История создания хроматографии и ее научных основ в трудах М. С. Цвета тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.20, доктор химических наук в форме науч. докл. Сенченкова, Евгения Михайловна

• Сенченкова, Евгения Михайловна
• доктор химических наук в форме науч. докл.
• 2000

Оглавление диссертации доктор химических наук в форме науч. докл. Сенченкова, Евгения Михайловна

Разнообразные хроматографические методики стали неотъемлемой стью исследований не только в аналитической химии, химической

СаЮТ В гескую •етику, 5ласти каций, ), а их знятие только гепени т., без

V U ТТ/-ЧГ^ТДТ

КНИГА ИМЕЕТ

В перепл. един, сое дин .V.Y" ВЫЯ. анализа и оценки которых невозможно понять направление ее развития не только в прошлом, но и в перспективе. Это тем более примечательно в связи с тем, что в 2003 г. вся мировая общественность отметит 100-летие создания хроматографии и при этом заслуги самого ее создателя, однако о них следует вспоминать не только в юбилейные дни. Знание творческого пути, которым М.С.Цвет пришел к своему открытию, и тех научных основ, на которые оно опиралось, представляют интерес как для историков науки и техники, так и современных экспериментаторов, пользующихся услугами хроматографии.

Если в литературо- и искусствоведении профессиональное изучение творчества писателей, поэтов или художников уже давно является одним из общепризнанных путей раскрытия особенностей становления литературы или искусства той эпохи, в которой жили и творили их деятели, то в истории науки, особенно нашего времени, аналогичное направление исследований занимает значительно более скромное место.

Изучение жизни и деятельности отдельных творческих личностей -столь же важное направление историко-научных исследований, как и выяснение движущих сил и направлений развития научных проблем. Эти исследования становятся еще более содержательными при синтезе обоих направлений, что обусловлено, в основном, двумя взаимосвязанными причинами: во-первых, возрастающей ролью науки в развитии общества и, во-вторых, потребностью науки в самопознании. Хроматография как обширная, относительно молодая и весьма значимая для науки и практики область знаний особо нуждается в такого рода осмыслении для более плодотворного своего утверждения и развития особенно на своей родине.

Наконец, при рождении и бурном формировании новых научных направлений, как правило, не все их проблемы разрабатываются в равной мере обстоятельно. Остаются нерешенными многие вопросы, к которым исследователи обращаются спустя многие годы, после работ предшественников, где имелись порой не только ростки, но и четко оформленные идеи этих решений. Такое положение характерно для трудов выдающихся мыслителей, к числу которых относится и М.С.Цвет. Выявление в его трудах научных идей, незамеченных ближайшими современниками и последователями, а порой существенно опережавших то время, когда они могли быть реализованы, - задача, решение которой может помочь химикам наших дней на опыте прошлого надежнее определять реальную перспективу своих исследований. Степень разработанности проблемы. В конце 50-х годов соискатель в работе над своей кандидатской диссертацией [5] столкнулся с противоречивыми суждениями о том, кого следует считать автором метода хроматографического анализа. С 1903 г. никто не оспаривал этого авторства у М.С.Цвета, а в 30-е годы с резким взлетом потребности в хроматографии сильно вырос интерес и к ее создателю. Однако в послевоенные годы "холодной войны" России и США ситуация резко изменилась, что прослеживалось и в самих США. Если в 1946 г. после успешного использования хроматографии для получения в чистом виде продуктов радиоактивного распада при реализации атомных проектов Нью-Йоркская Академия наук отметила 40-летие хроматографического метода (в связи с немецкой публикацией М.С.Цвета 1906 г), то уже в конце 40-х годов стали появляться высказывания Л.Цехмейстера, Ф.Файгля и др. о существовании у М.С.Цвета предшественников, а в яачале 50-х годов последовали более категоричные утверждения Г.Уэйла, Г.Уильямса, И.Фаррадейна и др. о существовании хроматографического метода уже в XIX веке, в трудах Ф.Рунге, Х.Шенбайна, ЗхГоппельсредера, Д.Дея и Л.Рида.

Ответные резко критические выступления соотечественников VLC-Цвета (М.М.Дубинин, Б.Я.Свешников, Х.С.Коштоянц и

Калмыков)их краткими возражениями в его защиту неяли 1ротивостоянияорон. Специальных исследований по истории гспользования до начала XX в.рбционных процессов в аналитических ;елях ке было. Впервые дискуссия о приоритете открытия .роматографии иязанныенею материалы были представлены в книге оискателя о М.С.Цвете (1973) [2, 228-248], а затем более обстоятельно в пециальной монографии [3, 14-110].

Хотя празднование в 1972 г международным союзом роматографистов 100-летия со дня рождения М.С.Цвета окончательно твердило за ним авторство разработки адсорбционной хроматографии, отребность в освещении истории рождения идеи, лежащей в основе того метода, а затем ее реализации М.С.Цветом не исчезла. Работа была родолжена и завершена к 75-летию открытия хроматографии (1978), но о причинам, не зависящим от автора, опубликована лишь в 1991 г [3].

Значительно более сложной оказалась работа, начатая с конца 50-х эдов, по изучению жизни и творчества М.С.Цвета. Еще в 30-е годы 1рубежные химики заинтересовались личностью создателя роматографии. Однако уже в первой монографии об этом методе сс вторы Л.Цехмейстер и Л.Чолноки (1938) сетовали на то, что не могут ривести даже самых основных биографических сведений о М.С.Цвете. акие сведения за рубежом впервые появились в краткой справке Лилейного издания о женевских ботаниках (1940), а затем были эвторены с незначительными добавлениями А.А.Рихтером и .А.Красносельской в небольшой заметке о М.С.Цвете в его избранных пдах (1946), опубликованных Академией наук. Эти же сведения сдублировали С.А.Балезин и С.Д.Бесков в книгах о выдающихся ясских химиках (1950, 1953), а также некоторые энциклопедические дания, зарубежные (1951, 1955) и отечественные (1955,1957,1959).

Первая обстоятельная публикация с характеристикой трудов .С.Цвета и его коллег, использовавших метод адсорбционной юматографии, а также первые попытки по выявлению архивных едений о детстве М.С.Цвета в Швейцарии принадлежит женевскому биохимику Ш.Дере (1943). Дере сообщил о письмах М.С.Цвета к его другу Д.Брике, сохранившихся в Архиве Женевского ботанического сада, и процитировал некоторые из них. Поиск в том же направлении продолжили Г.Хессе и Г.Уейл (1954), а итальянский педагог Э.Дебенедетти (1956) опубликовал обнаруженную в Архиве магистрата г.Асти (Италия) запись о рождении М.С.Цвета.

Ограниченность материалов за рубежом и еще большая неполнота сведений о жизни и деятельности М.С.Цвета в России побудили Хессе и Уейла заявить, что "следовало бы также приветствовать, если бы и со стороны русских были опубликованы дополнения [к биографии М.С.Цвета]" (G.Hesse, H.Weil, 1954). Однако русские авторы лишь констатировали, что к сожалению, мы очень мало знаем о М.С.Цвете" (А.А.Рихтер, Т.А.Красносельская, 1946) и что "о Цвете, почти современнике нашем, мы знаем немногим больше, чем об эллине Феофрасте [ботанике, жившем в IV веке до н.э.]" (М.Е.Ивин, 1961). Первым, кто для пополнения сведений о жизни М.С.Цвета обратился к документам Исторического архива г.Ленинграда, была научная сотрудница ИИЕТ АН СССР А.А.Щербакова (1957), которая вскоре перепоручила эту работу соискателю и поделилась соображениями о том, где можно было бы продолжить архивные поиски.

Не было нужды лишь в публикациях, содержащих описание метода адсорбционной хроматографии, почерпнутое из ряда работ самого М.С.Цвета. Это описание вместе с высокими оценками методики М.С.Цвета и с результатами ее использования к 50-м годам давали сотни зарубежных исследователей в монографиях (Л.С.Пальмер, 1922; Л.Цехмейстер, 1934; Л.Цехмейстер и Л.Чолноки, 1937, 1938, 1943; Г.Вилыитедт, 1939; А.Кук, 1941; Г.Стрейн, 1942; Г.Хессе, 1943; С.Классон, 1946) и во множестве статей и очерков. Из отечественных работ такого содержания были книги В.В.Рачинского и Т.Б.Гапон (1953), Н.Ф.Ермоленко (1955), Ф.М.Шемякина, Э.С.Мицеловекого и Д.В.Романова (1955), а также статьи, вначале переведенные на русский язык (В.Стикс, 1936; Э.Ледерер, 1936, 1940), затем и русских химиков (И.В.Тананаев, 1941; Е.Н.Гапон и Т.Б.Гапон, 1943, 1948; Б.Я.Свешников, 1947; М.М.Сенявин, 1949, 1957).

Однако ни в одной из названных публикаций не было речи о мотивах возникновения у Цвета идеи использования сорбционных процессов для разработки аналитического метода и путях ее реализации на разных этапах его творческой деятельности прежде, чем этот метод обрел ту технологию, которая стала основной как в исследованиях самого создателя хроматографии, так и его современников и последователей. Для раскрытия этой темы был необходим анализ первоначальных биологических изысканий М.С.Цвета, которые выпадали из поля зрения химиков.

До 60-х годов труды М.С.Цвета, связанные с его научными аслугами помимо хроматографии и прежде всего с изучением строения и •ункции фотосинтетического аппарата растений, никем не нализировались, несмотря на их известность широкому кругу биологов. 1та проблематика первоначально стала предметом изучения лишь в аботах соискателя [5-10], по специальности не только биолога, но и имика. До 70-х годов не было также обстоятельного освещения заслуг 1.С.Цвета в раскрытии природы физико-химических процессов, бусловливающих хроматографическое разделение смесей, и отношения этим заслугам его современников и последователей. [ель исследования. В своих монографиях и других публикациях эискатель стремился к разрешению следующих задач: . Реконструировать историю зарождения и развития идеи использования адсорбции в аналитических целях с древнейших времен до начала XX в., выявить и оценить те события, которые влияли на ход этого развития и способствовали созданию М.С.Цветом метода хроматографического адсорбционного анализа. . В связи с рождением у М.С.Цвета идеи использования сорбционных процессов в аналитических целях и последующим поиском возможностей ее реализации проследить эволюцию проблематики его исследований. Раскрыть мотивацию изменений сути работ ученого в направлении от цитофизиологических к физико-химическим на каждом из этапов научных изыскании по разработке метода адсорбционного анализа. . Выявить по возможности все достоверные источники, позволяющие воссоздать обстоятельную биографию М.С.Цвета, и на их основе осветить различные стороны его жизни и творчества. В ходе данного жизнеописания уточнить и разъяснить ряд дат и событий, особо значимых для истории науки.

Раскрыть методологические, методические и научно-теоретические подходы М.С.Цвета к созданию хроматографии как метода с учетом становления в последующем многозначности этого понятия (явление, метод, процесс, наука).

Осветить различное отношение к трудам М.С.Цвета его современников из разных стран и показать влияние их оценок на последующее развитие хроматографии.

Определить меру значимости трудов М.С.Цвета для современной хроматографии. Выявить в них те идеи и предвидения, ученого, которые не могли быть реализованы в то время, а впоследствии составили важные области исследований хроматографии. По завершении вышеназванных исследований и с привлечением тех работ, которые были проведены под руководством соискателя по освещению процесса формирования и развития современных направлений хроматографии, реконструировать всю историю хроматографии в целом к ее 100-летнему юбилею.

Источники. Корпус источников, позволяющих реконструировать процесс зарождения и роста идеи использования явления сорбции в аналитических целях на протяжении ряда веков, а затем ее реализации М.С.Цветом в начале XX в., определялся, по существу, отсутствием каких-либо историко-научных публикаций по данной проблематике, когда к ее изучению приступил соискатель в конце 50-х годов. Эти источники можно подразделить на четыре категории: печатные издания, архивные документы, рукописные тексты (в том числе и мемуарные) и устные сообщения очевидцев или людей, причастных к описываемым событиям.

Самая обширная - первая категория источников, где в свою очередь следует выделить две группы печатных изданий. Наиболее значима группа трудов тех авторов, у которых "из первых рук" можно было получить сведения об их отношении к явлению сорбции или использовании ими этого явления как случайно, так и намеренно для очищения, разделения и определения различных веществ. Таковыми авторами были Аристотель (IV в. до н.э.), Лукреций Кар (I в. до н.э.), R.Boyle (1661), S.Hales (1739-1756), I.G.Wallerii (1761), Т.Е.Ловиц (17861806), F.F.Runge (1846-1855), Cfa.F.Schonbein (1861, 1865), F.Goppelsroder (1862-1910), R.E.Liesegang (1898, 1947), С.К.Квитка (1887-1912), В.Оствальд (1896), D.T.Day (1897-1907) и ряд других авторов, чьи публикации зачастую весьма труднодоступны для россиян. В частности, более года потребовалось на выявление и сбор комплекта копий всех работ М.С.Цвета. Это было продиктовано тем, что его избранные труды (1946) содержали лишь три статьи и одну из трех глав докторской диссертации исследователя, тогда как в свой список работ он включал 56 названий, из которых 49 были напечатаны за рубежом в различных, иногда очень малодоступных изданиях.

Вторую, меньшую группу печатных источников составили публикации обзорного и историко-научного характера: о химической технологии водь: (Н.А.Бунге, 1879), по истории технологической химии (J.H.M.Poppe, 1807-1811; Г.Фестер, 1938; П.М.Лукьянов, 1959), по истории производства сахара (E.O.Lippmann, 1929) и использовании адсорбентов в этом производстве (V.R.Deitz, 1944), о сорбции газов и паров (Д.В.Мак-Бен, 1934). Не остались без внимания и немногие публикации, посвященные истории возникновения и развития аналитической химии, где вопрос о зарождении идеи метода адсорбционного анализа в трудах исследователей XIX в. либо совсем не затронут (А.Х.Баталин, 1961; Г.В.Быков, 1976, 1978), либо упомянут вскользь (P.Walden, 1941; F.Szabadvary, 1966; H.A.Laitinen, G.W.Ewing, 1977; Ф.Сабадвари, А.Робинсон, 1984). К числу последних относится также история химии Д.Р.Партингтона (J.R.Partington, v. 1-3,1961-1970).

Исчерпывающие сведения о публикациях всех авторов, названных в данном докладе, имеются в четырех монографиях соискателя [1-4]. Там же названа и литература, которая использовалась при освещении ологических и биохимических проблем, связанных с изучением лоропластов, хлорофилла и каротиноидов и обсуждаемых в докладе.

Ко второй категории источников следует отнести значительный |бъем архивных документов, выявленных в фондах различных течественных и зарубежных учреждений и использованных [реимущественно в работе над биографией М.С.Цвета. Наиболее югатые и разнообразные сведения не только о М.С.Цвете, но и о его юдителях, коллегах и других людях и событиях, связанных прямо или освенно с жизнью и творчеством ученого, сохранились в Санкт-1етербурге (Российский Государственный исторический архив, Центральный Государственный исторический архив Санкт-Петербурга, 'оссийский Государственный архив Военно-морского флота, Санкт-ктербургское отделение Архива РАН, Отделы рукописей Института усской литературы РАН и Санкт-Петербургской Государственной убличной библиотеки им. М.Е.Салтыкова-Щедрина) и в Москве Государственный архив Российской федерации, Российский 'осударственный военно-исторический архив, Архив внешней политики 'оссии, Российский Государственный архив литературы и искусства, Центральный Государственный исторический архив Москвы, Архив оссийской Академии наук, Отдел рукописей Российской осударственной библиотеки). Ряд интересных материалов удалось бнаружить и в таких российских архивах как Государственные архивы [ижегородской области, Черниговской области, Воронежской области, крымской области (Симферополь), Ростовской области (Ростов-на-[ону), Центральный архив Министерства обороны Российской >едерации (г.Подольск, Московская обл.) и Центральный осударственный архив Республики Татарстан (Казань).

