색층 분석기. 과학적 발견의 역사와 본질

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색층 분석기. 과학적 발견의 역사와 본질

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지난 세기의 많은 발견은 러시아 과학자 Mikhail Tsvet과 그의 크로마토그래피 분석 방법 덕분입니다. 많은 뛰어난 연구자들이 그에게 성공을 거두고 많은 노벨상을 받았습니다!

"...Michael Tsveta의 작업이 없었다면 모든 "색소 제조자"인 우리는 할 일이 없었을 것입니다 ..."-이것은 유명한 영국 과학자의 의견입니다.

Mikhail Semenovich Tsvet (1872–1919) - 이탈리아 여성과 러시아 지식인의 아들. 그는 Turin에서 멀지 않은 Asti시에서 이탈리아에서 태어났습니다. 1891년 미하일은 제네바 김나지움을 졸업하고 제네바 대학의 물리학 및 수학 학부에 입학했습니다. 1896년 XNUMX월, "세포 생리학 조사. 원형질, 원형질막 및 엽록체의 움직임에 대한 지식을 위한 자료"라는 논문을 발표한 후 Tsvet은 자연 과학 박사 학위를 받았습니다. 같은 해 XNUMX월 상트페테르부르크에 도착한다.

Mikhail은 제네바 대학의 학위가 러시아에서 인정되지 않는다는 사실을 몰랐습니다. 따라서 그는 새의 오른쪽에서 엽록소를 연구 한 유명한 식물 학자 Andrey Sergeevich Famintsin을 위해 일해야했습니다. 상트페테르부르크에서 Tsvet은 다른 뛰어난 식물학자와 식물 생리학자인 I.P. 보로딘, M.S. 보로닌, A.N. 베케토프. 독창적이고 사려 깊은 사상가들과 숙련된 실험가들로 이루어진 훌륭한 사회였습니다. Tsvet은 엽록체에 대한 연구를 계속하는 동시에 새로운 석사 시험과 논문 방어를 준비했습니다. 그는 1899년 시험에 합격했고 23년 1901월 XNUMX일 카잔 대학교에서 석사 논문을 옹호했습니다.

1901년 XNUMX월부터 Tsvet은 바르샤바 대학의 식물 해부학 및 생리학과 조교로 일하고 있습니다. 자연 주의자 및 의사의 XI 회의에서 Mikhail Semenovich는 "엽록소의 생리적 연구 방법 및 과제"라는 보고서를 작성하여 흡착 크로마토 그래피 방법에 대해 처음보고했습니다.

Mikhail Semenovich는 녹색 잎 안료를 분리하는 문제를 오랫동안 해결했으며 특성이 매우 유사합니다. 또한 잎에는 매우 밝은 다른 색소 인 카로티노이드가 포함되어 있습니다. 가을에 노란색, 주황색, 보라색 잎이 나타나는 것은 카로티노이드 덕분입니다. 그러나 엽록소가 파괴될 때까지 카로티노이드에서 분리하는 것은 거의 불가능했습니다.

Yu.G. Chirkov, "분명히 색상의 발견은 당시 조잡하고 안료에 치명적이었던 분리 방법에 대한 반응이었습니다. 여기에 방법 중 하나가 있습니다.

먼저 알코올성 엽록소 추출물을 추출한 다음 용액에 강알칼리(가성 칼륨)를 첨가하여 XNUMX시간 동안 끓였습니다. 결과적으로 엽록소는 녹색과 노란색 안료의 구성 부분으로 분해됩니다.

그러나 결국 이 물약을 만드는 과정(거의 연금술적인 조작)에서 천연 엽록소가 파괴될 수 있습니다. 그런 다음 연구원은 안료 조각과 화학적 변형 제품을 다루어야 할 것입니다.

위대한 발견이 어떻게 일어 났는지에 대해 S.E. Shnol: "그는 유리관에 분필 가루를 채우고 상층에 약간의 알코올 잎 추출물을 부었습니다. 추출물은 갈색-녹색이었고 분필 기둥의 상층은 같은 색이되었습니다. 그런 다음 MS는 위에서 한 방울 씩 방울을 붓기 시작했습니다. 용제의 또 다른 부분은 백악 알갱이에서 안료를 용출하여 튜브 아래로 이동하여 신선한 백악 알갱이가 안료를 흡착하고 차례로 그들에게주었습니다. 용매의 새로운 부분 이동성 용매에 동반되어 다른 안료가 다른 속도로 초크 컬럼을 따라 이동하고 초크 컬럼에서 순수한 물질의 균일한 색상 밴드를 형성했습니다. 아름다웠습니다. 밝은 녹색 밴드, 녹색보다 약간 노란색인 밴드 - 이들은 두 가지 유형의 엽록소입니다 - 그리고 카로티노이드의 밝은 노란색-주황색 밴드입니다. MS는 이 사진을 크로마토그램이라고 불렀습니다."

