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DESCOBERTAS CIENTÍFICAS MAIS IMPORTANTES
Cromatografia. História e essência da descoberta científica
Diretório / As descobertas científicas mais importantes Muitas descobertas do século passado se devem ao cientista russo Mikhail Tsvet e seu método de análise cromatográfica. Um grande número de pesquisadores de destaque devem a ele seu sucesso e muitos prêmios Nobel! "...Sem o trabalho de Michael Tsveta, nós, todos os "pigmentadores", nada teríamos para fazer ..." - esta é a opinião de um famoso cientista inglês. Mikhail Semenovich Tsvet (1872-1919) - filho de uma mulher italiana e um intelectual russo. Ele nasceu na Itália, na cidade de Asti, não muito longe de Turim. Em 1891, Mikhail se formou no Ginásio de Genebra e ingressou na Faculdade de Física e Matemática da Universidade de Genebra. Em outubro de 1896, após apresentar sua dissertação "Estudo da fisiologia celular. Materiais para o conhecimento do movimento do protoplasma, membranas plasmáticas e cloroplastos", Tsvet recebeu o diploma de doutor em ciências naturais. Em dezembro do mesmo ano, chega a São Petersburgo. Mikhail não sabia que um diploma da Universidade de Genebra não é reconhecido na Rússia. Portanto, ele teve que trabalhar para o famoso botânico Andrei Sergeevich Famintsin, que também estudou clorofila, pode-se dizer, à direita de um pássaro. Em São Petersburgo, Tsvet conheceu outros botânicos e fisiologistas de plantas notáveis: I.P. Borodin, M. S. Voronin, A. N. Beketov. Era uma sociedade brilhante de pensadores originais e pensativos e experimentadores habilidosos. Tsvet continuou sua pesquisa sobre cloroplastos, ao mesmo tempo em que se preparava para novos exames de mestrado e para a defesa de sua dissertação. Ele passou nos exames em 1899 e defendeu sua tese de mestrado na Universidade de Kazan em 23 de setembro de 1901. Desde novembro de 1901, Tsvet trabalha como assistente no Departamento de Anatomia e Fisiologia Vegetal da Universidade de Varsóvia. No XI Congresso de Naturalistas e Médicos, Mikhail Semenovich fez um relatório "Métodos e tarefas do estudo fisiológico da clorofila", no qual relatou pela primeira vez o método de cromatografia de adsorção. Mikhail Semenovich resolveu por muito tempo o problema de separar os pigmentos das folhas verdes, e eles são muito semelhantes em propriedades. Além disso, as folhas contêm outros pigmentos muito brilhantes - carotenóides. É graças aos carotenóides que as folhas amarelas, laranja e roxas aparecem no outono. No entanto, até que as clorofilas fossem destruídas, era quase impossível separá-las dos carotenóides. Como Yu. G. Chirkov, “aparentemente, a descoberta da Cor foi uma reação aos métodos de separação que eram então grosseiros e mortais para os pigmentos. Aqui está um dos métodos. Primeiro, extraiu-se um extrato alcoólico de clorofila, depois ferveu-se por três horas com a adição de álcali forte (potássio cáustico) à solução. Como resultado, a clorofila se decompõe em suas partes constituintes - pigmentos verdes e amarelos. Mas afinal, no processo de fazer esta poção (manipulações quase alquímicas), a clorofila natural pode ser destruída. E então o pesquisador teria que lidar com pedaços de pigmentos, e até mesmo com os produtos de sua transformação química. Sobre como aconteceu a grande descoberta, escreve S.E. Shnol: "Ele pegou um tubo de vidro, encheu-o com pó de giz e derramou um pouco de extrato alcoólico das folhas na camada superior. O extrato era de cor marrom-esverdeada e a camada superior da coluna de giz ficou da mesma cor. E então M.S. começou a derramar gotas de cima em álcool puro, gota a gota, outra porção do solvente eluiu os pigmentos dos grãos de giz, que se moveram pelo tubo, onde os grãos de giz frescos absorveram os pigmentos e, por sua vez, os deram para novas porções do solvente. arrastadas pelo solvente móvel, diferentes pigmentos se moveram ao longo da coluna de giz em velocidades diferentes e formaram faixas coloridas homogêneas de substâncias puras na coluna de giz. Era lindo. Uma faixa verde brilhante, uma faixa ligeiramente mais amarela que o verde - estes são dois tipos de