PERAN ILMU KIMIA DALAM BIDANG KEDOKTERAN

PERAN ILMU KIMIA DALAM BIDANG KEDOKTERAN

PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG

Kimia analisis telah berada di garis depan dari semua ilmu sejak manusia telah tertarik dalam dunianya.

Kimia  analisis     merupakan  ilmu  kimia  yang  mendasari  analisis  dan  pemisahan sampel.  Analisis dapat bertujuan untuk menentukan  jenis komponen apa saja yang terdapat dalam suatu sampel (kualitatif), dan juga menentukan berapa banyak komponen yang ada dalam suatu sampel (kuantitatif).   Tidak semua unsur atau senyawa yang ada dalam sampel dapat dianalisis secara langsung, sebagian besar memerlukan proses pemisahan terlebih dulu dari unsur yang mengganggu.   Karena itu cara-cara atau prosedur pemisahan  merupakan hal penting juga yang dipelajari dalam bidang ini.

Dibandingkan  dengan cabang ilmu kimia lainnya seperti kimia anorganik, organik, fisik dan biokimia, maka kimia analisis mempunyai penerapan yang lebih luas.  Kimia analisis tidak saja dipakai di cabang ilmu kimia lainnya, tapi juga dipakai luas dalam cabang ilmu pengetahuan lain seperti ilmu lingkungan, kedokteran, pertanian, kelautan dan sebagainya.   Demikian juga di bidang industri, profesi, kesehatan dan bidang lainnya kimia analisis memberikan peranan yang tidak sedikit.

Dalam bidang kedokteran diperlukan berbagai analisis untuk menentukan  berbagai  unsur  atau  senyawa  dalam  sampel  seperti  darah,  urin, rambut, tulang dan sebagainya.    

Ditinjau dari caranya, kimia analisis digolongkan menjadi :

•   Analisis klasik

Analisis klasik berdasarkan pada reaksi kimia dengan stoikiometri yang telah diketahui  dengan pasti.   Cara ini disebut juga cara absolut karena penentuan suatu  komponen  di  dalam  suatu  sampel  diperhitungkan  berdasarkan perhitungan kimia pada reaksi yang digunakan.   Contoh analisis klasik yaitu volumetri  dan  gravimetri.     Pada     volumetri,  besaran  volume  zat-zat  yang bereaksi meupakan besaran yang diukur, sedangkan pada gravimetri, massa dari zat-zat merupakan besaran yang diukur.

•   Analisis instrumental

Analisis   instrumental   berdasarkan   sifat   fisiko-kimia   zat   untuk   keperluan analisisnya.      Misalnya  interaksi  radiasi  elektromagnetik  dengan  zat menimbulkan  fenomena  absorpsi,  emisi,  hamburan  yang  kemudian dimanfaatkan untuk teknik analisis spektroskopi.   Sifat fisiko–kimia lain seperti pemutaran  rotasi  optik,  hantaran  listrik dan panas,  beda  partisi  dan absorpsi diantara dua fase dan resonansi magnet inti melahirkan teknik analisis modern yang lain.   Dalam  analisisnya  teknik  ini   menggunakan  alat-alat  yang modern sehingga disebut juga dengan analisis modern.

Kimia adalah ilmu yang mempelajari mengenai komposisi, struktur, dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Kimia juga mempelajari pemahaman sifat dan interaksi atom individu dengan tujuan untuk menerapkan pengetahuan tersebut pada tingkat makroskopik. Menurut kimia modern, sifat fisik materi umumnya ditentukan oleh struktur pada tingkat atom yang pada gilirannya ditentukan oleh gaya antaratom dan ikatan kimia. Untuk memahami ilmu kimia, maka perlu diketahui asal kata Kimia (inggris: chemistry) yang berasal dari bahasa Mesir Keme yang berarti bumi adalah ilmu yang mempelajari tentang komposisi, stuktur, dan sifat materi, beserta segala perubahan yang menyertai terjadinya reaksi kimia.