1903년에 Mikhail Semenovich Tsvet는 "흡착 현상의 새로운 범주와 생화학적 분석에 대한 적용에 관한" 보고서를 읽었습니다. 여기에서 처음으로 그는 흡착 분석 방법의 원리를 자세히 설명합니다.

Chirkov는 "색상은 액체에 용해된 식물 색소가 무색의 다공성 흡수제 층을 통과할 때 개별 색소가 유색 영역의 형태로 배열된다는 것을 보여주었습니다. 각 색소는 고유한 색을 갖거나 적어도 그늘 흡착제 분말 (분필, 가루 설탕 ...) 흡착 (표면적으로 흡수 : 라틴어 흡착기는 "삼키기"를 의미) 강도가 다른 여러 안료 : 일부는 용액의 흐름에 따라 더 "미끄러질"수 있으며 다른 일부는 지연 가까이 크로마토 그램이라고하는 색상과 크로마토 그래피 방법입니다.

따라서 극복할 수 없는 것처럼 보이는 문제가 해결되었습니다. 방법은 매우 간단했습니다. 이전에 사용되었던 번거롭고 시약 집약적인 복잡한 절차와는 다릅니다.

아마도 이 단순함 때문에 그의 동시대 사람들 대부분이 이 놀라운 발견을 받아들이지 않았거나 심지어 더 슬프게도 그 저자에 대해 날카롭게 반발한 이유일 것입니다.

그러나 시간은 모든 것을 제자리에 두었습니다. 엽록소 연구를 위한 컬러 발명 크로마토그래피. 그는 먼저 엽록소 알파와 엽록소 베타라고 부르는 물질을 분리했습니다. 그것은 안료뿐만 아니라 단백질, 탄수화물과 같은 무색의 무색 혼합물을 연구하는 데 적합하다는 것이 밝혀졌습니다. XNUMX세기 XNUMX년대까지 크로마토그래피에 대한 수천 건의 연구가 이미 수행되었습니다. 크로마토그래피는 보편적인 방법이 되었습니다.

"... M. Tsvet이 발견한 물질의 크로마토그래피 분리 원리는 다양한 크로마토그래피 분석 방법의 기초가 됩니다. 이를 사용하지 않았다면 XNUMX세기 과학 기술의 대부분의 성과는 불가능했을 것입니다 ...

이 모든 것의 중심에는 하나의 일반적인 아이디어가 있습니다. 그녀는 단순합니다. 이것은 본질적으로 기하학적 진행의 아이디어입니다. 모든 특성이 매우 유사한 두 물질이 있다고 하자. 침전도 추출도 흡착도 눈에 띄는 정도로 분리할 수 없습니다. 예를 들어, 탄산칼슘(즉, 1% 미만)과 같은 하나의 물질이 표면에 흡착되도록 하십시오.

즉, 흡착제의 함량은 다른 것의 0,99가 될 것입니다. 흡착제를 약간의 용매로 처리하여 두 물질의 탈착(탈리) 및 용출(세척)이 발생하고 두 물질 모두 흡착제에서 용매로 이동하고 이 결과 용액을 흡착제의 새로운 부분으로 옮깁니다. 그런 다음 흡착제 표면의 첫 번째 물질의 비율은 다시 두 번째 내용물의 0,99와 같을 것입니다. 즉, 초기 양의 0,99 x 0,99 = 0,98에 해당하는 부분이 흡착됩니다. 다시 한 번 용출 및 흡착을 다시 수행합니다. 이제 첫 번째 물질의 비율은 두 번째 함량의 0,98 x 0,99 \u0,97d 1이됩니다. 흡착제의 다음 부분에 있는 첫 번째 물질의 함량이 두 번째 물질의 함량의 200%만 되기 위해서는 흡착-용출 사이클을 약 XNUMX번 반복해야 합니다...

분리된 물질에 대한 다중 재흡착의 아이디어는 비혼화성 용매 시스템에서 물질 혼합물의 다중 재분포로 수정될 수 있습니다. 이것이 분할 크로마토그래피의 기초입니다. 물질의 혼합물이 전기장에서 다양한 흡착제 위로 다른 속도로 이동할 때 동일한 아이디어가 현대 전기 영동 방법의 기초가 됩니다.

동일한 원리가 많은 다공성 파티션을 통한 확산에 의한 동위원소 분리에 사용됩니다."

Color가 발견한 물질의 크로마토그래피 분포 원리는 인간 활동의 다양한 분야에서 사용됩니다. 특히 의약에서 항생제의 분리 및 정제, 핵연료 생산에서 동위원소 분리에 사용된다.

저자: Samin D.K.

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