clorofilas - e uma faixa amarelo-laranja brilhante de carotenóides. MS chamou esta imagem de cromatograma." Em 1903, Mikhail Semenovich Tsvet leu um relatório "Sobre uma nova categoria de fenômenos de adsorção e sua aplicação à análise bioquímica". Aqui, pela primeira vez, ele expõe em detalhes o princípio de seu método de análise de adsorção. “A cor mostrou”, escreve Chirkov, “que quando os pigmentos vegetais dissolvidos em um líquido passam por uma camada de um sorvente poroso incolor, os pigmentos individuais são organizados na forma de zonas coloridas - cada pigmento tem sua própria cor ou pelo menos uma Sorvente em pó (pode ser giz, açúcar de confeiteiro...) adsorve (absorve superficialmente: do latim adsorvere significa "engolir") diferentes pigmentos com força desigual: alguns podem "escorregar" ainda mais com a corrente da solução, outros serão atrasou mais perto.A cor chamou o cromatograma, e o método - cromatografia. Assim, um problema aparentemente insuperável foi resolvido. O método revelou-se engenhosamente simples. Não é nada parecido com os procedimentos complexos e complicados com uso intensivo de reagentes usados anteriormente. Talvez essa simplicidade tenha sido a razão pela qual a maioria de seus contemporâneos não aceitou essa descoberta surpreendente ou, ainda mais triste, se rebelou fortemente contra seu autor. Mas o tempo colocou tudo em seu lugar. Cor inventou a cromatografia para pesquisa de clorofila. Ele primeiro isolou uma substância que chamou de clorofila alfa e clorofila beta. Acabou sendo adequado para estudar não apenas pigmentos, mas também misturas incolores e incolores - proteínas, carboidratos. Nos anos sessenta do século XX, vários milhares de estudos já haviam sido dedicados à cromatografia. A cromatografia tornou-se um método universal. "... O princípio da separação cromatográfica de substâncias, descoberto por M. Tsvet, fundamenta muitos métodos diferentes de análise cromatográfica. Sem seu uso, a maioria das conquistas em ciência e tecnologia do século XNUMX não teria sido possível ... No centro de tudo isso está uma ideia geral. Ela é simples. Esta é essencialmente a ideia de uma progressão geométrica. Sejam duas substâncias muito semelhantes em todas as suas propriedades. Nem precipitação, nem extração, nem adsorção podem separá-los em um grau notável. Deixe uma substância ser adsorvida na superfície, por exemplo, carbonato de cálcio (ou seja, menos de 1 por cento). Ou seja, seu conteúdo no adsorvente será 0,99 do conteúdo de outro. Vamos tratar o adsorvente com algum solvente para que ocorra dessorção (descolamento) e eluição (lavagem) de ambas as substâncias e ambas passem do adsorvente para o solvente, e transfira esta solução resultante para uma porção nova do adsorvente. Então a proporção da primeira substância na superfície do adsorvente será novamente igual a 0,99 do conteúdo da segunda, ou seja, uma parte igual a 0,99 x 0,99 = 0,98 da quantidade inicial é adsorvida. Mais uma vez, faremos a eluição e adsorção novamente - agora a proporção da primeira substância será de 0,98 x 0,99 \u0,97d 1 do conteúdo da segunda. Para que o conteúdo da primeira substância na próxima porção do adsorvente seja apenas 200 por cento do conteúdo do segundo, será necessário repetir o ciclo de adsorção-eluição cerca de XNUMX vezes... A ideia de reabsorção múltipla para separar substâncias pode ser modificada em redistribuição múltipla de uma mistura de substâncias em um sistema de solventes imiscíveis. Esta é a base da cromatografia de partição. A mesma ideia fundamenta os métodos modernos de eletroforese, quando uma mistura de substâncias se move em diferentes velocidades sobre vários adsorventes em um campo elétrico. O mesmo princípio é usado na separação de isótopos por difusão através de muitas partições porosas." O princípio de distribuição cromatográfica de substâncias, descoberto por Color, é utilizado em diversos campos da atividade humana. Em particular, é usado para o isolamento e purificação de antibióticos na medicina e para a separação de isótopos na produção de combustível nuclear. Autor: Samin D. K.
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