Jangkauan kimia tidak hanya mempelajari materi nonhayati tapi juga materi hayati serta proses kimia yang terjadi dalam makhluk hidup itu sendiri baik yang ada di bumi dan luar angkasa.Ilmu kimia juga sering disebut sebagai Sentral Ilmu Pengetahuan. Sebab, ia dipakai, diterapkan, dan dibutuhkan untuk mendukung ilmu pengetahuan yang lain. Banyak sekali bidang-bidang ilmu yang lain terikat dengan ilmu ini, seperti bidang kedokteran, biologi, fisika, lingkungan, forensik, astronomi, farmasi, ilmu bahan, komputer, dan sebagainya.Dalam bidang forensic, digunakan sebagai aplikasi test DNA, bidang farmasi dipergunakan cara sintesis kimia organik, di bidang kedokteran bisa menjelaskan proses metabolisme obat oleh enzim. Dan, proses metabolisme makanan dapat dipelajari di cabang ilmu kimia yaitu biokimia. Analisis komposisi bintang dan benda angkasa yang lain sangat diperlukan oleh bidang astronomi.

Kimia sering disebut sebagai "ilmu andryan" karena menghubungkan berbagai ilmu lain, seperti fisika, ilmu bahan, nanoteknologi, biologi, farmasi, kedokteran, bioinformatika, dan geologi . Koneksi ini timbul melalui berbagai subdisiplin yang memanfaatkan konsep-konsep dari berbagai disiplin ilmu. Sebagai contoh, kimia fisik melibatkan penerapan prinsip-prinsip fisika terhadap materi pada tingkat atom dan molekul.
Kimia berhubungan dengan interaksi materi yang dapat melibatkan dua zat atau antara materi dan energi, terutama dalam hubungannya dengan hukum pertama termodinamika. Kimia tradisional melibatkan interaksi antara zat kimia dalam reaksi kimia, yang mengubah satu atau lebih zat menjadi satu atau lebih zat lain. Kadang reaksi ini digerakkan oleh pertimbangan entalpi, seperti ketika dua zat berentalpi tinggi seperti hidrogen dan oksigen elemental bereaksi membentuk air, zat dengan entalpi lebih rendah. Reaksi kimia dapat difasilitasi dengan suatu katalis, yang umumnya merupakan zat kimia lain yang terlibat dalam media reaksi tapi tidak dikonsumsi (contohnya adalah asam sulfat yang mengkatalisasi elektrolisis air) atau fenomena immaterial (seperti radiasi elektromagnet dalam reaksi fotokimia). Kimia tradisional juga menangani analisis zat kimia, baik di dalam maupun di luar suatu reaksi, seperti dalam spektroskopi.

Semua materi normal terdiri dari atom atau komponen-komponen subatom yang membentuk atom; proton, elektron, dan neutron. Atom dapat dikombinasikan untuk menghasilkan bentuk materi yang lebih kompleks seperti ion, molekul, atau kristal. Struktur dunia yang kita jalani sehari-hari dan sifat materi yang berinteraksi dengan kita ditentukan oleh sifat zat-zat kimia dan interaksi antar mereka. Baja lebih keras dari besi karena atom-atomnya terikat dalam struktur kristal yang lebih kaku. Kayu terbakar atau mengalami oksidasi cepat karena ia dapat bereaksi secara spontan dengan oksigen pada suatu reaksi kimia jika berada di atas suatu suhu tertentu.

Zat cenderung diklasifikasikan berdasarkan energi, fase, atau komposisi kimianya. Materi dapat digolongkan dalam 4 fase, urutan dari yang memiliki energi paling rendah adalah padat, cair, gas, dan plasma. Dari keempat jenis fase ini, fase plasma hanya dapat ditemui di luar angkasa yang berupa bintang, karena kebutuhan energinya yang teramat besar. Zat padat memiliki struktur tetap pada suhu kamar yang dapat melawan gravitasi atau gaya lemah lain yang mencoba mengubahnya. Zat cair memiliki ikatan yang terbatas, tanpa struktur, dan akan mengalir bersama gravitasi. Gas tidak memiliki ikatan dan bertindak sebagai partikel bebas. Sementara itu, plasma hanya terdiri dari ion-ion yang bergerak bebas; pasokan energi yang berlebih mencegah ion-ion ini bersatu menjadi partikel unsur. Satu cara untuk membedakan ketiga fase pertama adalah dengan volume dan bentuknya: kasarnya, zat padat memeliki volume dan bentuk yang tetap, zat cair memiliki volume tetap tapi tanpa bentuk yang tetap, sedangkan gas tidak memiliki baik volume ataupun bentuk yang tetap.