Из зарубежных архивных материалов в работах соискателя роцитированы документы, хранящиеся в Муниципальном архиве г.Асти 4талия), в Архиве Женевского ботанического сада и Отделе рукописей

----МГ-----------------.---— /ттт„„;сЛ „ А tflkJJl yHJ ItbH <J у пИЬСрС** ivici ' ■ i rj£ i i-1 >, . [J I j J, \ J I 1) аршавского университета (Польша) и Центральном Государственном дорическом архиве Эстонии (г.Тарту), а также в Нобелевском архиве ри Шведской Королевской академии наук (Стокгольм). доставлению жизнеописания Цвета ни оолее широком цюнс о генеалогии и профессиональных связей с коллегами содействовали шже сведения, почерпнутые в фондах Музея истории Воронежского осударственного университета, Мемориального музея-квартиры .А.Тимирязева (Москва), Музея-усадьбы Ф.И.Тютчева (Мураново, [осковская обл.) и Библиотеки Московской Духовной Академии Сергиев Посад, Московская обл.).

Из третьей категории источников следует отметить работы, не /бликовавшиеся и существующие в форме рукописей. К ним относятся яссертации Т.Т.Орловской по истории коллоидной химии (1975), .Г. Кара-Мурзы о роли методов, в том числе хроматографии, в современной органической химии и биохимии (1983) и Л.В.Мельниковой о формировании современных направлений хроматографии (1994).

В рукописном виде были оформлены также воспоминания о М.С.Цвете тех людей, которые знали его лично. Ими были коллега по Нижнему Новгороду М.П.Архангельский, бывшие слушатели лекций М.С.Цвета А.А.Приступа (Ростов-на Дону), С.И.Соколов (Москва), С.С.Спиров (Нижний Новгород) и Т.В.Низовкина (Санкт-Петербург), его соседка по последнему месту жительства в Воронеже А.Н.Грудева (Воронеж) и племянница Е.А.Лященко (Москва). Мемуарные материалы последней особенно ценны для восстановления многих обстоятельств жизни М.С.Цвета и характеристики его человеческих качеств. Благодаря Е.А.Лященко сохранились десятки фотографий ученого и его родственников, ранее никому не известные.

Наименьшей категорией источников по теме данного доклада были те устные сообщения, которые не удалось оформить в виде воспоминаний iiv о птлмап tj txv ттлпл л/ла^лтлтт» а пй гчтЛАПГвптт» ь-лгт ттог ir л/f С т inott т тх CiD J Vp'W I>. Д/V -iriVxJl^ 1 i 1,4 ПИЛ ^JKJ V 1 riVLLlVrXiritl IXV^JIJI^X IV iTi.V.l^Dl/l ) tL его открытию, полученные соискателем от московских профессоров А.В.Благовещенского, Н.А.Фигуровского, И.Е.Амлинского и П.А.Генкеля. О генеалогических корнях семьи Цветов рассказали его дальние родственники Е.В.Цвет, В.Г.Цвет и З.М.Кульчинская из Чернигова, а также М.С.Соколова (Москва). При поиске родственников М.С.Цвета были опрошены адресные бюро десятков городов России и Украины.

Методология. При раскрытии диссертационной темы соискатель с самого начала стремился не ограничиваться только рамками этой темы. Так, при выявлении истоков рождения идеи использования сорбционных процессов в аналитических целях ставилась задача одновременно проследить по возможности процесс зарождения самого учения о сорбции, поскольку данная проблематика в историко-научной литературе никем не освещалась. Вместе с тем, без выяснения причин роста интереса, практического и научного, к различным пролклсг^лм сорбции и их природе, а также без одновременного учета развития химических знаний в этой области невозможно понять и причины, обусловившие реализацию названной идеи М.С.Цветом. i от же комплексный подход оыл заложен и при анализе творческой дел 1 сЛijfiwvTn I vi . v . 1 i,i,v i а (\ш\ сиода f AjjL/.via i vjj j;ai.pKm ашимал современного содержания этого понятия. Поскольку, с одной стороны, результаты научных исследований являются продуктом определенной исторической эпохи, а с другой - обусловлены индивидуальными особенностями личности самого исследователя, постольку при оценке его заслуг нужно выяснить не только то, что сделано им как основоположником определенной области знаний, но и проследить, каким образом шло формирование этой системы знаний. Значительное увеличение объема научной информации к настоящему времени и серьезные изменения понятийного аппарата в ходе XX века обязывают сторика науки прослеживать также условия формирования и эволюции азличных. идей и понятий. Именно с этих позиций в представленных на ащиту публикациях освещались жизнь и творчество М.С.Цвета как оздателя хроматографии на поприще физиологии и биохимии растений, пособствующего формированию таких новых научных направлений как итофизиология и цитохимия.

Раскрытие тех научных основ, которые были разработаны /[.С. Цветом для хроматографии, в данной диссертации дается реимущественно с помощью современной терминологии. Одновременно бращено внимание на дар интуитивного предвидения, позволивший оздателю хроматографии предугадать возможность существования в удущем таких ее видов и таких методических приемов, которым суждено ыло появиться лишь через десятилетия после его кончины.

Структура диссертации обусловлена историей возникновения и огикой развития идеи создания аналитического метода с спользованием динамической сорбции, а также непростой судьбой не олько самого метода, но и его создателя на пути к должной оценке их аслуг. Одновременно учитывалось и расширение содержательной начимости понятия "хроматография", начиная с трудов М.С.Цвета, до астоящего времени. Все исторические факты, представленные в окладе, хотя и освещаются в контексте состояния естествознания на аждом из этапов его развития, но выбраны и оцениваются прежде всего позиций их роли в процессе совершенствования тех знаний, которые вязаны с хроматографией и которые способствуют решению проблем, оставленных перед нею наукой и практикой наших дней. [аучная новизна исследований заключена в следующем: . Впервые осуществлен историко-научный анализ условий возникновения сначала традиционных, а затем новых продуманных приемов использования различных видов сорбции для очищения, разделения и анализа веществ с древнейших времен до конца XIX в.; показано влияние развивающихся знании о физико-химическои природе различных сорбционных процессов на разработку таких приемов. Выявлена преемственность идеи XIX в. об использованиирбционных процессов в аналитических целях при ее реализации в исследованиях М.С.Цвета. Прослежена эволюция научных интересов ученого в теснойязипоиском болеевершенных методов исследования, в частности, при определенииставаеси природных веществ, что привело его кзданию хроматографии и получению новыхщественных результатов в физиологии и биохимии растений. . Дано ранее неществовавшее обстоятельное жизнеописание М.С.Цветауточнением многих дат ибытий, имеющих значение для истории науки, что было особо отмечено в ряде опубликованных рецензий (см. 13).

4. Выявлены научные основы хроматографии в трудах М.С.Цвета и дана их оценка, а также обнаружены те предвидения исследователя, которым' суждено было реализоваться через десятки лет после его кончины.

5. Предложена периодизация развития знаний в ходе становления хроматографии как метода и как процесса, лежащего в основе этого метода.

6. Проанализированы работы современников и последователей М.С.Цвета из разных стран, что позволило пересмотреть концепцию "забвения" созданной им хроматографии и ее "второго открытия" в 30-е годы XX в.

7. Изданные монографии позволили завершить полное воссоздание истории хроматографии от ее истоков до настоящего времени.

Обоснованность научных положений и выводов обусловлена достоверностью первичных материалов, собранных соискателем в ходе работы со всеми вышеназванными источниками и прежде всего с архивными документами и печатными изданиями. Перепроверялись документально также и сведения, полученные соискателем из устных и письменных мемуарных сообщений.

Практическая значимость и реализация результатов выполненной работы состоит в том, что:

1. Книги соискателя являются единственными монографическими отечественными изданиями по истории хроматографии, а уникальность их содержания признана и за рубежом, в результате чего последняя из четырех монографий [4] готовится для издания на английском языке.

2. Этими книгами пользуются химики, биологи, историки науки и другие специалисты, о чем свидетельствует более 60 публикаций (из них почти половина зарубежных) со ссылками на труды соискателя (см. Science citation index, vol.8, 1970 и далее).

3. Те же труды могут быть использованы при чтении лекций по хроматографии студентов университетов и химико-технологических вузов, а также при чтении курсов по истории химии, биологии и естествознания, в частности, для выполнения аспирантских работ в И НЕТ РАН.

4. Труды соискателя впервые раскрывают для широкого читателя последовательный ход мыслей М.С.Цвета - творца самого эффективного аналитического метода химии XX в. и приобщают читателя к бесценному научному опыту выдающегося ученого.

5. Собранная соискателем богатая иконотека М.С.Цвета, его родственников и коллег частично уже была использована при подготовке различного рода юбилейных материалов к Международному симпозиуму по хроматографии (Ленинград, 16-18 мая 1972), посвященного празднованию 100-летия со дня рождения ее создателя, а также в ряде последующих отечественных и зарубежных публикаций, например, изданном в Италии альбоме-буклете о жизни и творчестве М.С.Цвета (1982). '. На Международном конгрессе по аналитической химии (Москва, 15-21 июня 1997 г.) результаты работы соискателя были положены в основу экспозиции выставки, посвященной 125-летию со дня рождения М.С.Цвета. Научный совет по адсорбции и хроматографии РАН планирует использовать те же материалы, но в большем объеме при проведении Международного симпозиума по хроматографии (Москва, 2003 г.) в связи со 100-летием создания этого метода. . Все вышеперечисленное содействует пропаганде и популяризации хроматографии, раскрывая ее большую значимость во многих областях науки и технологии как в прошлом, так и в будущем, но прежде всего при совершенствовании и более плодотворном использовании в настоящее время. щробация. Исследования соискателя, представленные им в четырех

П А1 I* ITVMiriTV ПА П 1/ЛЛДТ\ТО 1ГТ7Т1 1 1 m"J TIIT --rj ri 1 ri/v fcJClW 1 UA 11V? J. I C4U,H.H \y -ТА J, VlOJltJ редметом обсуждения и оценок авторами более 60 публикаций (общий писск таких публикаций, адресующих к трудам соискателя, превышает го наименований). Специальные рецензии опубликовали по первой ниге о фотосинтезе [1] пражский биохимик З.Шестак (Preslia, 1943, v.35, ,359-360), по книге о возникновении хроматографии [3] - чешский химик 1.Хайс (предисловие к книге) и В.В.Рачинский (Журнал физической tfatfttt/г 1 00 ч i (л! с а "10 \ ч !>' ] тлчттяыма i !' > v11 li / л l' f тпг1-1' 1 /h м 11 tv/f с т i п ( > г'

J 1 ' ' 7 ----' j V.w/;. t-^u^ uixv^ — материалами о последующем развитии хроматографии [2, 4] рорецензировали: З.Шестак (Photosynthetica, 1974, vol.8, №3, p.327), l.M.Носков (газ. "Горьковская правда", 8 июня 1974, № 135,З), аноним 1рирода, 1974, № 6, 110), К.В.Калмыков (Вопросы истории естеств. и 2хн., 1975, в.4,82-83), А.Ф.Клешнин (Физиология растений, 1975, в.1, 214-215), А.Ф.Благовещенский и Т.Б.Гапон (Биохимия, 1976, № 4, 74950), Т.Б.Гапон (Kwartalnik historii nauki i techniki, 1976, т.21, в. 2, 79014 T". М V / ■—г Г Л^ СИТI iL) и о.о.гачинскии цхрсдислоьис к KHHic [Ч-j, 1аз. лимирязсвец , M&pi' 999, №3,З; Журнал аналитической химии, 1999, т.54, №4,445-446).

В ходе работы соискателя над темой диссертации ее результаты окладывались на секции истории химии II Закавказской конференции по стории науки (ьаку, i ъ мая j уб i) в сооощении о путях развития роматографии [24], а также в Институте фотосинтеза АН СССР 1ущино) на Всесоюзном семинаре "Методы изучения хлоропластов" 970) и на X Пущинских чтениях по фотосинтезу, посвященных хледованиям хлорофилла (1974), в докладах о заслугах М.С.Цвета по зучеиию фотосинтетического аппарата растений. Наибольшее число юбщений было сделано в Институте истории естествознания и техники АН: на секции истории химии XV Научной конференции аспирантов и 1учных сотрудников (15-22 февраля 1972) [16], на совещании Взаимодействие химии с другими науками в процессе их исторического азвития" (4-5 декабря 1978), на конференции, посвященной памяти

А.С.Фаминцына (Ленинград, 13-14 декабря 1978) [31], на секции истории биологии XXIX Пленума Советского Национального объединения историков науки и техники (апрель 1983) - о зарождении идеи адсорбционного анализа и создании хроматографии (к 80-летию открытия метода), на годичных научных конференциях ИИЕТ (22 апреля 1997, 19 мая 1999) - об оценке заслуг М.С.Цвета в связи с его 125-летием со дня рождения [34] и 80-летием кончины [40]. На заседаниях секции истории естествознания Московского общества испытателей природы заслушаны сообщения соискателя: о природе хлоропластов и работах М.С.Цвета в этом направлении (1970) [11], о жизни и деятельности создателя хроматографии в связи с его 100-летием со дня рождения (24 мая 1972) [18,19], о возникновении метода адсорбционного анализа по случаю 75-летия хроматографии (21 декабря 1978) [30], о поворотном этапе в истории хроматографии (к 80-летию ее создания) (6 мая 1983). Опубликованы доклады на XIII (Москва, 1971) и XX (Бельгия, Льеж, 1997) Международных конгрессах по истории науки соответственно о вкладе М^.С.Цвета в изучение каротиноидов [9] и об оценке его заслуг в целом к 125-летию со дня рождения [36], а также сообщения на XIII (Тарту, 18 ноября 1982 г.) и XIV (Рига, 25-28 февраля 1985 г.) Прибалтийских конференциях по истории науки - о жизни М.С.Цвета в Юрьеве (ныне г. Тарту) [32] и о работах Г.Г.Трея как его предшественника [33].

Результаты исследований соискателя заслушивались химиками на Всероссийских симпозиумах "125 лет со дня рождения М.С.Цвета" (17-22 апреля 1997) с пленарным докладом диссертанта о жизни и деятельности создателя хроматографии и "Теория и практика хроматографии и электрофореза" в связи с 95-летием открытия хроматографии (13-17 апреля 1998) - с докладом "М.С.Цвет и открытие хроматографии" (совместно с проф. О.Г.Ларионовым) [37], организованных Научным советом по хроматографии РАН. XXII Годичная сессия Научного совета itп f 1 ^ гт гт:;. Iм -, л г i v i t VI1! 51 P л I E .VI \<,'vp 1 i Л cf ',:•[) I VI I CI 1007 г I 2 ,Hг.о дня рождения М.С.Цвета пленарным докладом соискателя (совместно с проф. О.Г.Ларионовым) и в том же соавторстве было сделано сообщение о 95-летии хроматографии на конференции эстонских химиков (Тарту, 24.-95 с^Ь"-"""" 1998 г"! П61 Ни 2-й Всероссийской т'п т т гЬ.е "С " " "" пг> истории и методологии аналитической химии в рамках Научного совета по аналитической химии РАН (26-29 января 1999 г.) был заслушан доклад о современных проблемах хроматографии, предугаданных М.С.Цветом [38].

