Хроматографія. Історія та суть наукового відкриття

ВАЖЛИВІ НАУКОВІ ВІДКРИТТЯ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Найважливіші наукові відкриття

Хроматографія. Історія та суть наукового відкриття

Найважливіші наукові відкриття

Довідник / Найважливіші наукові відкриття

Безліч відкриттів минулого століття зобов'язані російському вченому Михайлу Цвету та її методу хроматографічного аналізу. Велика кількість видатних дослідників завдячує йому своїми успіхами, а багато і Нобелівськими преміями!

"...Без робіт Майкла Кольори нам, усім "пігментникам", робити було б нічого..." - ось думка одного відомого англійського вченого.

Михайло Семенович Колір (1872-1919) - син італійки та російського інтелігента. Він народився в Італії в місті Асті, неподалік Туріна. В 1891 Михайло закінчив Женевську гімназію і вступив на фізико-математичний факультет Женевського університету. Представивши дисертацію "Дослідження фізіології клітини. Матеріали до пізнання руху протоплазми, плазматичних мембран та хлоропластів" Колір у жовтні 1896 року отримав диплом доктора природничих наук. У грудні цього року він приїжджає до Петербурга.

Михайло не знав, що вчений ступінь Женевського університету не визнається у Росії. Тому йому довелося працювати у відомого ботаніка Андрія Сергійовича Фамінціна, який також вивчав хлорофіл, можна сказати, на пташиних правах. У Петербурзі Колір познайомився з іншими видатними ботаніками та фізіологами рослин: І.П. Бородін, М.С. Вороніним, О.М. Бекетова. Це було блискуче суспільство оригінальних, багатих на ідеї мислителів і вмілих експериментаторів. Колір продовжив свої дослідження хлоропластів, готуючись у той же час до нових магістерських іспитів та захисту дисертації. Іспити він склав у 1899 році, а магістерську дисертацію він захистив у Казанському університеті 23 вересня 1901 року.

З листопада 1901 року Колір працює на посаді асистента кафедри анатомії та фізіології рослин у Варшавському університеті. На XI З'їзді дослідників природи та лікарів Михайло Семенович зробив доповідь "Методи та завдання фізіологічного дослідження хлорофілу", в якому вперше повідомив про метод адсорбційної хроматографії.

Михайло Семенович довгий час вирішував завдання поділу пігментів зеленого листа, а вони дуже близькі до властивостей. До того ж у листі присутні й інші, дуже яскраві, пігменти – каротиноїди. Саме завдяки каротиноїдам і восени з'являються жовте, помаранчеве, багряне листя. Однак доки хлорофіли не руйнуються, відокремити їх від каротиноїдів було майже неможливо.

Як зауважує Ю.Г. Чирков, "мабуть, відкриття Кольори стало реакцією на існуючі тоді грубі та вбивчі для пігментів методи їхнього поділу. Ось один із прийомів.

Спочатку видобували спиртову витяжку хлорофілу, потім її три години кип'ятили з додаванням в розчин міцного лугу (їдкого калію). В результаті хлорофіл розкладається на складові - зелений і жовтий пігменти.

Але ж у процесі виготовлення цього зілля (майже алхімічні маніпуляції) природний хлорофіл міг зруйнуватися. І тоді дослідник мав би справу зі шматками пігментів, а то й з продуктами їхнього хімічного перетворення».

У тому, як відбулося велике відкриття, пише С.Э. Шноль: "Він узяв скляну трубку, наповнив її порошком крейди і на верхній шар налив трохи спиртового екстракту листя. Екстракт був буро-зеленого кольору, і такого ж кольору став верхній шар крейдової колонки. А потім М.С. почав краплями лити зверху в трубку з крейдою чистий спирт Крапля за краплею чергова порція розчинника елюювала пігменти з крупинок крейди, які переміщалися вниз по трубці Там свіжі крупинки крейди адсорбували пігменти і в свою чергу віддавали їх новим порціям розчинника. різні пігменти, що захоплювалися рухливим розчинником, рухалися по крейдяній колонці з різною швидкістю і утворювали однорідні забарвлені смуги чистих речовин у стовпчику крейди: це було чудово: яскраво-зелена смуга, смуга трохи жовтіша за зелений - це два види хлорофілів - і яскрава жовто-оранжева. М.С. назвав цю картину хроматограмою.

У 1903 році Михайло Семенович Колір прочитав доповідь "Про нову категорію адсорбційних явищ і про застосування їх до біохімічного аналізу". Тут він уперше докладно викладає принцип свого методу адсорбційного аналізу.

"Колір показав, - пише Чирков, - що при пропусканні розчинених у рідині рослинних пігментів через шар безбарвного пористого сорбенту окремі пігменти розташовуються у вигляді пофарбованих зон - кожен пігмент має власний колір або хоча б відтінок. Порошок сорбенту (це може бути крейда, цукрова пудра) ...) адсорбує (поверхнево поглинає: латинське adsorbere означає "ковтати") різні пігменти з неоднаковою силою: одні можуть "проскочити" зі струмом розчину далі, інші виявляться затриманими ближче. - хроматографією".

Так було вирішено завдання, яке здавалося нерозв'язним. Метод виявився геніально простим. Він зовсім не схожий на громіздкі, що вимагали великої кількості реактивів складні процедури, що застосовувалися до цього.