Tabel Periodik Unsur kimia

Tabel Periodik Unsur kimia

Definisi Ilmu Kimia:
Secara singkat, Ilmu Kimia adalah ilmu rekayasa materi yaitu mengubah suatu materi menjadi materi yang lain.
Secara lengkap, Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang :

• Susunan materi = mencakup komponen-komponen pembentuk materi dan perbandingan tiap komponen tersebut.
• Struktur materi = mencakup struktur partikel-partikel penyusun suatu materi atau menggambarkan bagaimana atom-atom penyusun materi tersebut saling berikatan.
• Sifat materi = mencakup sifat fisis (wujud dan penampilan) dan sifat kimia. Sifat suatu materi dipengaruhi oleh : susunan dan struktur dari materi tersebut.
• Perubahan materi = meliputi perubahan fisis/fisika (wujud) dan perubahan kimia (menghasilkan zat baru).
• Energi yang menyertai perubahan materi = menyangkut banyaknya energi yang menyertai sejumlah materi dan asal-usul energi itu.

Air yang dipanaskan akan berubah fase menjadi uap air.
Air (H2O) berbentuk cairan dalam suhu kamar karena molekul-molekulnya terikat oleh gaya antarmolekul yang disebut ikatan Hidrogen. Di sisi lain, hidrogen sulfida (H2S) berbentuk gas pada suhu kamar dan tekanan standar, karena molekul-molekulnya terikat dengan interaksi dwikutub (dipole) yang lebih lemah. Ikatan hidrogen pada air memiliki cukup energi untuk mempertahankan molekul air untuk tidak terpisah satu sama lain, tapi tidak untuk mengalir, yang menjadikannya berwujud cairan dalam suhu antara 0 °C sampai 100 °C pada permukaan laut. Menurunkan suhu atau energi lebih lanjut mengizinkan organisasi bentuk yang lebih erat, menghasilkan suatu zat padat, dan melepaskan energi. Peningkatan energi akan mencairkan es walaupun suhu tidak akan berubah sampai semua es cair. Peningkatan suhu air pada gilirannya akan menyebabkannya mendidih (lihat panas penguapan) sewaktu terdapat cukup energi untuk mengatasi gaya tarik antarmolekul dan selanjutnya memungkinkan molekul untuk bergerak menjauhi satu sama lain.

Ilmuwan yang mempelajari kimia sering disebut kimiawan. Sebagian besar kimiawan melakukan spesialisasi dalam satu atau lebih subdisiplin. Kimia yang diajarkan pada sekolah menengah sering disebut "kimia umum" dan ditujukan sebagai pengantar terhadap banyak konsep-konsep dasar dan untuk memberikan pelajar alat untuk melanjutkan ke subjek lanjutannya. Banyak konsep yang dipresentasikan pada tingkat ini sering dianggap tak lengkap dan tidak akurat secara teknis. Walaupun demikian, hal tersebut merupakan alat yang luar biasa. Kimiawan secara reguler menggunakan alat dan penjelasan yang sederhana dan elegan ini dalam karya mereka, karena terbukti mampu secara akurat membuat model reaktivitas kimia yang sangat bervariasi.
Ilmu kimia secara sejarah merupakan pengembangan baru, tapi ilmu ini berakar pada alkimia yang telah dipraktikkan selama berabad-abad di seluruh dunia.

Sejarah Kimia

Robert Boyle, perintis kimia modern dengan menggunakan eksperimen terkontrol, sebagai kontras dari metode alkimia terdahulu.

Akar ilmu kimia dapat dilacak hingga fenomena pembakaran. Api merupakan kekuatan mistik yang mengubah suatu zat menjadi zat lain dan karenanya merupakan perhatian utama umat manusia. Adalah api yang menuntun manusia pada penemuan besi dan gelas. Setelah emas ditemukan dan menjadi logam berharga, banyak orang yang tertarik menemukan metode yang dapat mengubah zat lain menjadi emas. Hal ini menciptakan suatu protosains yang disebut Alkimia. Alkimia dipraktikkan oleh banyak kebudayaan sepanjang sejarah dan sering mengandung campuran filsafat, mistisisme, dan protosains.

Alkimiawan menemukan banyak proses kimia yang menuntun pada pengembangan kimia modern. Seiring berjalannya sejarah, alkimiawan-alkimiawan terkemuka (terutama Abu Musa Jabir bin Hayyan dan Paracelsus) mengembangkan alkimia menjauh dari filsafat dan mistisisme dan mengembangkan pendekatan yang lebih sistematik dan ilmiah. Alkimiawan pertama yang dianggap menerapkan metode ilmiah terhadap alkimia dan membedakan kimia dan alkimia adalah Robert Boyle (1627–1691). Walaupun demikian, kimia seperti yang kita ketahui sekarang diciptakan oleh Antoine Lavoisier dengan hukum kekekalan massanya pada tahun 1783. Penemuan unsur kimia memiliki sejarah yang panjang yang mencapai puncaknya dengan diciptakannya tabel periodik unsur kimia oleh Dmitri Mendeleyev pada tahun 1869.