Структура доклада. Результаты исследований, вынесенные на защиту, представлены в виде доклада, который состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка работ соискателя по теме диссертации. Введение дает представление об эволюции понятий и терминологии, связанных с хроматографией. 1-я

глава освещает начальный этап использования сорбции для очистки веществ и возникновение учения об

1Дсорбции в конце XVIII - первой половине XIX вв. 2-я

глава знакомит с герными попытками использования адсорбции в аналитических целях во второй половине XIX в. В 3-ей главе прослеживаются основные этапы кизни и творчества М.С.Цвета, связанные с созданием ;роматографического метода и результатами его использования. 4-я лава раскрывает отношение к хроматографическим идеям М.С.Цвета то коллег, как при жизни ученого, так и в последующие годы до □ирокого признания хроматографии в 30-е годы. Особое внимание делено тем открытиям и предвидениям М.С.Цвета, которые получили вое развитие в настоящее время. В заключении представлен итог работы оискателя по раскрытию темы диссертации, а в выводах даны основные голожения, которые выносятся на защиту.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ласдспв!;

Утвердилось мнение, что автором термина хроматография является 1.С. Цвет, который мог даже как бы закодировать в нем и себя лично, ак как греческое слово хромое по-русски обозначает не что иное, как вет (H.Pumell, 1962; M.S.Vigdergaus, 1972). В действительности, этот грмин существовал с давних пор и уже в 1731, 1835 гг. и позже он Л2.ЧИлея в названии ряда трактатов по технологии колористики и расильного дела (см. The Oxford english Dictionary, 1989, vol.3, p. 185).

Первоначально свой метод M.С.Цвет назвал адсорбционным чализом (1903) и лишь через три года - хроматографическим методом пи методом хроматографического анализа (1906). Ни в одной из работ н не именовал метод хроматографией, считая данный термин уже инятым" его предшественниками в совсем ином значении. Однако 1.С.Цвет счел возможным использовать данное слово как исходное для Зразования от него определении, сохраняющего свой изначальный шел, поскольку на адсорбционной колонке компоненты анализируемой деси пигментов распределялись в определенной цветовой гамме. В лудах М.С.Цвета термин хроматография встречается лишь трижды и :егда в таком же значении, что и хроматографирование или юматогрифическая дифференцировка, т.е. для обозначения не метода, а шения или процесса, вызывающего упомянутое колерное расслоение 1еси на сорбенте.

Будучи принципиальным в отстаивании авторских прав >едшествующих исследователей, М.С.Цвет тем более не мог сам фушать эти права и дать разработанному им методу уже шествовавшее чужое название, как это сделал Ф.Гоппельсредер, чавший с 1906 г. именовать свой метод капиллярного анализа методом сорбционпого анализа, т.е. уже "занятым" М.С.Цветом обозначением зданного им аналитического приема. Вероятно, во избежание терминологической путаницы М.С.Цзет и дополнил свое первоначальное название уточнением "хроматографический". Однако такое громоздкое название как метод хроматографического адсорбционного анализа М.С.Цвета было неудобным. Поэтому с 1936 г. венгерский химик Л.Цехмейстер заменил его более кратким и емким термином хроматография, который сразу был подхвачен коллегами и стал общеупотребительным в новом значении, полностью оттеснив изначальное содержание.

Таким образом, с 30-х годов этот термин стал обозначать как аналитический метод, так и процесс, лежащий в основе этого метода. С годами проявилась тенденция к росту его многозначности. Для упорядочения нормативных номинаций Терминологическая комиссия ИЮПАК (1993) и Комитет научной терминологии РАН (1997) дали определенные рекомендации, которые не без основания были восприняты критически (В.Г.Березкин, 1995, 1999; А.М.Цукерман, 1998). Обращая внимание на происхождение базового термина и неидентичность обозначаемых им понятий в настоящее время (при этом без освещения современной терминологической дискуссии) соискатель принимает в качестве рабочих определение хроматографии в ее четырех значениях:

1. явление - образование концентрационных зон на неподвижной фазе при движении вдоль нее второй фазы со смесью веществ; наличие двух таких фаз и их движения относительно друг друга - непременное условие отнесения наблюдаемого явления к числу хроматографических;

2. процесс - совокупность многих физико-химических актов, обусловливающих возникновение явления хроматографии и возможных на различной физической основе, но объединенных кинетической общностью их динамики;

3. метод - аппаратно оформленные и регламентированные процедуры разделения смесей на основе названного выше процесса с определенными прописями особенностей аппаратуры и работы с ней, использования материалов, получения, обработки и интерпретации полученных результатов;

4. одна из химических наук, изучающая явления и процессы хроматографического разделения смеси веществ и разрабатывающая теоретические основы методов, которые обеспечивают такое разделение в научных и производственных целях, с определением сферы их применения.

О терминах абсорбция, известном с библейских времен, и адсорбция, предложенном М.Л.Франкенхеймом (1835), а также о тех усилиях, которые прилагал М.С.Цвет для разграничения этих понятий, будет речь в 1-й и 3-й

главах доклада. О том, насколько ответственно подходил М.С.Цвет к проблеме терминологии, как отстаивал важность унификации названий веществ, изучаемых коллегами, защищая приоритетные права наименований, которые произвольно менялись некоторыми исследователями, и другие принципы, способствовавшие более плодотворному разрешению проблем, в том числе, связанных с хроматографией, можно убедиться из материалов 3-й и 4-й глав доклада.

Стремясь к унификации терминологии в области изучения растительных пигментов, М.С.Цвет предлагал обращать внимание не только на конкретные результаты аналитических исследований, но и учитывать тенденцию развития химии тех групп соединений, с которыми работали исследователи. Так, им были угаданы большие перспективы изучения группы желтых пигментов растений и животных, которую он назвал каротиноидами и в которой благодаря хроматографии теперь известно более трехсот форм. Плодотворные идеи М.С.Цвета, пережившие многие десятилетия, и теперь вправе сохранить должное место в науке несмотря на существенные терминологические изменения и огромный прогресс во всех проявлениях хроматографии на исходе первого века ее существования.

ГЛАВА I. ОТНОШЕНИЕ К ЯВЛЕНИЮ СОРБЦИИ С ДРЕВНЕЙШИХ ВРЕМЕН ДО ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕНИЯ ОБ АДСОРБЦИИ В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ XIX В.

Без существования в природе таких явлений как сорбция и десорбция не могла бы родиться идея разработки принципа хроматографического анализа. Поэтому поиск первых шагов в направлении выяснения причинно-следственной связи между этими двумя звеньями был начат с исходных этапов использования сорбционных процессов в деятельности человека.

1.1. Первые знакомства с различными проявлениями сорбции начались с древнейших времен, когда при крашении, рисовании, очистке различных растворов, дублении кож, лечении некоторых болезней и во многих других случаях жизни люди соприкасались с разного роди проявлениями сорбционных процессов, но веками ничего не знали о сущности наблюдаемых явлений, хотя своими руками готовили сорбенты и сорбционные среды для очищения средств народной медицины, опреснения морской воды, осветлении вин и прочих нужд. Свидетельством тому служат древние папирусы, Библия, труды древнегреческих философов и другие источники.

Страсбургский монах И.Брунсвиг (1505) был первым, кто при получении более чистого спирта для хирургической практики неосознанно использовал принцип газо-жидкостной хроматографии: в перегонном аппарате пары, содержащие алкоголь, направлялись для конденсации не через охлажденную пустую трубку, а через металлическую колонку, заполненную губкой, предварительно смоченной оливковым маслом. Полученный таким путем спирт был свободен от многих примесей и содержал меньше воды. Однако для препаративных целей прием оказался неэффективным, так как нанесенный на губку фильтрационный слой масла вскоре смывался, масло попадало в спирт и колонка теряла свое назначение. Прием был забыт, но получил развитие вывод о большой значимости качества адсорбента при создании подобных очистительных установок.

В дальнейшем особое внимание было обращено на поглотительную способность различных фильтрационных субстратов как в опытных условиях, так и в природе (S.Hales, 1739; C.Neumann, 1759; I.G.Wallerii, 1761 и др.). Наблюдатели констатировали очистительные возможности тех или иных субстратов (песка, гравия, глин и пр.), и лишь автор первого агрохимического руководства И.Г.Валлериус робко коснулся вопроса о причинах существования такой способности у почв и почвообразующих пород.

Более плодотворными для познания сущности сорбционных процессов оказались труды химиков-пневматиков второй половины XVIII в., работавших с газами и газообразными веществами. Одновременно и независимо друг от друга шведский химик К.В.И1ееле и флорентийский аббат Ф.Фонтана провели в 1777 г. опыты, обнаружившие явление "сгущения" газов на древесном угле. По мнению исследователей, это явление можно было объяснить способностью объемного поглощения пористым углем, для чего они использовали термин "абсорбция" (от лат. absorbtio - поглощение).

Данное понятие существовало еще в Библии при упоминании погребений и поглощения землей, в греческой философии в значении "усвоения", в геологии для обозначения процесса поглощения земной поверхности в провалах, возникавших при . сдвигах и иных геокатаклизмах, а также в литературе при описаниях поглощения диалектов литературным языком и процесса усвоения языков. В естественно-научной литературе термин "абсорбция" впервые зафиксирован в английской статье "Инъекция" 1744 г. (см. The Oxford English Dictionary, 1978, yo'.I, p.40).

Шееле и Фонтана никак не выделяли вышеназванные наблюдения из ряда других своих опытов с газами. Их утверждение о "сгущении" газов на древесном угле вскоре проверили Г.Де Морво, К.Л.Мороццо, подтвердили достоверность факта газовой адсорбции в опытах с различными газами, но не сделали из них никаких практических или научных заключений и тем более не пытались понять природу этого явления.

1.2. Возникновение учения об адсорбции обязано исследованиям петербургского академика Т.Е.Ловица (1757-1804) - автора ряда важных работ по органической, неорганической и аналитической химии, а также по технологии обработки различных веществ, кристаллизации и искусственному холоду. Особо важное место в его научном наследии занимает адсорбционная проблематика. Работая помощником аптекаря Главной Петербургской аптеки, Ловиц всегда испытывал недостаток в надежных приемах очищения от примесей различных химических веществ и препаратов. 5 июня 1785 г., проводя обычное концентрирование раствора виннокаменной кислоты, он случайно, по недосмотру допустил "пригорелость", т.е. частичное обугливание выпариваемого раствора. После взбалтывания углеподобного осадка и последующего отстаивания взвеси в течение восьми дней оказалось, что раствор стал прозрачным, а выделенные из него прежде всегда бурые кристаллы были совершенно бесцветны.

Продолжив работы в данном направлении, Ловиц в ряде публикаций 1786-1791 гг сообщил, что с помощью древесного угля ему удалось очистить очень многие вещества, преимущественно органические, разнообразные растительные экстракты и пр. Одновременно он предпринял опыты с целью решить такие практические задачи как очищение к осветление хлебной водки, "исправление" испортившейся воды, обесцвечивание сахарного сиропа и "медового сахара", освобождение от примесей множества химических веществ, в том числе селитры для изготовления пороха, дезодорация воды и воздуха, в медицине - лечение так называемой газовой гангрены, изготовление более чистых лекарственных препаратов и другие нужды.

Опыты Ловица по поглощению углем ряда летучих веществ, проведенные независимо от Шееле, Фонтана и Пристли, стали первыми работами по газовой адсорбции с ее широким практическим использованием. До наших дней сохранили свое значение не только прием по адсорбционной очистке спирта от примеси сивушных масел, но и способ очистки органических препаратов от находящихся в них примесей с помощью активированного угля. Что касается научного изучения адсорбции газов, то оно особенно широко развернулось лишь в XX в. иуоликации ловица не были чисто утилитарными, так как сопровождались рассуждениями о природе наблюдаемых процессов, об условиях их стимулирования или торможения и другими соображениями. Он пытался также теоретически осмыслить природу адсорбирующей спосооности угля б растворах и газовых средах. суволюция его представлении в этой части весьма показательна для истории химии, так как отражает аналогичные изменения воззрений многих химиков конца XVIII - начала XIX вв. Будучи изначально приверженцем теории флогистона, исследователь полагал, что адсорбционные свойства угольного порошка можно объяснить "дефлогистирующей" способностью угля, который отнимает от загрязненного вещества "горючую" или "огненную" материю (т.е. флогистон), являющуюся загрязнителем. Однако многочисленные последующие опыты и наблюдения заставили его усомниться в такой трактовке.

3 сентября 1800 г. Ловид выступил в Российской Академии наук с докладом о природе адсорбции. Отрешившись к тому времени от воззрений и терминологии флогистиков, он обратил основное внимание лишь на один вопрос - химические или физические силы обеспечивают адсорбционное свойство угля. Примечательны слова исследователя: "Хотя это самое замечательное свойство открыто мною 14 лет тому назад, мы сегодня еще так далеки от познания его причины, что искуснейшие химики не могут даже прийти к единому мнению относительно того, на химическом или механическом действии основана эта замечательная способность угля. Надеюсь, всякий химик согласится со мной, что именно этот вопрос нужно решать в первую очередь, прежде чем мы пожелали бы дойти до самой первопричины" (Т.Е.Ловиц, 1806).

Мнение Ловица о том, что природа адсорбции может быть объяснена чисто "химически", основывалось на аргументах,ть которыхала понятной лишь много позже, когдаало возможным установить, что именно химическиелы вызывают образование на поверхности адсорбентов ориентированных адсорбционных пленок. Его оппоненты на рубеже XVIII - XIX вв. М.Г.Клапрот, Ф.А.К.Грен и Л.Н.Воклен, наоборот, объясняли адсорбционные явления "механическими" закономерностями. По мере развития физической химии и химической физики в наши дни различия между представлениями о химической и физической природе многих процессов, в том числе и хемосорбционных, все болеелаживаются, но в то время эти различия носили принципиальный характер. Вклад Ловица вановление учения об адсорбции, и, в частности, в трактовку природы этого явления, а также отношение к его трудам коллег и расширениееры использованиярбции для очистки веществ в первой половине XIX в. более обстоятельно освещены в книгеискателя [3, 14-42].

1.3. Сферы использования сорбции для очистки веществ в первой половине

XIX в. расширялись; несмотря на незначительность цитирования трудов Ловица, их практическая сторона не осталась незамеченной современниками. Вслед за Ловицем костный уголь стали использовать французский химик Д.М.Келье (1793, 1798) и профессор химии из Монпелье Л.Фнгъе (1811). Работы последнего подхватили сахаропромышленники братья П.Мартино и Ж.Мартипо (1815) для осветления сахарного сиропа, а затем Ш.Дюмон (1828), который к тому же предложил свой способ регенерации угля при исчерпании его адсорбционной способности. Существенно расширилось использование костного угля в сахароварении после издания К.Л.Ф.Каде де Гассикуром (1818) технологии обжига костей.

В фармацевтических кругах получили известность совместные работы А.Бусси и А.Пайена, занявшихся в 1821 г. исследованием очистительных свойств угля при обесцвечивании различных жидкостей, растворов и медикаментозных средств. Различные виды угля стали тредметом изучения Т.Грэма (1830), который отмечал их характерное 1ействие на некоторые химические соединения, в частности, на соли металлов, а Ф.Виппен (1845) - на изменение степени кислотности эастворов, содержащих основания. Э.Фильоль (1852) не только сам тровел серию опытов по обесцвечиванию растворов костным углем, но ;воей обстоятельной публикацией как бы подвел итог исследованиям, фоведенным в данном направлении до середины XIX в.

Значительная серия работ была связана с испытанием разного рода фильтрационных субстратов для получения чистой питьевой воды. В 1ариже А.Пайен (1822) настолько успешно улучшал качество воды с юмошыо животного угля, что его рекомендация дважды отмечалась фемией. В 1928 г. Д.Симпсон произвел первые обстоятельные опыты по фильтрации воды через песок и ввел этот способ очистки воды в 1ондоне. Согласно И.П.Кирквуду (1876) и Н.А.Бунге (1879), в поисках юлее эффективных фильтров кроме песка и гравия испытывали стественный и искусственный песчаник (Чемберс, Джирар, 1825), губки Йитс, 1826), конский волос, сукно, шерсть (Уильяме, Дойл, 1826), железный шлак (Стерлинг, 1829), глиняные пластинки и войлок (Невилль, 834), недубленую кожу (Давер, Джонс, 1837), коленкор и фланель Пальмер, 1839), различную бумагу и бумажную массу (Мэй, 1842; Тар, 844), а с развитием химических технологий - шерсть, обработанную олями железа (Бернард, 1857; Сушон, 1861), окалину (Спенсер, 1869), >кись железа (Бишоф, 1875) и др.