Може, ця простота стала причиною того, що більшість сучасників або не сприйняли це дивовижне відкриття, або, що ще сумніше, різко повстала проти його автора.

Але час все розставив на свої місця. Колір винайшов хроматографію для досліджень хлорофілу. Він уперше виділив речовину, яку назвав хлорофілом альфа та хлорофілом бета. Він виявився придатним для досліджень не лише пігментів, а й безбарвних, незабарвлених сумішей – білків, вуглеводів. До шістдесятих років ХХ століття хроматографії було присвячено вже кілька тисяч досліджень. Хроматографія стала універсальним методом.

"...Принцип хроматографічного поділу речовин, відкритий М. Кольором, лежить в основі безлічі різноманітних методів хроматографічного аналізу. Без його використання була б неможлива більшість досягнень у науці та техніці XX століття...

В основі всього цього – одна спільна ідея. Вона проста. Це, власне, ідея геометричної прогресії. Нехай є дві речовини дуже близькі за всіма своїми властивостями. Ні осадженням, ні екстракцією, ні адсорбцією не вдається розділити їх помітною мірою. Нехай одна речовина адсорбується на поверхні, наприклад, карбонату кальцію (тобто менше 1%).

Іншими словами, його вміст на адсорбенті становитиме 0,99 від змісту іншого. Обробимо адсорбент будь-яким розчинником так, щоб відбулися десорбція (від'єднання) і елюція (змивання) обох речовин і обидва вони перейшли б з адсорбенту в розчинник, і перенесемо цей розчин на свіжу порцію адсорбенту. Тоді частка першої речовини на поверхні адсорбенту знову дорівнюватиме 0,99 від вмісту другої, тобто адсорбується частина, що дорівнює 0,99 х 0,99=0,98 від вихідної кількості. Ще раз проведемо елюцію і знову адсорбцію – тепер частка першої речовини становитиме 0,98 х 0,99 = 0,97 від вмісту другої. Щоб вміст першої речовини на черговій порції адсорбенту становив лише 1 відсоток від вмісту другої, потрібно повторити цикл адсорбції-елюції близько 200 разів.

Ідея багаторазової переадсорбції для поділу речовин може бути модифікована в багаторазове перерозподіл суміші речовин в системі розчинників, що не змішуються. Це – основа розподільчої хроматографії. Та сама ідея лежить в основі сучасних методів електрофорезу, коли суміш речовин рухається з різною швидкістю за різними адсорбентами в електричному полі.

Той самий принцип використовується при поділі ізотопів за допомогою дифузії через безліч пористих перегородок.

Принцип хроматографічного розподілу речовин, відкритий кольором, використовується в різних галузях людської діяльності. Зокрема, його застосовують для виділення та очищення антибіотиків у медицині та для поділу ізотопів при виробництві ядерного палива.

Автор: Самін Д.К.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Найважливіші наукові відкриття:

▪ Закон Ома

▪ Основні початки геології

▪ Концепція Великого вибуху

Дивіться інші статті розділу Найважливіші наукові відкриття.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Електробуси Volvo виїжджають на міські вулиці 18.05.2015

Компанія Volvo оголосила про те, що тестування електричних автобусів наближається до завершення і приблизно протягом місяця вони виїдуть на міські вулиці Гетеборга - одне з найбільших міст Швеції.

Перші екологічно чисті автобуси Volvo будуть курсувати за новим маршрутом, прокладеним у рамках проекту ElectriCity. Ця ініціатива, яку підтримують дослідницькі організації, учасники галузі та міська влада, націлена на розробку громадського транспорту нового покоління, що не забруднює навколишнє середовище.

Спочатку на маршрут виїдуть три повністю електричні автобуси Volvo, а також сім машин з гібридною силовою установкою. Заряджати батареї вони зможуть на кінцевих станціях. Причому енергію планується черпати переважно із відновлюваних джерел.

Автобуси завдовжки 10,7 метра розраховані на перевезення 86 пасажирів. Світлий сучасний салон обладнаний розетками для заряджання гаджетів, крім того, можливе підключення до Інтернету за допомогою бездротового зв'язку Wi-Fi. Автобуси почнуть курсувати 15 червня.

Потрібно зазначити, що компанія Volvo також має намір протестувати в Гетеборзі технологію створення дорожнього полотна із вбудованою системою бездротової підзарядки акумуляторів електричних транспортних засобів. Передбачається, що таке полотно зможе подавати енергію у ланцюг живлення електробусів безпосередньо під час їхнього руху.

Інші цікаві новини:

▪ Геймери приймають рішення швидше та точніше

▪ Штучна легенева тканина за прикладом легких ящірок

▪ Магнітна система, що перетворює тепло на механічний рух

▪ За рахунок енергії пасажирів

▪ Кого люблять комарі

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Поради радіоаматорам. Добірка статей

▪ стаття Герман Еммануїл Якович (Еміль Кроткий). Знамениті афоризми

▪ стаття Чим закінчилася дуель між двома англійцями, один із яких з'явився на неї голим? Детальна відповідь

▪ стаття Скордія. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Прямий запуск трифазного електродвигуна. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Люмінесцентна лінійна шкала. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт