クロマトグラフィー。科学的発見の歴史と本質

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クロマトグラフィー。科学的発見の歴史と本質

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前世紀の多くの発見は、ロシアの科学者ミハイル・ツヴェットと彼のクロマトグラフィー分析法によるものです。多くの優れた研究者が彼の成功と多くのノーベル賞に負っています!

「...マイケル・ツベタの仕事がなければ、私たちすべての「顔料職人」は何もすることができなかったでしょう...」 - これは、ある有名な英国の科学者の意見です。

ミハイル・セメノビッチ・ツヴェト（1872–1919）-イタリア人女性とロシアの知識人の息子。彼はイタリアのトリノからそう遠くないアスティ市で生まれました。 1891年、ミハイルはジュネーブ体育館を卒業し、ジュネーブ大学の物理数学部に入学しました。 1896年XNUMX月、彼の論文「細胞生理学の研究。原形質、原形質膜、葉緑体の動きに関する知識のための資料」を発表した後、Tsvetは自然科学の医師の卒業証書を受け取りました。同じ年のXNUMX月に、彼はサンクトペテルブルクに到着します。

ミハイルは、ジュネーブ大学の学位がロシアで認められていないことを知りませんでした。したがって、彼は有名な植物学者アンドレイ・セルゲイビッチ・ファミントシンのために働かなければなりませんでした。彼はまた、鳥の右でクロロフィルを研究しました。サンクトペテルブルクで、ツヴェトは他の優れた植物学者や植物生理学者に会いました：I.P. ボロディン、M.S。ボロニン、A.N。ベケトフ。それは独創的で思慮深い思想家と熟練した実験者の素晴らしい社会でした。ツヴェトは葉緑体の研究を続け、同時に新しい修士試験と彼の論文の弁護の準備をしました。彼は1899年に試験に合格し、23年1901月XNUMX日にカザン大学で修士論文を擁護しました。

1901年XNUMX月以来、ツヴェットはワルシャワ大学の植物解剖学および生理学部で助手として働いています。自然主義者と医師のXI会議で、ミハイル・セメノビッチは「クロロフィルの生理学的研究の方法と課題」を報告し、最初に吸着クロマトグラフィーの方法について報告しました。

ミハイル・セメノビッチは長い間緑葉の色素を分離する問題を解決しましたが、それらは性質が非常に似ています。さらに、葉には他の非常に明るい色素、カロテノイドが含まれています。秋に黄色、オレンジ、紫の葉が現れるのはカロテノイドのおかげです。しかし、クロロフィルが破壊されるまでは、クロロフィルをカロテノイドから分離することはほとんど不可能でした。

Yu.Gとして。 Chirkov 氏は、「どうやら、カラーの発見は、当時粗雑で顔料にとって致命的だった分離方法への反応でした。これがその方法の XNUMX つです。

まずクロロフィルのアルコール抽出液を抽出し、その溶液に強アルカリ（苛性カリウム）を加えて３時間煮沸します。その結果、クロロフィルはその構成部分である緑色と黄色の色素に分解されます。

しかし、結局のところ、このポーションを作る過程で（ほとんど錬金術の操作）、天然のクロロフィルが破壊される可能性があります。そして、研究者は顔料の断片、さらにはそれらの化学変換の生成物を処理する必要があります。

S.E.は、この偉大な発見がどのようにして起こったかについて書いています。シュノール: 「彼はガラス管を取り出し、それにチョークの粉末を満たし、葉のアルコール抽出物を少量、最上層に注ぎました。抽出物の色は茶緑色で、チョーク柱の最上層も同じ色になりました。そして、M.S.は上から一滴ずつ滴を注ぎ始めました。溶剤の別の部分がチョークの粒子から顔料を溶出し、それがチューブの下に移動し、そこで新鮮なチョークの粒子が顔料を吸着し、次にそれらを顔料に与えます。溶媒の新しい部分です。移動溶媒に同伴され、さまざまな顔料がさまざまな速度でチョークカラムに沿って移動し、チョークカラム内に純粋な物質の均一な色のバンドを形成しました。それは美しかったです。明るい緑色のバンド、緑色よりわずかに黄色のバンドです- これらは XNUMX 種類のクロロフィル - とカロテノイドの明るい黄オレンジ色の帯です。MS はこの写真をクロマトグラムと呼びました。」