При очистке воды учитывалась необходимость освободить ее не олько от разного рода неживых загрязнителей, но и от простейших уществ - амеб, инфузорий и микроорганизмов, которыми, например, зобилуют болотные воды. Так, Т.Душ и Ф.Шредер (1854) для странения бактерий из подопытного воздуха отфильтровывали его через ату, а Л.Пастер (1862) при изучении проблемы самозарождения для чищения воздуха использовал также волокна пироксилина и асбестовые ыжи. Список примеров использования адсорбционной фильтрации в ауке и на разного рода производствах, особенно в сахароварении XIX ., можно значительно увеличить, но в любом случае он может видетельствовать лишь о том, что применение с этой целью азнообразкых адсорбентов долгое время было разрозненным, ессистемным и почти не связывалось с изучением самого цсорбционного процесса.

Первым исследователем, который предпринял систематическое зучение адсорбции, был женевский естествоиспытатель Н.Т.Соссюр 767-1845), чьи исследования адсорбции газов существенно пополнили гновополагающие работы Т.Е.Ловица, так как у последнего интерес к гаму виду сорбции носил случайный и прикладной характер. Несмотря а несовершенную методику Соссюр в 1812-1815 гг. выявил ряд факторов закономерностей адсорбции газов, подтвержденных последующими ^следователями. Он установил, что все виды таких пористых тел, как пемза, дерево, асбест, пробка и уголь, способны адсорбировать любые газы; при этом всегда наблюдалось выделение тепла. Предметом его изучения стала также кинетика газовой адсорбции в зависимости от времени, температуры, давления, степени измельченности и влажности адсорбента, молекулярного веса газов к других ^акторов поглощения газов адсорбентами.

Таким образом, в истории учения о сорбции впервые была установлена связь между адсорбцией и некоторыми физическими свойствами адсорбируемых газов, а также проведено определение зависимости интенсивности сорбции при одинаковых условиях давления и температуры от плотности адсорбента, получаемого после обжига графита, пробки и древесины различных пород деревьев. Эти данные Соссюра о закономерностях газовой адсорбции были преданы почти полувековому забвению и вновь стали известны благодаря Дж.Хантеру и Р.А.Смиту лишь в 60-х годах XIX в., после чего эту тему начали активно обсуждать химики и физики.

Следуя за Соссюром в направлении выявления адсорбционной способности различных адсорбентов, Хантер пошел дальше, поставив перед собой цель найти вещество, обладающее наибольшей адсорбцией. После двух лет сравнительных исследований Хантер (1865) определил, что таким адсорбентом является уголь древесины кокосового ореха. В дальнейшем предметом его изучения стали также адсорбаты и притом в смеси. Так, Хантер (1868) установил, что адсорбционная компонента смеси паров (аммиак, углекислота и циан) возрастает, когда температура опыта приближается к температуре конденсации паров этой компоненты. Через два года он дал объяснение этому явлению и исследовал влияние давления на величину адсорбции.

Серию опытов по адсорбции газов провел также Р.А.Смит (1863), которому удалось выяснить ряд новых фактов об этом процессе, в частности, очередность и объем поглощения составных частей воздуха, смеси кислорода и водорода, а также изменений, происходящих при помещении угля, насыщенного тем или иным газом, в другую газовую среду. Им же в 1879 г. установлена зависимость между коэффициентом поглощения газов углем и их удельным весом и весом молекул.

Вместе с последующими работами Э.Блюмтоитта (1866) и В.Ски (1867), установившими особенности отдельных газов и газовых смесей при контакте с различными адсорбентами, удалось накопить тот необходимый багаж знаний, на основе которого уже в те годы можно было начать разработку теории статической, а затем и динамической адсорбции, лежащей в основе хроматографии. Новые данные позволили развить идею Соссюра (1814) о физическом принципе механизма адсорбционного процесса - притягивании адсорбата, в частности газа, поверхностью адсорбента. П.Шаппи (1879, 1883) поддержал это мнение, обнаружив особое уплотнение газов на поверхности не только твердых тел, но и жидкостей. Позже исследователи фиксировали на поверхности адсорбента наличие даже нескольких адсорбционных слоев, а М.Поляни (1914, 1916) выразил представление Соссюра в виде строгой формулы, которая вошла в учение о сорбции как классическая гипотеза о сгущенном слое и затем использовалась хроматографистами при разработке теории адсорбционной хроматографии.

ГЛАВА 2. ПОПЫТКИ СОЗДАНИЯ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XIX В.

АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА ОСНОВЕ СОРБЦИОННЫХ

ПРОЦЕССОВ.

До 60-х годов XIX в. никто из химиков не высказывался прямо или косвенно о возможности использования сорбционных процессов в аналитических целях. Такая идея родилась во второй половине XIX в., но не в связи с химией газов, а с более обширной областью исследований -химией растворов.

2.1. Рождение идеи ионообменной сорбции. Первые попытки по осуществлению химических анализов на основе процессов сорбции связаны с опытами английских агрохимиков Г.С.Томпсона (1809-1874) и Д.Т.Уэя (1821-1884), желавших проследить те превращения, которые происходят в почве с внесенными в нее удобрениями.

Стеклянную трубку высотой 1,22 м Г.С.Томпсон (1850) заполнял измельченным торфом с добавлением сульфата аммония (NH4)}S04, а затем промывал водой в объеме дождевых осадков. Вода на выходе из трубки содержала не сульфат аммония, а только ту его часть, которая соответствовала свойствам оснований (позже именуемая ионом аммония) и удерживалась в почве, кислотная же часть в неизмененном виде вымывалась водой. Это была первая наглядная демонстрация существования процесса, который позже был назван ионным обменом.

Д.Т.Уэй продолжил изучение этого явления. Пропуская через почвы растворы калийных и аммонийныхлей, он всегда обнаруживал гсогпощрние почву ми гг гг'пь основа-*™1'-* (т т^тчлпнпсА ^'гихлей, кислотная же часть (т.е. анионы) тех желей -рная,ляная и азотная • оказывалась целиком вытесненной в раствор преимущественно в виде ;олей кальция. Поскольку в центре внимания исследователя были превращения, происходящие з почвеадсорбированными на ее частицах основаниямилей, то он назвал этот процесс основным обменом почв, поответствует ввременной терминологии катионному обмену почв. Более обстоятельно результаты работ Уэя (1850 - 1855) по основному обмену, особому отношению к цеолитной части почвы, искусственному зриготовлению цеолита и опытахним, положивших началозданию юкусственных ионообменников, аих помощью и разработке юнообменной хроматографии, вместедругими его заслугами освещены I книгеискателя [3, 44-50].

Публикации Томпсона и особенно Уэя вызвали оживленную щскуссшо, которая однако не привела к научному пониманию обсуждаемого "основного обмена", хотя в ней принял участие такой известный агрохимик как Ю.Либих (1855, 1858). Примечательно, что в отличие от Уэя, В.Хеннеберга, Ф.Штомана, Г.Эйхгорна и др. Либих не усматривал в этом обмене чисто химический процесс, а допускал действие адсорбции и десорбции. Научное представление об ионном обмене сложилось позже лишь на основе теории электролитической диссоциации в 80-х годах XIX в., а затем развивалось с учетом новых знаний о строении атома.

В 60-80-е годы раскрытию природы ионообменной адсорбции немало способствовали работы Я.М. ван Беммелена, связанные с изучением поглотительных свойств коллоидальных веществ, а также И.Лемберга и его учеников, обнаруживших ионообменные свойства не только у почв, но и у таких минералов, как полевой шпат, гранит и др. В последующем изучение обменных свойств природных веществ побудило исследователей найти способы получения искусственных ионитов -цеолитов (И.Гармс, А.Рюмплер, 1901) и пермутитов (Р.Ганс, 1906). Эти иониты привлекли к себе особое внимание многих исследователей лишь с начала 1940-х годов в связи с интенсивно развертываемым использованием ионообменной хроматографии.

2.2. Тест "бумажного пятна" Ф.Ф.Рунге. В отличие от исследований Томпсона, Уэя и их последователей, непосредственное отношение к зарождению идеи хроматографического анализа в XIX в. имели труды Ф.Ф.Рунге (1795 - 1867) - директора химического предприятия близ Берлина. Для определения свойств красителей Рунге стал пользоваться методом капельных реакций на обычных и импрегнированных кусках ткани или бумаги, а иногда и на фарфоровых пластинках с находящимися на них реагентами. Изредка он применял с той же целью полоски тканей, бумаги и даже тонкие дощечки из разных пород деревьев, которые частично опускал в анализируемый раствор, а затем по скорости подъема жидкости и различных красителей из раствора судил о свойствах последних.

Наиболее полно приемы и результаты своих определений Рунге подытожил в 3-ем томе "Химии красителей" (1850), который сопроводил уникальным приложением - аннотированным альбомом "Образцов для друзей Красоты и к использованию в рисовании, художестве, украшательстве и тканепечатании" со 120 "капиллярными картинами" оригинальных форм и расцветок. Это были не полиграфически воспроизведенные цветные снимки наблюдаемых расслоений пигментов, а сами пигментные реакции в виде натуральных пятен с различными цветовыми оттенками на листах фильтровальной бумаги. Аналогичные 34 "самообразующихся картины" были представлены и в книге-альбоме "Формообразующая сила веществ" (1855), где Рунге обратил особое внимание на открытую им ранее неведомую силу, обусловливающую образование таких "картин", но ничего определенного о природе этой эшы сказать не мог. Возможно, он предугадывал ту гипотезу о существовании физико-химической силы притяжения, промежуточной иежду химической связью и молекулярным притяжением, которую в 1912 высказал Л.Г.Гурвич при изучении адсорбции.

Однако нельзягласитьсяутверждениями некоторых авторов 50-с годов, что "Рунге являетсяздателем научной хроматографии на Зумаге" (H.Weil, 1953. Курсив наш - Е.С.). Хотя он и выделил воей 'Химии красителей"ециальную главу "О фильтровальной бумаге какедстве химических разделений"описанием опытов по выявлению ^однородности красителей и разделению их наставные компоненты, тсполъзованные при этом приемы не могут быть причислены к научной фоматографии к тому же в осовремененной терминологии. Более обстоятельно аргументация данного мнения, а также оценка ряда ^следованийиспользованием в аналитических целях теста "бумажного итна" до конца XIX в. даны в монографииискателя [3,52-67], и на настоящего доклада.

1.3. Метод капиллярного анализа на вертикальных бумажных полосах

1ри его усиленной популяризации с середины 60-х годов XIX в. стал жтивно вытеснять микрометод капельного анализа Рунге. Хотя новый 1етод имел непосредственное отношение и к трудам Рунге, это имя почти юлностью исчезло из химической литературы, а использование подъема кидкостей по капиллярам при разработке аналитического метода стало вязываться лишь с работами швейцарских химиков Х.Ф.Шенбайна 1799-1868) и его ученика, сына базельского банкира К.Ф.Гоппельсредера 1837- 1919).

В докладе на заседании Базельского общества естествоиспытателей, . затем в статье "О некоторых действиях разделения, осуществляемых с юмощью капиллярности бумаги" (1861) Шенбайн высказался о том, что го опыты с названными действиями должны быть интересны химикам-.налитикам для определении состава смесей органических красителей. 1родолжение работы в данном направлении он передал Гоппельсредеру, оторому особо покровительствовал в исследованиях и карьере. Став риват-доцентом Базельского университета (1861), последний вскоре делал сообщение kj новой попытке выявления красящих веществ в их

П QATi

IHVVII V. 1 uv^. J.

Оба исследователя использовали для анализа как горизонтальные исты, так и вертикальные полосы бумаги, но, в отличие от Рунге, тдавали предпочтение последнему приему. Они отмечали, что при осходящем потоке на бумажной полосе образовывались более широкие четкие зоны разделения, чем на горизонтальном листе, хотя в первом пучае требовалось больше времени и объема анализируемой смеси, чем ри капельном микроанализе. Во многом повторяя приемы Рунге и Ценбайна, Гоппельсредер показал, что число зон, а значит и степень асслоения компонентов смеси на бумаге, зависят не только от числа этих компонентов, но и от их концентрации. В последующем его усилия были направлены на совершенствование приемов капилляризации, которые в 1887 г. он назвал методом капиллярного анализа.

В качестве капиллярных сред кроме фильтровальной бумаги Гоппельсредер использовал стеклянные волокна, различные виды почв и гравия, кизельгур, кварцевый песок, древесину, оксицеллюлозу, пергаментную бумагу, различные текстильные материалы; многие из них не дали желаемых результатов. Поэтому чаще всего он пользовался в своих опытах фильтровальной бумагой определенного производства после испытания девяти ее сортов. Предметом изучения стал также характер поведения на разных средах различных растворов, подвергавшихся капилляризации. Тысячи опытов позволили Гоппельсредеру заключить, что в одной и той же капилляризационной среде каждому веществу свойственна отличная от других способность к перемещению, по-разному ведут себя и одинаковые вещества в различных лпапоу rrtor»dtia ли л^мофнп птии^отшр тто а'пглтпвпно /»т//л 'п/лгкт'и цал. l/ii^, ijljiviv/ uii uupu 111 j i uiininaiirlC • •• riiil.'rhll^ ;.!<::l. pciirui uiiniuailfic na uinuiiivrij'iv дсиж^ппл зоны вещества на бумаге к скорости движения фронта растворителя, т.е. на то, что позже в бумажной хроматографии стали обозначать как Rf.

Гоппельсредер активно убеждал коллег через многочисленные публикации более широко применять разработанный им капиллярный анализ везде, где возникает потребность в аналитических приемах. С помощью своего метода он определял однородность растворов различных органических пигментов, алкалоидов 'в их числе ядовитых веществ), степень чистоты жиров, масел, нефтепродуктов и большого числа неорганических соединений. Эти определения были связаны с сельским хозяйством (анализ продуктов питания), зоологией (поглощаемость веществ водными обитателями), медициной (анализ мочи здоровых и больных людей) и другими областями деятельности человека.

Результаты своих многочисленных экспериментов Гоппельсредер

-----— „ -------- ---,--------- 1 QOA 1П1П — --- w > i >: ч-t!. 1 r> 11 > I mUnOi уицШ'Лл x\3\JJ - isi \J i i . il > i Op bi Л wMfailvi обстоятельным был труд "Капиллярный анализ, основанный на явлениях капиллярности и адсорбции" (1901), посвященный Х.Ф.Шенбайну. Рядом с объемными описаниями тысяч различных опытов и наблюдений весьма скромное iwvCiO занимали суждения автора о природе самого явления, лежащего в основе капиллярного анализа, которую многие годы он никак не связывал с сорбционными процессами. Лишь под влиянием книги В.Оствальда "Научные основы аналитической химии" (1894) Гоппельсредер стал считать возможным проявление адсорбционных сил при капиллярных расслоениях. Но и после этого, как отмечал Р.Л.М.Синг, "Гоппельсредер безнадежно путал адсорбцию, поверхностное натяжение и разделение и не мог дать сколько-нибудь удовлетворительное объяснение наблюдаемым им явлениям" (R.L.M.Synge, 1970).

О том, как менялись представления Гоппельередера нащность процессов, обеспечивающих разрабатываемый им аналитический метод, каким изменениям подвергались его технология и приборная оснащенность, в каких условиях проводилась работа и как отнеслись к ней химики разныхран, можно ознакомиться в книгеискателя [3, 67-90].

В середине XX в. некоторые из химиков склонны были считать автора капиллярного анализа первым хроматографистом, а его метод -хроматографией на бумаге. Определенную аналогию между методом Гоппельередера и самой примитивной формой фронтальной хроматографии, действительно, можно усмотреть, но полноценная бумажная хроматография определяется не только использованием для аналитических целей одного и того же явления расслоения смесей веществ на бумаге, но и способом выявления зон расслоения, и приемами извлечения сконцентрированных в них веществ.