Penghargaan Nobel dalam Kimia yang diciptakan pada tahun 1901 memberikan gambaran bagus mengenai penemuan kimia selama 100 tahun terakhir. Pada bagian awal abad ke-20, sifat subatomik atom diungkapkan dan ilmu mekanika kuantum mulai menjelaskan sifat fisik ikatan kimia. Pada pertengahan abad ke-20, kimia telah berkembang sampai dapat memahami dan memprediksi aspek-aspek biologi yang melebar ke bidang biokimia.
Industri kimia mewakili suatu aktivitas ekonomi yang penting. Pada tahun 2004, produsen bahan kimia 50 teratas global memiliki penjualan mencapai 587 bilyun dolar AS dengan margin keuntungan 8,1% dan pengeluaran riset dan pengembangan 2,1% dari total penjualan .

1.2  TAHAPAN-TAHAPAN  ANALISIS KUANTITATIF

Dalam analisis kuantitatif terdapat empat tahap utama analisis yaitu: (1) sampling, (2) pengubahan analit ke dalam bentuk yang sesuai dengan pengukuran, (3) pengukuran, (4) perhitungan dan interpretasi data.

(1)   Sampling

Sampling dimaksudkan  untuk memilih contoh yang dapat menggambarkan  materi keseluruhan   yang   sebenarnya.       Meski   pun   seorang   analis   sering   langsung memperoleh   analat   yang  sudah   dalam   ukuran   laboratorium,   hendaknya   juga disadari  bahwa  informasi  tentang  bagaimana  sampling  dilakukan  merupakan  hal yang penting karena akan berkaitan dengan interpretasi data yang akan dilakukan.

Dalam analisis kimia, untuk bidang seperti laboratorium medis, sampel cairan tubuh pasien dianalisis untuk komposisi kimianya. Plasma darah, serum darah, urin, dan bahkan cairan tulang belakang dapat dianalisis untuk bahan kimia prinsip untuk menunjukkan kesehatan atau penyakit yang mungkin. Plasma darah digunakan umumnya dalam analisis kimia untuk mendeteksi kadar glukosa dalam darah, dan analisis penting untuk diabetes.

Serum darah dapat digunakan untuk mendeteksi array yang luas dari fungsi biokimia dalam tubuh manusia, seperti elektrolit untuk fungsi otak dan saraf, berfungsi merangsang hormon tiroid. Kimia darah manusia sangat kompleks, tetapi analisis kimia telah diurutkan keluar menjadi mudah dipahami.

Analisis kimia urin manusia dapat mengungkapkan sejumlah fungsi ginjal dan fungsi metabolisme. Hal ini juga penting untuk menggunakan urin untuk mendeteksi kemungkinan penggunaan narkoba sah pada individu itu dicurigai. Kimia urin sama berharganya dengan analisis kimia darah, karena juga bisa membuat fungsi tertentu yang dikenal dari organ-organ tubuh lainnya, dan bahkan menunjukkan masalah pada pasien diabetes.

Cerebral fluid (CSF) analisis kimia tulang belakang adalah alat yang sangat berguna untuk mendeteksi masalah-masalah neurologis banyak pasien. Protein dan glukosa hadir dalam CSF dapat mengindikasikan penyakit potensial ketika terdeteksi di luar rentang normal.

Manfaat analisis kimia dalam ilmu-ilmu alam seperti biologi dan disiplin lingkungan luar biasa untuk memahami dunia kita. Perusahaan farmasi tidak akan pernah bisa untuk penelitian obat alam yang potensial tanpa analisis kimia. Ini adalah suatu fungsi penting dalam pengaturan ilmiah, ahli geologi, arkeolog, dan bahkan ahli paleontologi akan buta tanpa itu.

Analisis Kimia telah membuka pikiran dan mata banyak ilmuwan selama ribuan tahun, dan telah lahir pengembangan obat baru dan bahan kimia untuk industri dan rumah. "Lebih baik hidup melalui kimia" tidak akan pernah menyindir jika bukan karena analisis kimia yang dicapai.