1903年、ミハイル・セメノビッチ・ツヴェトは「吸着現象の新しいカテゴリーとその生化学的分析への応用について」という報告を読みました。ここで初めて、彼は吸着分析の彼の方法の原理を詳細に説明します。

「この色は、液体に溶解した植物色素が無色の多孔質吸着剤の層を通過すると、個々の色素が着色ゾーンの形で配置されることを示しました。各色素は独自の色、または少なくとも色を持っています」とチルコフは書いています。吸着剤粉末（チョーク、粉砂糖など）は、不均一な強さでさまざまな顔料を吸着します（表面的に吸収します：ラテン語のadsorbereは「飲み込む」を意味します）：溶液の流れでさらに「滑る」可能性のあるものもあれば、溶けてしまうものもあります。色はクロマトグラムと呼ばれ、その方法はクロマトグラフィーと呼ばれます。

このようにして、一見克服できない問題が解決されました。その方法は独創的に単純であることが判明しました。これは、以前に使用された面倒で試薬を大量に消費する複雑な手順とはまったく異なります。

おそらく、この単純さが、彼の同時代のほとんどの人がこの驚くべき発見を受け入れなかったか、さらに悲しいことに、その著者に激しく反抗した理由です.

しかし、時がすべてを元の位置に戻してくれました。カラーはクロロフィル研究のためのクロマトグラフィーを発明しました。彼は最初にクロロフィルアルファとクロロフィルベータと呼ばれる物質を単離しました。それは、色素だけでなく、無色、無色の混合物（タンパク質、炭水化物）の研究にも適していることが判明しました。 XNUMX 世紀の XNUMX 年代までに、すでに数千件の研究がクロマトグラフィーに向けて行われていました。クロマトグラフィーは普遍的な方法になりました。

「... M. ツヴェットによって発見された物質のクロマトグラフィー分離の原理は、クロマトグラフィー分析のさまざまな方法の基礎となっています。その使用がなければ、XNUMX 世紀の科学技術における成果のほとんどは不可能でした...

これらすべての中心にあるのは、1つの一般的な考え方です。彼女は単純です。これは本質的に等比数列のアイデアです。すべての特性が非常に似ているXNUMXつの物質があるとします。沈殿も抽出も吸着も、それらを目立った程度に分離することはできません。たとえば、炭酸カルシウム（XNUMX％未満）などのXNUMXつの物質を表面に吸着させます。

言い換えれば、吸着剤上のその含有量は、別の吸着剤の含有量の 0,99 になります。吸着剤を溶媒で処理して、両方の物質の脱着（脱離）と溶出（洗い流し）を起こし、両方の物質を吸着剤から溶媒に移し、この結果として得られた溶液を吸着剤の新しい部分に移してみましょう。この場合、吸着剤の表面上の最初の物質の割合は、再び 0,99 番目の物質の含有量の 0,99 に等しくなります。つまり、最初の量の 0,99 x 0,98 = 0,98 に等しい部分が吸着されます。もう一度、溶出と吸着を再度実行します。これで、最初の物質の割合は、0,99番目の物質の含有量の0,97 x 1 \u200d XNUMXになります。吸着剤の次の部分にある最初の物質の含有量が XNUMX 番目の物質の含有量のわずか XNUMX% になるためには、吸着と溶出のサイクルを約 XNUMX 回繰り返す必要があります...

別々の物質への複数回の再吸着のアイデアは、非混和性溶媒系における物質の混合物の複数回の再分配に修正できます。これが分配クロマトグラフィーの基礎です。同じ考えが、物質の混合物が電場内のさまざまな吸着剤上を異なる速度で移動する現代の電気泳動法の根底にあります。

同じ原理が、多くの多孔質パーティションを介した拡散による同位体の分離に使用されます。」

Colorによって発見された物質のクロマトグラフィー分布の原理は、人間の活動のさまざまな分野で使用されています。特に、医学における抗生物質の分離と精製、および核燃料の製造における同位体の分離に使用されます。

著者: サミン D.K.

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