2.4. Адсорбции на колонке. Несмотря на широкую известность, которую Гоппельсредер придавал своему методу, идее хроматографического анализа суждено было реализоваться не благодаря приему капилляризации на бумаге, а с помощью адсорбционных колонок из сыпучих материалов, хотя именно в последнем направлении к концу XIX в. было менее всего исследований. Эта небольшая группа исследований основывалась на принципах статической и динамической адсорбции. В первом случае адсорбент находился в сосуде вместе с раствором в статическом состоянии, и адсорбционный процесс немного ускорялся путем встряхивания содержимого сосуда. Процесс возрастал в значительной степени, когда раствор двигался через слои адсорбента. Именно принцип динамической сорбции оказался более перспективным, и именно он лег в основу хроматографического метода.

Статической адсорбцией в своих исследованиях пользовались

JJ \Л--------------Т^ ТП------~---------- ---------—----A Г>. n.itjr. rj iji^f.» i-i l . 11-11.> U111! i^iOjuj, a Jai t/ivi riA jlbtltlM tl IVUJiJlttn .* \ L-> a L L л Wl r I

1839), А.Фогель (1842), Э.Брюкке (1861) и А.Я.Данилевский (1862), которые таким путем смогли выделить и изучить ферменты (пепсин, трепсин, амилазу), а также другие компоненты желудочного и поджелудочного соков. Совершенствование приемов извлечения и очищения энзимов позволило в дальнейшем Р.Вилыитеттеру (1928) разработать более основательно методы препаративного получения ферментов.

Немного было проведено в XIX в. и исследований с использованием анализа на основе динамической адсорбции. Одним из первых разделить смесь веществ, пропуская раствор через пористый наполнитель цилиндра, пытался итальянец К.Маттеучи (1844). Выше была названа серия работ Г.С.Томпсона, Д.Г.Уэя, Ю.Либиха и других агрохимиков по разделению неорганических ионов с помощью трубок, заполненных почвами. Несколько опытов с использованием различных сыпучих материалов, помещенных в узкие цилиндры, поставил попутно при разработке своего капиллярного анализа К.Ф.Гоппельсредер, но счел этот прием бесперспективным, как и его последователь англичанин Л.Рид (1895). Кстати, Рид свой единичный опыт по разделению веществ на первой самодельной адсорбционной колонке из каолина провел на такой же колонке, какая позже стала основной частью хроматографической установки М.С.Цвета. Все названные исследователи, применявшие в аналитических целях адсорбционные колонки, никогда не пользовались приемом промывания разделяемых веществ, и поэтому описанные опыты представляли собой лишь адсорбционную фильтрацию, т.е. самый малоэффективный хроматографический прием фронтального анализа.

Адсорбцию использовали отчасти и для разделения смеси газов с помощью шариков кокса, папье-маше, гипса и каолина, к тому же пропитанных поглотительными жидкостями. Н.А.Бунге (1888) помещал каолиновые шарики в емкости с анализируемым газом и действовал по

Т7*-\ТЖТГТТТЛ"Г1 \Г Г! t triraTT ППП 7Г1 т/-»т* <->ПГО ПГТГ»ТО/-»Т/-<-»ТЖ О гитт Yo ТАГ Т,- /-» П ("Ч/" Т J TJ V тт» »т,тгл iipjri.nцш1 j vi a i mwvftun v.» 14*1*1. л iap>oi\uuvi\iin /vi-lm-i^Av технолог А.П.Лидов (1907) заменил шарики на цилиндрики из бумажной массы и через них стал пропускать анализируемый газ, т.е. использовал прием динамической сорбции. Эти работы были далеки от той области исследований, в которой суждено было родиться полноценному хроматографическому анализу, однако их можно считать прямыми предшественниками колоночной хроматографии.

Еще более далекими от этих работ были исследования конца XIX в. по фильтрации нефти, в частности горного инженера С.К.Квитки, которого интересовал вопрос о причинах существования в Балаханах значительно более светлой нефти, чем в других нефтеносных районах Кавказа. На основании своих работ по очищению масла с помощью глин (1881) и изучению форм проявления капилляризации при сооружении водных артезианских колодцев и качественных изменений воды, фильтрующейся через разные земные пласты (1887), Квитка предположил, что и свойства баЛаХаНскои нефти обусловлены прохождением более древних ее залеганий через пористые породы при подъеме в верхние нефтеносные пласты. По его мнению, в ходе фильтрации древней нефти через промежуточные, в основном песчаные слои, на них адсороировались ее оолее тяжелые смолистые компоненты, и в осветленном виде измененная нефть откладывалась б более молодых слоях земли.

Для проверки своего предположения Квитка (1899) провел серию опытов по очистке нефти также в вариантах статической и динамической сорбции. Более эффективным был второй способ, когда в разделительную воронку насыпался адсорбент (крупнозернистые пески, измельченные ракушки, дробь "бекасинник") и через него профильтровывались смесь керосина и нефти, а также различные очищаемые продукты нефти. В цикле работ по изучению расслоения нефти Квитка (1911, 1912) усмотрел подтверждение своей гипотезы, теоретически обосновал происхождение светлых кефтей и предложил прием очистки нефти. Там же он оценил работы в этой области американского коллеги Д.Т.Дея, который занялся тем же вопросом позже Квитки, но получил большую известность.

На I Международном нефтяном конгрессе (Париж, август 1900) Д.Т.Дей прочитал доклад "Разнообразиеойств нефти-сырца из Пенсильвании и Огайо", где краткообщил ооих опытах по получению различных фракций нефти путем фильтрации еерой формы через фуллеровую землю. По мнению докладчика, опыты подтвердили его гипотезу о происхождении пенсильванской нефти (болееетлой, легкой и богатой предельными углеводородами) от первичной формы подобной темной, тяжелой иолистой огайской нефти, изменявшейся в ходе ее фильтрации через девонскиеои. Так как тезисы доклада не давали ответа на вопросы об условиях проведения опытов Дея и о природел, лежащих в их основе, К.Энглер и Э.Альбрехт (1901) решили повторить эти опыты. Лишь после обстоятельных исследований коллег Дей (1901, 1907) дал развернутое описаниеоих прежних и новых опытов. А характер изменений, происходящихнефтью, которые он никак неязываладсорбцией, химики-нефтяники назвали "феноменом Дея". Весь комплекс проблем,язанныхработами Квитки и Дея, а гакже отношение к ним ряда коллег разныхран более обстоятельно освещен в монографииискателя [3, 95-100].

С конца 50-х годов XX в, появились суждения об аналогии процесса фильтрации нефти через толщи земных пород и способа разделения смеси при фронтальной хроматографии. В изменении состава нефти при ее миграции через земные слои увидели "яркое доказательство :уществования природной хроматографии" (М.С.Вигдергауз, 1978). С гаким суждением можно согласиться лишь при определении хроматографии как явления природы, но не как хроматографического троцесса. Против упрощенного отождествления земных пород с адсорбционной колонкой и расслоения нефти с хроматографичесхим разделением обоснованно высказывался геолог-нефтяник В.А.Соколов 1965). Более правомерно суждение чешского химика И.М.Хайса (1962), соторый в экспериментах по очистке нефти путем фильтрации через гористые среды усматривал лишь "некоторые элементы хроматографии".

Действительно, метод хроматографического анализа является I роду кто м творческой мысли человека, которую он вынашивал и к )еализации которой шел многие десятки лет. Эти мысли могли юплотиться лишь в начале XX в. в основном благодаря упорным ■ворческим изысканиям нашего соотечественника М.С.Цвета.

ГЛАВА 3. ЖИЗНЬ И ТВОРЧЕСТВО М.С.ЦВЕТА КАК СОЗДАТЕЛЯ МЕТОДА ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АДСОРБЦИОННОГО АНАЛИЗА.

3.1. Жизненный путь М.С.Цвета освещен в монографиях и других публикацияхискателя [2,17-164; 4, 25-206; 10, 14, 18, 35 и др.] на основе обширного материала, почерпнутого из воспоминаний, публикаций, архивов, рукописных отделов и музейных фондов. Поэтому в данном докладе этот путь обозначен лишьематично вответствиихронологией ибытиями, которые укладываются в основные четыре периода 47-летней жизниздателя хроматографии.

Первый период (1872 - 1896), включающий детство, юность, студенческие годы и первые шаги в науке, был связан преимущественно с Женевой и Женевским университетом. Архив г. Асти (Италия) позволил установить точную дату рождения "Микеля" - сына "Симона де Цевета" -14 мая 1872 по новому стилю, а многие другие источники - и генеалогию семьи Цветов. При освещении женевского периода особое внимание было уделено условиям, в которых складывалась личность Цвета как человека, гражданина и естествоиспытателя, а также влиянию, которое оказали на него отец С. Н.Цвет, преподаватели, друзья по ооученито и семейное окружение. Прослежено формирование научных интересов юноши в студенческие годы (1891-1896) от морфологии и анатомии растений (награжден премией Г.Деви) к цитофизиологии и биохимии. Его дипломная работа "Исследование физиологии клетки" была напечатанна в Женеве после отъезда в Россию (лето 1896) и позже именовалась им в соответствии с зарубежными стандартами того времени Женевской докторской диссертацией.

Второй период (1897-1901) - петербургский - самый важный в формировании основных направлений исследований Цвета. Работа преподавателя с возможностью экспериментирования в Петербургской биологической лаборатории и опыты, проводимые в лаборатории по физиологии растений академика А.С.Фаминцына, позволили ему получить интересные результаты о структуре, составе и функции фотосинтетического ипяпятя пястении пл^жгге в^его бт^ГО^'4nfJ своим методическим разработкам. Пятилетние научные изыскания Цвет подытожил в магистерской диссертации "Физико-химическое строение хлорофильного зерна", защищенной 23 сентября 1901 г. в Казанском я затем обратился к ttohckv ■ЪттзттчеС"*'. х cnocofSo*^ получения в чистом виде выявленных им компонентов смеси растительных пигментов. Итогом этой напряженной работы был доклад о методах исследований хлорофилла на XI съезде русских естествоиспытателей и врачей (Петербург, 30 декабря 1901), где Цвет впервые сообщил об использованном им приеме адсорбционного анализа, совершенствование которого, методическое и теоретическое, он продолжил в Варшаве.

Третий период (1902-1915) - варшавский - наиболее длительный и продуктивный; с ним связано 40 из 67 научных публикаций исследователя, в том числе докторская диссертация "Хромофиллы в растительном и животном мире" (защищена 28 ноября 1910 г. в Варшавском университете, в 1911 г. награждена Петербургской Академией наук Большой премией М.Н.Ахматова). Значимыми событиями этого периода жизни Цвета стали: отъезд в Варшаву (январь 1902); утверждение Советом Варшавского ун-та в должности ассистента кафедры анатомии и физиологии растений (31 января 1902); доклад "О новой категории адсорбционных явлений и о применении их к биохимическому анализу" в Варшавском обществе естествоиспытателей, где впервые обстоятельно был изложен принцип метода адсорбционного анализа (21 марта 1903); две публикации в немецком журнале об этом методе (1906); принятие по совместительству преподавателем ботаники и сельского хозяйства в Варшавский, ветеринарный институт (август 1907) и Варшавский политехнический институт (октябрь 1908); неудачные попытки получить руководство кафедр по физиологии растений в НовоАлександрийском институте сельского хозяйства (сентябрь 1903) и Московском ун-те (март 191!); летние командировки в Германию (1902, 1903, 1905-1907), Берлин, Париж, Брюссель, Амстердам, Лейден и Дельфт для изучения преподавания микробиологии в университетах (1911); женитьба на Е.А.Трусевич (сентябрь 1907); неудачная операция по удалению аденоидов (1911); ухудшение состояния здоровья и лечение на различных курортах (лето 1912 - 1914); участие в работе II Менделеевского съезда по общей и прикладной химии и физике (Санкт-Петербург, 1911) и XIII съезда русских естествоиспытателей и врачей (Тбилиси, 1913), публикация последнего научного сообщения об антоцианах (1914).

Четвертый период (1915-1919) - самый трудный, связанный с переездами из Варшавы в Москву, а оттуда в Нижний Новгород, Юрьев (ныне Тарту) и Воронеж по причине первой мировой войны и вызванных ею событий. Последний заключительный этап жизни Цвета многие годы оставался почти полностью неизвестным, что порой порождало нелепые слухи И Д«.Ж£ ovpCrllrl О vI"G CMCpiri ьКс iruCCHH. спОъН3.>i XpOKJiKci СООЬЫЙИ этого периода: выезд с семьей из Варшавы на летний отпуск к родным в г. Гараща (июнь 1915), а после известия об экстренной эвакуации Варшавского политехникума - в Москву (июль 1915); безуспешное участие в конкурсе на занятие кафедры Новороссийского (ныне Эдесского) ун-та (март 1916); переезд в Нижний Новгород с эвакуированным Политехническим институтом (октябрь 1916); последняя тубликация о необходимости учреждения Нижегородского общества ;стествоиспытателей (5 ноября 1916); избрание ординарным профессором Юрьевского ун-та (24 марта 1917); лечение на Северном Кавказе (лето 1917); приезд в Юрьев и начало исполнения обязанностей руководителя ботанической кафедры и директора Ботанического сада университета сентябрь 1917); выдвижение кандидатом на получение Нобелевской гремии по химии (1918); эвакуация из Юрьева в Воронеж (август 1918); 26 ноня 1919 - кончина и захоронение в Воронеже.

3.2. Первоначальные научные интересы М.С.Цвета можно определить подзаголовком его женевской диссертации (1896) "Материалы к познанию движения протоплазмы, плазматических мембран и хлоропластов". Один из объектов изучения - хлорофилловое зерно -определило в последующем основное направление исследований по теме магистерской диссертации Цвета (1901): 1)роение,ойства и природа хлоропластов; 2)стояние хлорофилла в живых хлоропластах (in vivo); 3) оптические и химическиеойства хлорофилла, извлеченного из листьев (in vitro); 4) характерязи хлорофилла в хлоропласте посредством адсорбционныхл. Последняя темаала в дальнейшем отправной для его докторской диссертации (1910). Так как обстоятельный анализ этих трудов Цвета имеется в ряде публикацийискателя [2, c.l 11-142; 4,207-254; 5-9, 11, 17, 27, 28 и др.], то в данном докладе эволюция названных проблем в исследованияхздателя хроматографии прослеживается лишь фрагментарно.

Хотя несовершенство оптических приборов и приемов фиксации микропрепаратов в конце XIX в. не позволило Цвету дать точное описание строения хлоропласта (это стало возможно лишь спустя более полувека при помощи электронной микроскопии), он вполне справедливо выступил против представлений тех лет о гомогенности содержимого зеленых пластид (1896). К сожалению, невнимание к его доводам позволило ошибочной теории гомогенности хлоропластов сохраняться почти до 40-х годов XX в. Провидческим было и утверждение Цвета о наличии у хлоропластов индивидуальности, аналогичной клеточной автономии (1896). Последующие исследователи развили эту гипотезу и доказали с помощью более совершенных способов наличие структурной, функциональной, биохимической и генетической автономии хлоропластов, впервые обозначенной и частично доказанной Цветом и А.С.Фаминциным независимо друг от друга. r своей пепвой статье ня ovcckom языке "Гемоглобин и хлорофилл. В каком направлении желательно изучение последнего тела" (1898) Цвет отметил невозможность раскрытия сущности фотосинтеза растений без выяснения природы комплекса зеленого пигмента с тогда еще У г. г i'j I, ; j;; * веществом п пасти л Пгювегтя сотни оттьтто" '' помощью разработанного им резорцинового ("пиквефакционного") метода, который Цвет назвал "путеводным микрохимическим методом", он установил, что носитель хлорофилла имеет белковую природу. Новый метод позволил ему выделить и определить физико-химические свойства обнаруженного им хлорофилл-белкового комплекса, названного им хлороглобином по аналогии с гемоглобином (1899). В ходе изучения хлороглобина Цвет установил, что из двух частей комплекса первую часть составляют хлорофилл и каротин, а вторую - бесцветное вещество белковой природы, названное им гипохлорипом (1900), о чем также см. ниже (с.49).

