C., M.Q. Le, C.D. Vuong, M. Parida, H. Minekawa, F. Hasabe, and

K. Morita. 2004. Development and evaluation of a novel loop-mediated

isothermal amplification method for rapid detection of severe acute respiratory

syndrome corona-virus. J. Clin. Microbiol. 42: 1956-1961.

World Health Organization. 2020. Saran penggunaan tes imunodiagnostik di

fasyankes (point of care) untuk COVID-19, (https://www.who.int diakses pada 13

Agustus 2020).

www.covid19.go.id diakses pada 12 Agustus 2020.

Yeh, H.Y., C.A. Shoemaker, and P.H. Klesius. 2005a. Evaluation of a loop-

mediated isothermal amplification method for rapid detection of channel catfish

Ictalurus punctatus important bacterial pathogen Edwardsiella ictaluri. J.

Microbiol. Methods 63: 36-44.

19

LAMPIRAN

FORMULIR PENDAFTARAN

SIMPOSIUM NASIONAL 2020

Nama UKM : UKM Penalaran

Asal Perguruan Tinggi : Universitas Airlangga

Alamat Perguruan Tinggi : Jl. Dr. Ir. H. Soekarno, Mulyorejo, Kec.

Mulyorejo, Kota SBY, Jawa Timur 60115

Judul Penelitian : DETEKSI SARS-COV-2 DENGAN METODE

RT-LAMP BERBASIS IOT UNTUK

PEMETAAN PASIEN COVID-19

DATA PERSONAL

1. KETUA

Nama : Annisa Intan Kholifatullah

Agama : Islam

Jurusan/Angkatan : Kesehatan Masyarakat

Tempat, Tanggal Lahir : Surabaya, 19 September 2001

Jenis Kelamin : Perempuan

Alamat : Jl. Pacarkembang X/I

Nomor Telepon/HP : 08884862866

Email : annisa.intan.kholifatullah-2019@fkm.unair.ac.id

2. ANGGOTA 1

Nama : Fahmi Ikhlasul Amalludin

Agama : Islam

Jurusan/Angkatan : S1-Biologi/2018

Tempat, Tanggal Lahir : Tuban, 23 Januari 2000

Jenis Kelamin : Laki-laki

Alamat : Wisma Permai Barat Blok FP-28 Surabaya

Nomor Telepon/HP : 082231807281

Email : fikhlasul54@gmail.com

3. ANGGOTA 2

Nama : Silvi Arum Maretna

20

Agama : Islam

Jurusan/Angkatan : Kimia/2019

Tempat, Tanggal Lahir : Mojokerto, 16 Maret 2001

Jenis Kelamin : Perempuan

Alamat : Jl.Raya Tawangsari N0.56 Kab.Mojokerto

Nomor Telepon/HP :082139023010

Email :silviarummaretna@gmail.com

Ketua

(Annisa Intan Kholifatullah)

Anggota 1 Anggota 2

(Fahmi Ikhlasul Amalludin) (Silvi Arum Maretna)

21

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS PENELITIAN

SIMPOSIUM NASIONAL PIKIR 2020

Judul Penelitian : DETEKSI SARS-COV-2 DENGAN METODE

RT-LAMP BERBASIS IOT UNTUK

PEMETAAN PASIEN COVID-19

Ketua Tim : Annisa Intan Kholifatullah

Anggota : 1 Fahmi Ikhlasul Amalludin

2 Silvi Arum Maretna

Kami bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa riset penelitian dengan

judul yang tersebut di atas benar merupakan penelitian orisinal yang dibuat oleh

peserta ataupun berasal dari UKM bersangkutan dan belum pernah diikutsertakan

dalam perlombaan pada Unit Kegiatan Mahasiswa yang diselenggarakan oleh

Perguruan Tinggi lain. apabila di kemudian hari terdapat kecurangan atau

pelanggaran hukum, kami bersedia mendapatkan sanksi yang berlaku. Demikian

pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya.

Surabaya, 29 September 2020

Ketua TIM

(Annisa Intan Kholifatullah)

NIM 101911133246