хроматографии |
|
Открытие хроматографии относится ко времени завершения Цветом работы над магистерской диссертацией в Петербурге (1900 – 1902) и первому периоду работы в Варшаве (1902 – 1903). Исследуя пигменты растений, Цвет пропустил раствор смеси очень мало различающихся по цвету пигментов через трубку, заполненную адсорбентом – порошкообразным карбонатом кальция, и промыл затем адсорбент чистым растворителем [2]. Отдельные компоненты смеси при этом разделились и образовали цветные полосы. Согласно современной терминологии Цвет открыл проявительный вариант хроматографии (проявительную жидкостно-адсорбционную хроматографию). Основные итоги исследований по развитию созданного им варианта хроматографии Цвет изложил в книге “Хромофиллы в растительном и животном мире” (1910), которая является его докторской диссертацией.
Цвет широко использовал хроматографический метод не только для разделения смеси и установления ее многокомпонентности, но и для количественного анализа, с этой целью он разбивал стеклянную колонку и разрезал столбик адсорбента на слои. Цвет разработал аппаратуру для жидкостной хроматографии, впервые осуществил хроматографические процессы при пониженном давлении (откачке) и при некотором избыточном давлении, разработал рекомендации по приготовлению эффективных колонок. Кроме того, он ввел многие основные понятия и термины нового метода, такие как “хроматография”, “проявление”, “вытеснение”, “хроматограмма” и др [1].
Хроматографию сначала использовали очень редко, ее скрытый период длился около 20 лет, в течение которых появилось лишь очень небольшое число сообщений о различных применениях метода. И только в 1931 г. Р. Куну (Германия)(Кун Рихард (1900 – 1967) – немецкий химик и биохимик; основные работы посвящены исследованию каротиноидов и витаминов. Совместно с сотрудниками разделил (1931) каротиноиды хроматографическим методом, возродив способ, предложенный М.С. Цветом. Лауреат Нобелевской премии по химии (1938) [3].), А. Винтерштейну (Германия) и Э. Ледереру (Франция), работавшим в химической лаборатории (руководимой Р. Куном) Института императора Вильгельма по медицинским исследованиям в Гейдельберге, удалось выделить этим методом a- и b-каротин из сырого каротина и тем самым продемонстрировать ценность открытия Цвета [4].
Важным этапом в развитии хроматографии стало открытие советскими учеными Н.А. Измайловым (Измайлов Николай Аркадьевич (1907 – 1961) – советский физикохимик, чл.-кор. АН УССР (с 1957). Основные исследования относятся к электрохимии растворов. Первые работы были посвящены изучению адсорбции на твердых адсорбентах. Разработал (1938) метод тонкослойной хроматографии [3].) и М.С. Шрайбер метода хроматографии в тонком слое (1938), позволяющего проводить анализ с микроколичеством вещества [1,4].
Следующим важным шагом явилось открытие А. Мартином и Р. Сингом (Англия) варианта жидкостной распределительной хроматографии на примере разделения ацетильных производных аминокислот на колонке, заполненной силикагелем, насыщенным водой, с использованием хлороформа в качестве растворителя (1940) [1,4]. Тогда же было отмечено, что в качестве подвижной фазы может быть использована не только жидкость, но и газ. Несколькими годами позднее эти ученые предложили осуществлять разделение производных аминокислот на смоченной водой бумаге с бутанолом в качестве подвижной фазы. Они же осуществили первую двумерную систему разделения. За открытие распределительного варианта хроматографии Мартин и Синг получили Нобелевскую премию по химии. (1952). Далее Мартин и А. Джеймс осуществили вариант газовой распределительной хроматографии, разделив смеси на смешанном сорбенте из силикона ДС-550 и стеариновой кислоты (1952 – 1953). С этого времени наиболее интенсивное развитие получил метод газовой хроматографии [1,4].
Одним из вариантов газовой хроматографии является хроматермография, при которой для улучшения разделения смеси газов одновременно с движением подвижной фазы – газа, воздействуют на сорбент и разделяемую смесь движущимся температурным полем, имеющим определенный градиент по длине (А.А. Жуховицкий и сотр., 1951) [4].
Заметный вклад в развитие хроматографического метода внес Г. Шваб (Германия), явившийся основателем ионообменной хроматографии (1937 – 1940). Дальнейшее развитие она получила в работах советских ученых Е.Н. Гапона и Т.Б. Гапона, которые провели хроматографическое разделение смеси ионов в растворе (совместно с Ф.М. Шемякиным, 1947), а также осуществили высказанную еще Цветом идею о возможности хроматографического разделения смеси веществ на основе различия в растворимости труднорастворимых осадков (осадочная хроматография, 1948) [4].
Современный этап в развитии ионообменной хроматографии начался в 1975 г. после работы Г. Смолла, Т. Стивенса и У. Баумана (США), в которой они предложили новый аналитический метод, названный ионной хроматографией (вариант высокоэффективной ионообменной хроматографии с кондуктометрическим детектированием) [5].
Исключительное значение имело создание сотрудником фирмы "Перкин-Эльмер" М. Голеем (США) капиллярного варианта хроматографии (1956), при котором сорбент наносится на внутренние стенки капиллярной трубки, что позволяет анализировать микроколичества многокомпонентных смесей [1,4].
В конце 60-х гг. резко возрос интерес к жидкостной хроматографии. Появилась высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) [5]. Этому способствовало создание высокочувствительных детекторов, новых селективных полимерных сорбентов, новой аппаратуры, позволяющей работать при высоких давлениях. В настоящее время ВЭЖХ занимает ведущие позиции среди других методов хроматографии и реализована в различных вариантах [6]:
|
обращенно-фазная нормально-фазная ионная ион-парная ионообменная эксклюзивная гель-фильтрационная лигандообменная хиральная аффинная иммунная мицеллярная гидрофобная серебряная обращенно-фазная жидко-жидкостная экстракционная донорно-акцепторная |
комплексообразующая
инверсионная эксклюзивная нелинейная капиллярная микронасадочная многомерная перфузионная вытеснительная сверхбыстрая турбулентная непрерывная противоточная центрифужная с движущимся слоем высокотемпературная мембранная |
Сегодня хроматография находит применение в самых различных отраслях научной и практической деятельности человека. Так, в аналитической химии это уникальный метод разделения и анализа сложных многокомпонентных смесей. Велика роль хроматографии в контроле окружающей среды. В промышленности она стала не только рутинным методом контроля производства и качества продукции, но и промышленным методом выделения и обогащения ценных продуктов, имеющим во многих случаях преимущество перед традиционно используемыми ректификацией и кристаллизацией.
Список литературы
- Сакодынский К.И., Бражников В.В., Волков С.А., Зельвенский В.Ю., Ганкина Э.С., Шац В.Д. Аналитическая хроматография. М., Химия, 1993.
- Азимов А. Краткая история химии: развитие идей и представлений в химии. СПб., Амфора, 2000.
- Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. М., Высшая школа, 1991.
- Айвазов Б.В. Введение в хроматографию. М., Высшая школа, 1983.
- Шпигун О.А., Золотов Ю.А. Ионная хроматография и ее применение в анализе вод. М., МГУ, 1990.
- Яшин Я.И., Яшин А.Я. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Состояние и перспективы. / Российский химический журнал, т. 47, № 1, 2003, с. 64.
 К
оглавлению учебных материалов |
 |
|
|