Несмотря на выступления авторитетных коллег Н.А.Монтеверде (1900) и Ф.Чапека (1900) против гипотезы Цвета о существовании в растениях хлорофилл-белкового комплекса, один из первых разделов своей магистерской диссертации (1901) он посвятил описанию методов получения хлороглобина, способов выяснения состояния хлорофилла in vivo, природе носителя хлорофилла и характеру связи между ними, т.е. вопросам, которые и теперь не перестают интересовать физиологов и биохимиков растений. В ходе исследований Цвет изменил мнение о составе гипохлорина и допустил, что его основу составляют не протеиновые вещества, а лецитины. Такая перемена мнения послужила поводом для новой критики гипотезы Цвета о хлорофилл-белковом комплексе (Ф.Чапек, 1902; Ф.Коль, 1902; В.К.Залесский, 1903).

Отсутствие надежных биохимических методов не позволило тогда доказать правильность идей Цвета, хотя та же проблема интересовала Д.И.Ивановского (1910, 1914) и Р.Вильштеттера (1913). Лишь после работ В.Н.Любименко (1921, 1923) и его последователей гипотеза Цвета стала всеми признанным фактом. Хлорофилл-белковый комплекс стали именовать филлохлорином (H.Mestre, 1930), хлоропластином (A.Stoll, 1936), фотосинтином (C.S.French, 1940), а Е.Рабинович (1951) предложил, как он заметил, более точное определение - хлороглобин, не подозревая, что оно уже было введено в науку Цветом более полувека назад. Подтвердились также и предположения Цвета, что в число пигментов комплекса входят как хлорофилл, так и каротиноиды, а в состав их носителя - не только белки, но и лецитины.

Для последующей работы Цвета более плодотворной была его мысль о том, что "компоненты хлороглобина. удерживают с остовом хлоропласта молекулярные адсорбционные силы" (1901) (курсив наш. -Е.С.). Такой вывод о состоянии хлорофилла in vivo был сделан им при сопоставлении с проводимым изучением того же пигмента in vitro, чтобы затем при объединении обоих направлений исследований осуществить

СаМОё 3ritiTiii wiuIiO£ СБ С С <J i iv i iriC.

3.3. Изучение хлорофилла in vitro и связанные с этим трудности принято считать побудительной причиной рождения хроматографии. Если при выяснении состояния хлорофилла in vivo у Цвета почти не было предшественников, то исследования этого пигмента in vitro велись уже более века и освещались в сотнях публикаций. Несмотря на это к началу XX в. природа хлорофилла по-прежнему оставалась неясной. После знакомства со значительной частью этих работ Цвет уже в 1900 г. заключил: "весь вопрос о химии хлорофилла, т.е. о количестве, природе и свойствах пигментов хлоропласта подлежит полной переработке", но при этом "старая литература вопроса отнюдь не должна считаться каким-то безнадежным хламом,. и тот, кто желает приступить к исследованию хлорофилла, должен с нею добросовестно познакомиться и с нею считаться".

Прежде всего было обращено внимание на то разное содержание, которое исследователи вкладывали в понятие хлорофилл, обозначая им: 1) хлорофилловые зерна или хлоропласта, 2) всю вытяжку из зеленых листьев, содержащие и другие пигменты, 3) только зеленый компонент, полученный в виде кристаллов из этой вытяжки.

По мнению Цвета, "за этим термином должно быть сохранено его первичное этимологическое значение", т.е. смесь пигментов листовой вытяжки зеленого цвета, когда с нею впервые стали работать Ж.Пельтье и Ж.Кавенту (1818), давшие ей это название. Обнаружив в такой вытяжке две группы пигментов (зеленых и желтых), Цвет предложил именовать первую группу хлорофиллинами, как ранее К.А.Тимирязев (1871) называл зеленый компонент смеси, а вторую по аналогии - ксантофшшиыами

1900). В дальнейшем Р.Вильштеттер (1908) назвал хлорофиллинами щелочные производные хлорофилла и в этом значении термин стал фигурировать во всех публикациях немецких химиков, обрел известность и дошел до наших дней. Не освещая далее предложения Цвета по упорядочению терминологии растительных пигментов и их производных, отметим лишь введение им в науку ныне прочно утвердившегося термина "каротиноиды" для обозначения большой группы желтых пигментов (1911).

Основное внимание Цвет обратил на методику исследований растительных пигментов, использованную предшественниками. В ней он усмотрел причину их неудач: пигменты изменяли свое нативное состояние при извлечении и обработке химическим реактивами. Нужны были методы, совсем устраняющие действие химических веществ, но таких методов не было. Существовали лишь отдельные, методики с элементами физических методов анализа, которые Цвет подразделил на пять групп по принципу их действия, а именно, методы: 1) дробного растворения, 2) дифференциального растворения, 3) дробного осаждения, 4) "мокрой возгонки" и 5) диффузионный. С их помощью ученый показал, что в листьях растений имеется не один, а два зеленых пигмента, различающихся по окраске, флуоресценции и спектрам поглощения, -синезеленый хлорофиллин а и желтозеленый хлорофиллин р (позже именуемые хлорофиллами а и И). Он подтвердил правильность мнений Д.Стокса (1864) и Г.Сорби (1873) о наличии в листьях растений двух форм зеленых пигментов и получил в чистом виде одну из них -хлорофиллин а.

Обобщив и проанализировав множество работ предшественников по изучению хлорофилла и приобщив к ним результаты своих исследований в магистерской диссертации "Физико-химическое строение хлорофильного зерна. Экспериментальное и критическое исследование"

1901), Цвет заключил, что решение данной проблемы возможно лишь с помощью надежного физического метода, разработка которого должна идти в направлении использования адсорбционных сил, действующих в хлоропласте при удержании в нем хлорофилла.

3.4. Идея использования адсорбции в аналитических целях возникла у М.С.Цвета не сразу. Впервые он употребил термин "адсорбция" в женевской диссертации (1856) при обсуждении своей гипотезы о механизме усвоения растением углекислоты из воздуха, но лишь с 1900 г. стал использовать его для определения характера связи пигментов со стромой хлоропластов. Множество опытов с разными способами выделения и изучения свойств хлорофиллинов позволили Цвету прийти к заключению, что "молекулярные силы, удерживающие компоненты хлороглобина (за исключением каротина) в хлоропластах или на бумаге, должны быть отнесены к категории адсорбционных" (1900). Вскоре он уточнил, что и каротин также связан с хлоропластом адсорбционной силой, но более слабой, чем у зеленых пигментов, так как в "данном случае, впрочем, как и во всех случаях адсорбции, действующие молекулярные силы находятся в некоторой молекулярной зависимости от химической природы веществ, но назвать их химическими было бы весьма неуместно" (1901).

Этим утверждениям соответствовали также опыты Цвета по григотовлению так называемого "искусственного листа" из фильтровальной бумаги, пропитанной смесью пигментов. Последующая обработка такого "листа" различными растворителями позволяла шмывать сначала каротин, а затем и другие пигменты, адсорбированные ia нем. Наглядная модель соотношений адсорбции и десорбции шгментов на бумаге как аналоге хлоропласта вела к мысли о юзможности использования данного процесса в аналитических целях с юльшей эффективностью, чем это имело, место в некоторых уже уществовавших приемах. Методы дробного осаждения и (ифференциального растворения содержали лишь незначительные лементы адсорбции, к тому же были неуниверсальны.

Знакомство с работами В.Оствальда (1896, 1900), уделявшего •собое внимание роли сорбционных процессов в аналитической химии, ктивизировало экспериментальный интерес Цвета к этой проблеме. Сотя весной 1901 г. он уже сдал в печать свою магистерскую иссертацию, однако не прекратил разработку более эффективных [етодов решения той же проблемы. Результаты работы были доложены 0 декабря 1901 г. на XI съезде русских естествоиспытателей и врачей, [озже доклад был опубликован под названием "Физиологическое асследование хлорофилла" (1902), который по неизвестным причинам не одержал наиболее существенную его часть, связанную с методами этого сследования, хотя именно они были в центре внимания сделанного ообщения "Методы и задачи физиологического исследования аорофилла". О том свидетельствует и "Дневник" съезда, в котором тчится, что "докладчик обращает внимание секции на выработанный vi адсорбционный метод и демонстрирует лежащее в его основе явление", адсорбентами названы бумага, крахмал и порошок углекислой извести.

Вероятно, причиной изъятия из публикации доклада части, связанной с адсорбционным методом, были критические выступления, большая требовательность Цвета к своему заявлению и желание более обстоятельно его аргументировать. Ведь даже после очередного сообщения 21 марта 1903 г. об использовании адсорбционных явлений в биохимическом анализе он не прекращал совершенствовать и более широко обосновывать свой метод до 1910 г. Это прослеживается в изменениях конструкции приборов, числа использованных адсорбентов, растворителей и объектов изучения, глубины теоретического обоснования и даже самого названия метода.

3.5. Хроматографический адсорбционный анализ - так в 1912 г. Цвет назвал свой метод, обстоятельно обоснованный в его докторской диссертации "Хромофиллы в растительном и животном мире" (1910). Содержащиеся в ней описания и иллюстрации устройства хроматографа, принципа и результатов разделения на адсорбционной колонке смеси пигментов, извлеченных из листьев растений, теперь имеются в сотнях публикаций. Отметим лишь огромный объем работы, проведенный Цветом при изучении особенностей основных фаз хроматографической системы - 128 адсорбентов и десятков элюентов, а также сорбатов, элюатов, колонок и хроматограмм. Основным требованиям адсорбента -мелкозернистости и химической нейтральности - отвечали углекислый кальций, гидрат окиси алюминия и сахароза. Из элюентов было отдано предпочтение петролейному эфиру и ряду углеводородов, с должной чистотой, нейтральностью и индифферентностью к растворенному в нем сорбату и к адсорбенту. Особо была выявлена группа растворителей, хорошо элюирующих сорбат, но не дающих ему возможность сорбироваться на сорбенте. Изучение подвижной и неподвижной фаз позволило более обстоятельно выявить зависимость между степенью адсорбции и растворимостью веществ.

Полученные сведения побудили Цвета высказать свое мнение о природе самого явления адсорбции, многократно обсуждавшейся химиками и физиками. Предшествующие теории он подразделил на химические, термодинамические и физические, оговорив условность такого деления ввиду отсутствия между ними резких пзаниц. Цвет полностью отвергал первые, признавал некоторые достоинства второй и бесспорность третьей. Он усматривал в адсорбции лишь физический процесс, и потому основанный на этом явлении метод видел в своей основе тоже физическим. По мнению Цвета, наиболее соответствовала действительности трактовка природы адсорбции С.Лягергреном, определяемая прежде всего молекулярным полем адсорбентов. Однако Цвет считал эту трактовку недостаточно точной. Он развил далее теорию Лягергрена о механизме осаждения веществ из раствора на адсорбенте и усовершенствовал формулу этого процесса.

Понимание природы адсорбции, десорбции и элюции позволили Цвету выявить два закона адсорбции: закон адсорбционных рядов и закон адсорбционно-десорбционного обмена, которые одинаково правомерны как в отношении пигментов, так и бесцветных соединений. Эти законы позволили дать теоретическое обоснование таким хроматографическим приемам, как "промывка" или "проявление" зон, их "расклинивание" и выявление "невидимо окрашенных веществ" путем использования "вставочных" пигментов и "цветных индикаторов".

Разработка и использование хроматографического метода при изучении растительных пигментов знаменовало качественно новый этап в развитии этой проблемы. Уже первые опыты Цвета с использованием хроматографии позволили ему получить в чистом виде не только хлорофиллин а, но и хлорофиллин (3, который ранее никак не могли выделить без примесей других пигментов. В 1905 г. он обнаружил и получил чистую форму хлорофиллина у (ныне хлорофилл с). Получение в чистом виде всех трех форм зеленых пигментов дало возможность Цвету '1907) впервые описать их точные спектры поглощения, как и ряда производных этих пигментов, которые также без каких-либо примесей позволил выделить созданный им метод.

Тот же метод помог вывести из тупика изучение большой группы келтых пигментов; ранее при отсутствии надежного способа едентификации исследователи нередко заявляли об открытии прежде уже выделяемых каротиноидов. Цвет первым показал, что ранее считавшийся зднородным ксатофилл представляет собой смесь пигментов. В 1903 г. он толучил в чистом виде две его формы - ксантофиллы а и (3, а в 1906 г. -гетыре: ксантофиллы а, а', а" и р. При этом Цвет установил, что все |юрмы не являются углеводородами типа каротина. Вскоре о том же :ообщил Р.Вильштеттер (1907). В 1910 г. Цвет впервые исследовал ;расный пигмент, накапливающийся в хлоропластах туи, и предложил шзвать его туйоксантин, но потом переименовал его в родоксантин; госледнее название и закрепилось за пигментом. Самая большая группа шгментов - каротиноиды - стала благодатным объектом исследований с юмощью хроматографии, благодаря которой эти труды были отмечены Нобелевскими премиями уже в 30-е годы.

ГЛАВА 4. СУДЬБА ТВОРЧЕСКОГО НАСЛЕДИЯ М.С.ЦВЕТА В ХРОМАТОГРАФИИ

Выше уже отмечалось отношение современников и последующих ченых к утверждениям Цвета о структуре и составе хлоропластов, о остоянии хлорофилла in vivo и in vitro, к введению им новых терминов и опыткам упорядочения терминологии. Особого внимания заслуживает опрос о восприятии коллегами ряда проблем, связанных с созданием роматографии, как на первых этапах ее становления, так и на исходе ервого века своего развития.

4.1. Отношение к трудам М.С.Цвета его современников заинтересовало соискателя в 60-е годы в связи с общепринятым тогда мнением, что хроматографический метод при жизни его создателя почти не был известен, а после его кончины и вовсе забыт, как бы повторно родившись затем лишь в начале 30-х годов. Знакомство с исследованиями, научными обзорами, справочными изданиями и учебными руководствами того времени позволило доказать несостоятельность такого мнения.

Уже после сообщения Цвета в отечественной (1903) и зарубежной (1906) печати о создании им нового аналитического метода на последнюю публикацию сразу откликнулся польский химик Л.Мархлевский (1906). Вскоре между авторами развернулась полемика по вопросам химии хлорофилла и методов разделения смесей с привлечением к ней внимания многих других исследователей. Через три года полемического диалога Мархлевский (1909) все же вынужден был признать, что работы Цвета "имеют особое значение для химии хлорофиллов, являются важными на ее основополагающих путях и в этом более нет никаких сомнений".

Первым, кто не только заслуженно оценил возможности хроматографического метода, но и применил его в своих исследованиях 1906-1907 гг. был докторант Берлинского университета Г.Кренцлин (1908). В 1909-1915 гг. женевский биохимик Ш.Дере со своими учениками В.Роговским, Л.Ринцки и Д.Вежецци с помощью метода Цвета выделяли и определяли состав и оптические свойства чистых форм зеленых и желтых пигментов растений и животных. Одновременно американские химики Л.С.Паяьмер и К.Г.Иклс (1911, 1914) использовали тот же метод для определения качества молочных продуктов, в частности, состава входящих в них каротиноидов. В дальнейшем Пальмер стал одним из активных пропагандистов хроматографии и работ Цвета, уделив им большое место в своей монографии "Каротиноиды и родственные пигменты (iyzjL). tte прошли мимо этих раоот и другие исследователи растительных и животных пигментов (K.H.Coward, 1924; H.Kylin, 1926; J.Verne, 1926).

Немецкие авторы включили описание нового метода и полученные с его помощью результаты в руководства по биохимическим и биологическим методам работы (V.Grafe, 1912; 1924), а также в солидный курс по физиологии растений (L.Jost, 1913; Л.Иост, 1914). Особо высокую оценку научной деятельности Цвета вообще и его хроматографическому анализу в частности дал чех Ф.Чапек в двухтомной "Биохимии растений" (1913). Несмотря на упомянутую выше полемику с Цветом о природе хлороглобина Чапек определил его последующие сообщения о получении и определении свойств двух чистых форм зеленого пигмента как "переворот в химии хлорофилла", изучение которого "наконец, обогатилось желаемой адсорбционной техникой разделения отдельных пигментов, разработанной Цветом; наконец-то, сделан действенный шаг вперед по пути существенного совершенствования методики исследований''.

В русской литературе, как и зарубежной, первые ссылки на работы Цвета появились в учебных руководствах В.И.Палладина (1908, 1911, 1914, 1917), В.В.Лепешкина (1913), В.Р.Заленского (1915) и более обстоятельные характеристики этих работ дали Д.И.Ивановский (1919, 1924) и С.П.Костычев (1924). В специальных монографиях первым из отечественных авторов на адсорбционный метод Цвета обратил шимание и дал ему положительную оценку В.Н.Любименко в Юкторекой диссертации (1916), а затем в монографиях "Окраска )астений" (1924) и "Материя и растения" (1924).

Однако не все коллеги отнеслись положительно к открытию Цвета I полученным на этой основе новым данным о природе растительных шгментов. Существенную роль в отношении судьбы не только самого Двета, но и созданного им метода сыграло отношение к ним одного из ишятельных химиков того времени - главы немецкой химической школы \Вилыптеттера, лауреата Нобелевской премии за исследования по химии лорофилла (1915). В эффективности хроматографического метода $ильштеттер мог убедиться из публикации Цвета (1908), в которой автор юоенованно доказывал несостоятельность позиции Ю.Стоклазы (1908), •трицавшего утверждение Вильштеттера (1906) о наличии в составе юлекулы хлорофилла магния, а не фосфора. Однако со стороны 1идыитеттеря r солидном биохимическом руководстве (1910) появилось еобоснованное сомнение в возможности существования двух форм гленого пигмента (позже он сам определит их формулы и назовет лорофиллами а и Ь) и в методе получения таких результатов.

Затем последовали и другие критические высказывания немецкого вторитета. Обнаружив незначительные изменения спектра хлорофилла, олученного на колонке с карбонатом кальция, он заявил о енадежности метода Цвета, потому что адсорбент может химичееки эзденствовать на пигмент. При этом игнорировался тот факт, что игмент адсорбировался и на таких индифферентных веществах как нулин и сахароза. Вилыптеттер утверждал, что разработанный им прием звлечения хлорофилла из листьев при помощи двух несмешивающихся идкостеи оолес надежен, оставляя при этом в стороне вопрос о степени г»лт.лт< т tttit^.qtita Т т n ~ т, ^ . г* г ~ г- ^ . ~ tZ ^ . Г\* ' т <ni,iuiDi liru iviuri I a, U laivniVI VI1UV.VJUUM. KJ реллцни U,bciit Hd. ЛУ явления и его дискуссии с оппонентами см. в монографии соискателя [4, 289-325].

Положительные оценки работ и метода Цвета многими коллегами эбудили Вильштеттера перевести на немецкий язык для личного зльзования докторскую, а затем и магистерскую диссертации Цвета, зучив их, он не мог не признать новизны открытия, сделанного русским юным; вскоре описание метода Цвета появилось в книге Вильштеттера Штоля "Исследования хлорофилла" (1913), где все же сообщалось, что хроматографический метод до сих пор применялся в очень ограниченных масштабах, и для препаративной работы он не пригоден".

Недооценка метода Цвета затормозила и собственные исследования Вильштеттера, дававшего неправильные описания некоторых из полученных им веществ. Например, примени он известную ему хроматографию с начала изучения антоциановых пигментов, тогда уже в 1912 г., а не много лет спустя, установил бы, что имел дело не с одним соединением, а со смесью веществ. В 1914 г. Вильштеттер еще ссылался на работы Цвета, а в обзоре о методах исследований растительных пигментов (1924) он уже не упоминал ни эти работы, ни хроматографический метод. Лишь в своих последующих опытах с ферментами Вильштеттер убедился в высоких качествах хроматографии и в 1928 г. отметил ее большие возможности при разделении не только пигментов, но и бесцветных органических смесей. Хотя о возможности использования хроматографического метода для анализа таких смесей Цвет писал неоднократно, а иногда и сам проводил такие опыты, Ш.Гренахер (1929) приписал это открытие Вилыитеттеру.

Надо полагать, что выдвинутый профессором Гронингенского университета К. ван Висселингом Цвет не без влияния немецких химиков не стал лауреатом Нобелевской премии в 1918 г.; из девяти номинантов им стал Ф.Габер. Скептически отзывались о хроматографии Г.Рейнбольдт в руководстве "Методы органической химии" (1925), исследователь растительных пигментов Т.Липмаа (1926) и особенно Ф.М.Шертц (1929), который после неудачного применения хроматографии в своей работе с каротиноидами стал активно выступать против этого метода. В России эстафету негативного отношения к Цвету от Н.А.Монтеверде (1900) принял К.А.Тимирязев (1911), не веривший в существование двух форм хлорофилла. Однако все же большая часть русских коллег не только положительно отнеслась к новаторским работам Цвета, но и помогала его исследованиям особенно в лице академиков А.С.Фаминцьша, И.Н.Бородина и М.С.Воронина, а также Д.И.Ивановского, Д.Н.Нелюбова и др.

Из сказанного следует, что публикации Цвета и описываемый в них метод хроматографического анализа были хорошо известны в научных кругах как при жизни исследователя, так и после его смерти в Z'yj-t годы. Несмотря на многолетнюю дискредитацию этого метода Вильштеттером и другими химиками, о нем знали и им пользовались, обычно успешно, в Польше, Германии, Швейцарии, Франции, Америке, Чехословакии, России и Прибалтике еще до 30-х годов.

4.2. Обретение хроматографией должного места в науке и производстве началось после устранения препятствий, сдерживающих ее применение только в области изучения растительных пигментов, причем под сильным влиянием лиц, заинтересованных в замалчивании больших возможностей этого метода. Развивающиеся биохимия и химия органических соединений, особенно биологически активных веществ (ферментов, витаминов, гормонов и др.) остро нуждались в таком методе как хроматография, потому что эти вещества существуют в природе в смеси с близкородственными соединениями. Необходимы были надежные способы разделения таких смесей с получением в нативном состоянии чистых компонентов для их последующего изучения и использования в практических целях.

Открытие витаминов и утверждение в 20-х годах представления о генетическом родстве каротина и витамина А побудило химиков ряда стран для изучения этих и близких им по свойству веществ использовать хроматографический метод. В 1930-1934 гг. П.Каррер (Швейцария), Л.Цехмейстер (Венгрия) и Р.Кун (Германия) выступили одновременно с рядом сообщений о том, как при помощи этого метода они смогли получить в чистом виде не только каротин, витамин А и ряд близких им желтых пигментов, но при этом также открыть несколько изомерных форм каротина, многие ранее неизвестные формы каротиноидов, определить их химический состав и структурные формулы.

Сотрудники Куна А.Винтерштейн и Г.Штейн (1933) показали при помощи хроматографии, что кристаллические хлорофиллы, полученные методом Вильштеттера, неоднородны: на 25% кристаллы хлорофилла b состояли из примеси хлорофилла а. К середине 30-х годов одними из первых Винтерштейн и его сотрудники сообщили об использовании хроматографии для разделения не только окрашенных соединений растительного и животного происхождения, но и ряда бесцветных ароматических полициклических углеводородов, в частности при получении в чистом виде нафталина, антрацена и нафтацена. Тем же способом они выделили из каменноугольного дегтя и очистили хризен и пирен. Вскоре появились сообщения о применении хроматографического метода Ф.Кеглем, А.Хааген-Смитом и Х.Эркслебеном для очищения гетероауксина, Г.Фишером - для выделения нового бактериофеофитина, Диелсом и Рйккертом - для очищения углеводорода Cisn24, получаемого из холестерина, и др.

Особое внимание хроматографии уделили исследователи, которые испытывали трудности при извлечении таких веществ, как витамин Д, различные половые гормоны, оуфоталин (яд жаЬы) и др., содержащихся в вытяжках в очень незначительных количествах. К началу 40-х годов в этой области с использованием хроматографии работала целая армия химиков, в числе которых были А.Винтерштейн, П.Каррер, Г.Виланд, К.Кувада, Р.Хюттель, К.Ладенбург, Д.Друммонд, Л.Ружичка, В.Траппе, Г.Бпокман, А.Бутенандт и многие другие. Начали свои работы по выделению аминокислот с помощью того же метода Г.Виланд и А.Тизелиус. Ставшие лауреатами Нобелевской премии Каррер (1937), Кун (1938), Бутенандт и Ружичка (1939) особо отмечали то большое значение, которое имел в их работе хроматографический метод для полной очистки исследуемых веществ. Так, Бутенандт, тогда директор

Берлинского Института биохимии, писал в Женеву Ш.Дере: "хроматография. широко используется в моем институте, и этот метод стал для нас совершенно необходим".

Тогда же высокую оценку хроматографии дали и нобелевские лауреаты 20-х годов Г.Виланд, А.Виндаус, Г.Эйлер-Хелпин и Г.Фишер. Прежнее неприятие метода Цвета немецкими химиками исчезло. Уже в середине 30-х годов они полагали, что "этот метод скоро будет использоваться практически во всех исследованиях" (G.Hesse, 1936), а "Chemiker-Zeitung" 27.02.1937 г. констатировала: "Адсорбционный анализ Цвета является сегодня непременным средством наших исследовательских лабораторий". Немцы издали первую монографию "Хроматографический адсорбционный метод" (L.Zechmeister, L.Cholnoky, 1937; 2-е изд., 1938; английский перевод - 1943). За нею последовали монографии о развитии этого метода и его применении в различных областях биохимии и органической химии Г.Вильштедта (1939), Г.Хессе (1939, 1943), Л.Физера (1941), Г.Стрейна (1941,1945) и др.

Уже к началу 40-х годов стало трудно ориентироваться в потоке публикаций с использованием хроматографии, что побудило Ф.Дейтца издать соответствующую библиографию за 1900-1942 гг. (1944), а затем за 1943-1953 гг. (1956). Книга Л.Цехмейстера "Прогресс хроматографии: 1938-1947" (1950) как продолжение вышеназванной монографии показала, что успехи в этой области только за десять лет с трудом можно осветить в одном издании, Книга знаменательна тем, что стала одной из последних публикаций, охватывающих в целом все области применения хроматографии, с библиографией сводок и обзоров за 1938-1947 гг. С 50-х годов стали издаваться лишь тематические обзоры и монографии, соответствующие различным видам хроматографии или элементам хроматографической системы. Лавину публикаций уже нельзя было охватить единой библиографией: согласно Я.И.Яшину (1997), ежегодно появляется 12000 публикаций, а их общее число к тому времени

НАСЧИТЫВАЛО ОКОЛО 3\j\j ' ТЫСЯ-i iiiiojDciHHli. ХхСсМи i К а НаМС1 ИъШу.гОСл тенденцию к небольшому снижению первого числа, второе продолжает свой неуклонный рост.

4.3. Творческое наследие Цвета в современней хроматографии не сдало своих позиций, а в чем-то их еще более упрочило. Со временем степень ценности любых теорий и постулатов прошлых лет становится более очевидной. С позиций почти векового существования хроматографии также легче судить о значимости различных предложений и точек зрения ее создателя, особенно тех из них, которые опережали свое время. Последние в начале XX в., как правило, не могли быть реализованы технически и обоснованы теоретически, затем выпадали из поля зрения коллег, а позже утверждались в науке без связи с именем Цвета. Однако, забвению предавались иногда даже достаточно обоснованные им идеи и методики.

Такое положение объясняется рядом причин. Во-первых, с годами уменьшается библиографическая доступность работ Цвета; во-вторых, нарастающие потоки публикаций по хроматографии все более оттесняют от современности предшествующие исследования; в-третьих, бурный рост научно-технической информации сопровождается изменением прежних определений и созданием новой терминологии. Нередко уже не раз описанные Цветом приемы и суждения подаются неузнаваемо в новой терминологической упаковке. Кратко конкретизируем сказанное и с учетом современной классификации и терминологии определим значимость в наши дни наследия Цвета, связанного с изучением двух основных фаз хроматографической системы и различных видов хроматографии, а также с некоторыми идеями-предвидениями, которые он сам не мог реализовать.

Адсорбенты. составляющие неподвижную фазу хроматографической системы, были изначальными и постоянными объектами изучения Цвета. В его итоговом списке 1910 г. представлено 128 сорбентов из 19 групп химических веществ и соединений, как органических, так и неорганических. До сих пор остаются в силе два основных требования, предъявляемых им к сорбентам индифферентность и мелкозернистость. Сам Цвет чаще пользовался углекислым кальцием и сахарозой, которую считал "наивысшей гарантией химической пассивности", и теперь этот критерий определяет отношение исследователей к выбору адсорбентов. В последние годы все большее внимание химики уделяют углеродным адсорбентам, притом более тонко измельченным, чтобы, как отмечал Цвет, добиваться более четкого разделения компонентов смеси.

Согласновременной номенклатуре, подвижная фаза представляетбой элюент - "поток жидкости, флюида или газа, перемещающий компоненты разделяемойеси вдоль неподвижной фазы", который на выходе из колонки превращается в элюаткомпонентами разделяемойеси. Названные категории пооемуществу ;;е новытой лишь разницей, что Цвет именовал их током растворителя (вместо 'подвижной фазы"), раствором и растворителем (вместо "элюента"), фильтратом (вместо "элюата"). Как и теперь, для решения многоцелевых исследовательских задач онитал необходимым использоватьответственно разнообразные растворители и растворы, в числе которых значились преимущественно органические жидкости, объединенные им общим понятиемеды адсорбции. Следуя Цвету, фоматографисты наших дней также обращают внимание на природу, л'епень чистоты, концентрации и другиеойства элюентов, потому что 'различные растворители имеют в качествееды адсорбции каждый ;вои преимущества и недостатки и каждыйоюеру применения", что особенно важно при градиентном элюировании (см. ниже, 44)г 1*6 J

Как уже отмечалось выше (см. 27-29),мым простым вариантом гоособу перемещениярбата является фронтальная хроматография, изредка употреблявшаяся еще в XIX в. (см. выше). При этом приеме анализируемая смесь непрерывно подается на адсорбционную колонку без использования какой-либо дополнительной подвижной фазы. Уже в своем первом обстоятельном сообщении о создании хроматографии Цвет (1903) описал этот прием как использование "адсорбционных явлений при фильтрации через порошок", когда "из нижнего конца воронки вытекает сначала бесцветная, потом желтая (каротин) жидкость, между тем, как в поверхностных слоях инулинового столба образуется интенсивное зеленое кольцо, на нижнем краю которого скоро дифференцируется желтая кайма". Аналогичные описания расслоения лигроиновой вытяжки растительных пигментов имеются и в последующих его публикациях, в том числе зарубежных (1906, 1907 и др.). Примечательно, что шведский химик А.Тизелиус, проведя аналогичные опыты, сообщил о них в 194 Г г. как о новом виде адсорбционного метода и назвал его фронтальным анализом., после чего десятки авторов (С.Классон, 1950; Г.Шай, 1972 и др.) не совсем справедливо стали именовать Тизелиуса первооткрывателем этого вида хроматографии.

Приведенное описание Цвета (1903), как и ряда последующих авторов, свидетельствует о неполноте разделения смеси пигментов при ее непрерывной "фильтрации через порошок", так как зеленое кольцо на колонке инулина тесно смыкалось и смешивалось с желтой каймой, лишь намечавшейся в нижней части кольца. Надежность разделения повышалась после использования дополнительного приема, который Цвет называл промывкой или проявлением: "При последующем пропускании через инулиновый столб чистого лигроина оба кольца, зеленое и желтое, значительно расширяются и распространяются вниз до известного предела", а в 1906 г. он пояснял: "Фильтрование чистого растворителя приводит. к более совершенному разделению веществ". Этот аналитический прием Тизелиус назвал элюентным анализом, который вошел в официальную номенклатуру как элюентная хроматография. Авторы отечественной терминологии отметили возможность использования в том же значении определений элютивная хроматография и проявительная хроматография. Последнее определение ассоциируется с наименованием приема, данным самим Цветом.

В своих работах Цвет обычно не ограничивался фронтальной хроматографией; для него она была лишь предварительным этапом осуществления более эффективного элюентного или других видов хроматографических анализов. Именно проявление хроматограммы оказалось важнейшим элементом - открытием Цвета, но об этом - ниже.

Если в ходе элюентной хроматографии при "проявлении" колонки все же не достигалось желаемое "расклинивание" компонентов смеси, Цвет использовал дополнительные элюенты, так как установил, что "смешанная зона, полученная из одного растворителя, обыкновенно будет раздваиваться при пропускании через нее иного растворителя". Так впервые был использован прием, называемый теперь градиентной хроматографией, при которой в ходе элюирования состав подвижной фазы изменяется непрерывно или ступенчато. С его помощью Цвет получил в 1903 г. чистый лецитин - желтый' пигмент растительного и животного происхождения. Из желтка куриного яйца с помощью лигроина и этилового спирта была сделана вытяжка, которая пропускалась через инулиновую колонку. Для достижения цели исследователь пропускал через колонку не только чистый лигроин, но и с примесью спирта, пока не был получен бледно-желтый элюат, сухим остатком которого стало вещество со свойствами лецитина. Тот же прием замены одного элюента (петролейно-эфирного) на другой (сероуглерод или бензол) был использован Цветом и в последующих работах, а в настоящее время этот прием стали именовать еще и градиентным элюированием, к которому химики начали обращаться все чаще. Теперь программированием смены состава подвижных фаз через определенные элюенты широко пользуются для оптимизации хроматографического

ГТПГИГРГСЯ •I • 'v

Vk:\ann >м действия элюента-вытеснителя, десорбирующего все слабее удерживаемые адсорбентом колонки компоненты смеси, лежит и в эснове вытесиителыюй хроматографии, разработку которой почти все шрубежные авторы связывают с именем А.Тизелиуса. Так, его соотечественник С.Классон писал: "Предложенный Тизелиусом [1943 г.] .1Стод вытеснительного проявления отличается во многих случаях сметными преимуществами перед фронтальным анализом". Далее ледует описание опыта: "На верхнюю часть адсорбента, промытого шстым растворителем, подается небольшое количество анализируемого >аствора, который адсорбируется в виде полосы. Затем наливается >аствор вещества "вытеснителя", который адсорбируется сильнее, чем иобой из компонентов смеси. Вследствие вытеснения компоненты смеси (вижутся впереди фронта проявителя" (S.Classon, 1947). Сравним этот екст с описанием опытов Цвета (1910): "Когда при "проявлении" дсорбциоккые зоны достаточно разъединились, дальнейший приток >астворителя прекращается; если последним был сероуглерод или бензол, о для вытеснения его с поверхности адсорбента пропускается етролейный эфир". Как видим, в обоих случаях речь идет об одном и ом же приеме вьпчсснитсльнои десороции с помощью активно орбирующихся элюентов. Опыты разделены десятками лет, поэтому, как в случае с фронтальной хроматографией, приоритет Цвета по азработке приема, именуемого вытеснителъной хроматографией и вляющегося одним из эффективных аналитических методов нашего ремени, очевиден.

Теперь обратимся к тем видам хроматографии, которые стали шроко использоваться спустя многие годы после кончины Цвета, но вдание и развитие которых он предугадал задолго до их появления. В гом ряду прежде всего следует назвать бумажную хроматографию, элучившую широкое распространение в 50-70-е годы. Выше отмечалось использование бумаги в XIX в. при капельном и капиллярном анализах, а затем и в исследованиях Цвета при разработке адсорбционного метода. В современных изданиях можно прочитать. "Метод хроматографии на бумаге, созданный Мартином и Сингом около четверти века тому назад, нашел широкое применение в химии, биологии и других научных дисциплинах" (Н.О.Блинов, А.С.Хохлов, 1970). С таким безоговорочным утверждением трудно согласиться. Хотя Цвет и не разрабатывал специально точный аналитический прием с помощью бумаги, он пользовался ею для определения факта неоднородности анализируемого раствора на уровне фронтальной хроматографии. Ученый был уверен, что "нет повода сомневаться, что. полоса фильтровальной бумаги, применяемая для капилляризации растворов, является аналогом столба углекисло-кальциевого порошка или иного адсорбента, применяемого в хроматографическом анализе. В обоих случаях полное расслоение компонентов смеси может быть достигнуто только динамическим путем" (Цвет, 1910). При этом он ссылался на ту часть своей докторской диссертации, где давались теоретические расчеты миграции сорбата в адсорбенте под влиянием тока растворителя, относящиеся в равной мере к процессам расслоения смеси как на колонке, так и на бумаге. Эти и другие суждения Цвета о возможности использования бумажных сорбентов в хроматографии побудили позже Н.А.Измайлова и М.С.Шрайбер (1938) приступить к разработке в последующем широкого направления пленарной хроматографии, в которой бумажная и тонкослойная хроматографии заняли в равной мере весьма значимое положение.

Если утверждение об А.Д.Мартине и Р.Л.М.Синге как создателях бумажной хроматографии вызывает сомнения, то их авторство в открытии метода распределительной хроматографии (1941) несомненно. Согласно современной терминологии, "в распределительной хроматографии неподвижной фазой служит жидкий или твердый абсороент и разделение смеси веществ происходит в результате различия в коэффициентах распределения веществ между подвижной и неподвижной фазами". Занимаясь выяснением механизма сорбционных процессов, Цвет полагал, что в ходе хроматографии на сорбенте сорбируется не только сорбат, но и частицы жидких элюентов. "Явлению конденсации на поверхности твердых тел, - писал он, - подлежат не только растворенные вещества, но и растворитель", а затем Цвет переходил, по существу, на обсуждение механизма адсорбции в жидкостно-жидкостной системе, что более четко проявилось в разделе "Адсорбция водой" его докторской диссертации (1910). По признанию автора, для него "особенный интерес представляют явления адсорбции хлорофилловых пигментов на границе жидкого адсорбента, воды", когда "хлорофиллины адсорбируются на поверхности воды", и сама вода занесена им в число адсорбентов. Вот те глубинные истоки идеи, которая затем реализовалась в теперь уже широко известном методе распределительной хроматографии и которая, возможно, была известна ]ингу, знавшему и высоко оценивавшему цитируемую работу создателя роматографии.

В начале XX в. особое внимание Цвета привлекла теория лектролитической диссоциации. Он пытался использовать ее для ыяснения природы капиллярных расслоений, в частности, на бумаге. )пираясь на представления В.Оствальда (1900, 1906) и других химиков, н допускал возможность существования "полярной адсорбции" собенно в водных растворах, так как растворитель в ходе роматографии способен "заметно диссоциировать наличные дсорбционные соединения". Этот факт Цвет учитывал при выработке юрмул, определяющих характер миграции массы адсорбата под лиянием тока растворителя. Он также обращал внимание на то, что при апилляризационном расслоении на бумаге смесей из водных растворов ействует "адсорбция коллоидально растворенных веществ (гидрозолей), астички которых (ультрамикроны), обладая электрическими зарядами. олжны испытывать притяжение со стороны волокон, составляющих реду капилляризации, в случае, если последние обладают ротивоположным зарядом. Вопрос этот требует еще теоретической азработки" (Цвет, 1910).

Именно теоретическая проработка возможности использования, по пределению Цвета, "полярной адсорбции" в аналитических целях озволила немецкому химику Г.Швабу с сотрудниками провести в 1937940 гг. первые систематические исследования по хроматографическому азделению ионов. К середине 40-х годов новый вид ионообменной роматографии уже был успешно использован в двух атомных проектах. 1ножество работ, выполненных к настоящему времени при изучении того вида хроматографии и по его использованию, а также их высокая шчимость теперь общеизвестны и не требуют особых пояснений.

В числе идей-предвидений Цвета, востребованных через десятки гт, были также такие значимые новации» как: 1) перевод эудноразделяемых веществ в соединения с другими веществами, когда яовь полученные вещества разделяются более успешно (ныне -гакционная хроматография); 2) эффективное использование обо результативная микроколоночная хроматография); 3) ускорение роцесса хроматографического разделения действием высокого давления [ыне - хроматография с программированием давления)-, 4) применение в 1честве реперных компонентов "вставочных" пигментов и "цветных тдикаторов" при хроматографировании бесцветных веществ; 5) фаметры колонок и полос компонентов смеси на хроматограмме -шдетельство наличия препаративной хроматографии в работах Цвета; 6) пользование спектроскопии для определения природы адсорбата и его иможного изменения по сравнению с исходной формой анализируемого >единения - отправное начало на пути к созданию хромато-массспектрометрии; 7) подача потока растворителя в обратном направлении (ныне - обратная продувка в газовой хроматографии) и др.

Отечественная хроматография стала инициатором признания за хроматографией еще и такого понятия как наука, а любая наука может существовать лишь при наличии у нее теоретического фундамента. Неправы те, кто в наши дни отрицают участие Цвета в становлении теоретических основ хроматографии. Конечно, научный уровень данной проблемы в начале XX в. несравним с современным, но тогда его формирование было неразрывно связано с трудами этого ученого, без чего его нельзя было бы именовать создателем хроматографии. До сих пор сохранил значение принцип Цвета, согласно которому любая хроматографическая новация прежде всего осмысливается с теоретических позиций. Сам он охотно учитывал таковые позиции предшественников, хотя иногда и обосновывал необходимость внесения в них поправок, как это было с формулой Мюллера-Эрцбаха для определения энергии притяжения сориата на разных расстояниях от адсорбента. Вариант формулы Цвета был более точным.

Однако более существенны те закономерности, которые Цвет вскрыл в отношении динамической сорбции. Многие из своих предложений, в частности такой важный прием как "проявление" хроматограмм, он сопровождал математическими расчетами; его расчеты и формулы помогали раскрыть механизм процесса миграции адсорбата в адсорбенте под влиянием тока растворител и поясняли правомерность установленных им законов - адсорбционных рядов и адсорбционно-десорбционного обмена. Эти законы и формулы наглядно проявляются в изотермах процессов жидкостно-адсорбционной хроматографии. Многие годы химики не осознавали важного значения теории для развития хроматографии, но после работы А.Мартина и Р.Л.М.Синга (1941) такое осознание пришло и обеспечило последующий небывалый прогресс этой области знаний.

О правомерностиатуса Цвета какздателя хромаш1рафииидетельствует такжепоставление экспериментов, проведенных им и его предшественниками, о которых шла речь во 2-й главе. Оценим результаты этих исследованийпозиций определений хроматографии, данныхискателем выше (см. i о). явление хроматографии, т.е. образование концентрационных зон при движении растворов вдоль неподвижной фазы, наблюдали как Рунге, Шенбайн, Гоппельсредер, Рид, Квитка, Дей, так и Цвет. Рунге наблюдал и изучал лишь явление образования таких зон, но не процессы, обусловливающие это явление. Шенбайн и Гоппельсредер уже изучали причины расслоенияеси веществ на бумаге, но как процесс капилляризации, при которомавнительное поднятие компонентовесиотносилосьдействием капиллярныхл и диффузии.

В настоящее время есть мнение, что хроматографическое разделение осуществляется благодаря наличию сорбционного поля, воздействующего на молекулы разделяемых компонентов (В.Г.Березкин, 1999). Такая позиция правомерна, но лишь как частный случай, особенно ярко проявляющийся при гидрофильной хроматографии, однако она не раскрывает принципиальную сторону механизма хроматографического процесса. Сущность же последнего, на что в свое время обратили внимание А.Д.Мартин и Р.Л.М.Синг (1941), а затем подчеркнул С.Г.Кара-Мурза (1983), заключается не столько в сорбции компонентов из смеси на неподвижной фазе, а в их десорбции. По-существу, скорость десорбции и есть та величина, которая определяет коэффициент R; и все хроматографические характеристики.

Именно это осознал Цвет, когда установил закон адсорбционно-десорбционного обмена, при котором "адсорбируемые веществаособны вытеснять друг друга изоих адсорбционныхединений". Именно кинетические законы десорбции оказываются общими для всех видов хроматографии, и именно ониздают ту общую основу, на которойроится хрОты-ТОРрифичвскаЯ KciyKci. Что касается нолевой хроматографии", то Цвет не только знал оществовавших трактовках адсорбции из растворов, как явлении, возникающем под воздействием молекулярныхл адсорбента, но им участвовал в обсуждении вопроса о "полярной адсорбции" (см. выше36, 46, 47). Однако этиоиждения онязывал лишьвозможностью ее использования в будущем для развития новых хроматографических приемов, а нетрактовкой основнойщности процесса хроматографии. Предшественники Цвета не обращали внимания на десорбцию, а Гоппельсредер, хотя и зафиксировал мимоходом факт ееществования, но не придал этому факту никакого значения.

Цвет также неазу подошел к пониманию роли десорбции. Первоначально его интересовали лишь различныеучаи проявлений адсорбции. На мысль об использовании в аналитических целях противоположного процесса Цвета могли натолкнуть опыты 1900-1901 гг. по получению хлороглобинапомощью разраоотанно! о им резорцинового метода. Для доказательства того, что в хлорофилл-оелковом комплексе зеленый пигментязанпротеиновыми веществами, Цвет использовалособность последних набухать в воде, а j добавлением в нее резорцина ^мстадиоксиоензола) - переходить из коллоидногостояния б жидкоесохранением всехоихойств. Путем диализа исследователь добивался возвращения белка в исходное ;остояние без каких-либо химических изменений. С помощью этого триема, который он называл иногда поворотной ликвефакцией (ныне -шквация - от лат. плавление, плавка), им определялась белковая природа шализируемых веществ, в том числе и гипохлорина (см. выше, 32).

Осознав важность такого физического метода, Цвет стал искать щалогичный прием, позволяющий десорбировать сорбат в нативном остоянии. Он был найден в уже описанном приеме "промывки" колонки, шагодаря которому сорбат либо переходил в элюат и мог быть использован по назначению, либо перемещался вниз по колонке, отмежевываясь от других компонентов смеси с иным уровнем "адсорбционной силы". Получив возможность регулировать открытый им динамический процесс десорбции, Цвет стал разрабатывать новые методические приемы на основе адсорбционно-десорбционного обмена, внося поправки в те теоретические расчеты и формулировки, которые имелись у химиков и физиков, изучавших преимущественно статическую адсорбцию. Данные факты свидетельствуют о справедливости мнения Р.Л.М.Синга (1962), что "Цвет был настоящим физико-химиком, получившим специальное образование не только по биологии, но и по физической химии, и использовавшим свои физико-химические знания для исследования состояния веществ, находящихся в живой клетке".

Таким образом, на базе современного понимания именно только Цвет является первооткрывателем метода хроматографии и основоположником науки о ней. Констатируя множественность понятий, объединяемых в настоящее время одним термином "хроматография", отметим попутно правомерность утверждений некоторых авторов о хроматографии как явлении (Я.Янак, 1984; А.М.Цукерман, 1998; В.Г.Березкин, 1999), а вместе с тем и мнения Янака о том, "М.С.Цвет открыл общее явление природы, с которым мы неизбежно сталкиваемся там, где могут произойти процессы переноса и установления. равновесия веществ между двумя (или несколькими) гетерогенными .фазами. Необходимо. использовать представления хроматографии для оценки явлений природы и происходящих в ней микро- и макропроцессов".