크로마토그래피의 역사

크로마토그래피의 역사는 19세기 중반부터 21세기에 걸쳐 있다.20세기 초엽에는 ^[1]엽록소(녹색)와 카로티노이드(오렌지와 노란색)와 같은 식물 색소를 분리하는 데 크로마토그래피가 사용되었고 이름이 붙여졌다.1930년대와 1940년대에 개발된 새로운 형태의 크로마토그래피는 특히 생화학에서 광범위한 분리 과정과 화학 분석 작업에 이 기술을 유용하게 만들었다.

전구체

불활성 재료를 혼합물로 통과시켜 차동 흡착에 기초한 용액 성분의 분리를 만드는 크로마토그래피의 최초 사용은 1855년 독일 화학자 Friedlieb Ferdinand Runge에 기인한다.룽지는 이미 다른 화학물질이 스며든 원 모양의 여과지에 다른 무기 화학물질을 떨어뜨렸고, 서로 다른 화학 물질 간의 반응은 독특한 색 ^[2]패턴을 만들어냈다.그러나 L. S. Ettre의 역사적 분석에 따르면, 룽게의 연구는 크로마토그래피와는 아무런 관련이 없었다(그 대신 쉬프 ^[3]테스트와 같은 화학 스폿 테스트의 선구자로 간주되어야 한다).

1860년대에 Christian Friedrich Schönbein과 그의 제자 Friedrich Goppelsroeder는 여과지를 ^[4][5][6]통해 다른 물질들이 이동하는 다른 속도를 연구하기 위한 첫 번째 시도를 발표했다.(흡착이 아닌) 모세관 작용이 운동의 원인이라고 생각한 쇤바인은 기법의 모세관 분석이라고 불렀고 고펠스로더는 그의 경력의 대부분을 다양한 물질의 이동 속도를 테스트하기 위해 모세관 분석을 사용하는 데 보냈다.캐피럴리 분석은 기존의 종이 크로마토그래피와 달리 분석 대상 물질의 저장고를 사용하여 별도의 점이나 ^[7][8]띠가 아닌 용액 성분의 겹치는 구역을 만들었다.

모세관 분석에 대한 작업은 20세기까지 계속되었지만 많은 기술적 발전은 없었다.Goppelsroeder의 방법에 대한 첫 번째 중요한 발전은 라파엘 E의 작품과 함께 왔다. 리제강: 1927년, 그는 용제에 의해 포화된 대기의 밀폐 용기에 필터 스트립을 넣었고,^[9][10][11] 1943년 그는 순수한 용제에 담근 종이를 여과하기 위해 샘플의 분리된 부분을 사용하기 시작했습니다.현대의 종이 크로마토그래피와 본질적으로 동일한 이 방법은 종이 크로마토그래피의 광범위한 사용을 시작한 Archer ^[12]Martin과 그의 협력자들의 독립적이고 훨씬 더 영향력 있는 작업 직전에 출판되었습니다.

1897년, 당시 미국 지질조사국에 근무하던 미국 화학자 데이비드 탤벗 데이(1859–1915)는 원유가 미세하게 분할된 점토나 ^[13]석회암을 통해 위로 스며들면서 색깔 띠가 생기는 것을 관찰했다.1900년, 그는 파리에서 열린 제1회 국제석유콩그레스에서 그의 발견을 보고했고,^[14][15] 그곳에서 센세이션을 일으켰다.

Tsvet 및 컬럼 크로마토그래피

최초의 진정한 크로마토그래피는 보통 러시아-이탈리아 식물학자 미하일 츠베트에 기인한다.Tsvet는 1890년대에 석유 성분을 분리하기 위해 개발된 새로운 기둥 분류 방법에 여과지 추출을 통해 관찰을 적용했다.그는 노란색, 주황색, 그리고 녹색 식물 색소를 분리하기 위해 탄산칼슘이 들어 있는 액체 흡착 기둥을 사용했습니다.이 방법은 1901년 12월 30일 상트페테르부르크에서 열린 제11차 자연학자 및 의사대회(제11차 Congress of Naturalists and Doctors)에서 설명되었다.첫 번째 인쇄된 설명은 1903년 바르샤바 자연주의자 협회 생물학 섹션에 있습니다.그는 1906년 독일 식물학 저널인 Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft에서 엽록소에 대한 두 개의 논문에서 크로마토그래피라는 용어를 인쇄에 처음 사용했습니다.1907년 그는 독일식물학회를 위해 크로마토그래프를 시연했다.미하일의 성은 러시아어로 "컬러"를 의미하기 때문에, 그가 절차 크로마토그래피(문자 그대로 "컬러 글쓰기")를 명명하는 것은 그가 차리스트 러시아의 평민인 그를 영생시킬 수 있는 방법이었을 가능성이 있다.

1903년 강연에서 Tsvet은 종이 크로마토그래피의 선구자인 식물 색소에 대한 실험에서 살아있는 식물 섬유의 성질을 근사하기 위해 여과지를 사용하는 것에 대해서도 설명했습니다.그는 무극성 용제로 잎에서 일부 색소(오렌지 카로틴과 노란색 크산토필 등)를 추출할 수 있지만, 다른 색소(클로로필 등)는 극성 용제를 필요로 한다는 것을 발견했다.그는 엽록소가 흡착에 의해 식물 조직에 고정되고 흡착을 극복하기 위해서는 더 강한 용제가 필요하다고 추론했다.이를 테스트하기 위해 그는 용존 색소를 여과지에 도포하고 용제가 증발하도록 한 다음 다른 용제를 도포하여 여과지에서 색소를 추출할 수 있는지 확인했습니다.그는 잎 추출에서와 같은 패턴을 발견했다: 카로틴은 무극성 용제를 사용하여 여과지에서 추출될 수 있지만, 엽록소는 극성 ^[16]용제를 필요로 한다.

Tsvet의 작품은 1930년대까지 ^[17]거의 쓸모가 없었다.

Martin과 Synge와 분할 크로마토그래피

특히 Archer John Porter Martin과 Richard Laurence Millington Synge의 연구 덕분에, Tsvet의 연구 후 20세기 중반 새로운 기술에 대한 연구가 폭발적으로 증가할 때까지 크로마토그래피 방법은 거의 변하지 않았다."크로마토그래피와 역류 용제 추출의 두 가지 기술 결합"^[18]을 통해 마틴과 싱게는 두 액체 ^[19]용제 사이의 분할 계수의 약간의 차이만 있는 화학 물질을 분리하는 분할 크로마토그래피를 개발했다.이전에 비타민 화학(비타민 E를 정제하려는 시도 포함)에서 일하던 마틴은 1938년에 싱게와 협력하기 시작했고, 싱게의 아미노산 분리 프로젝트에 장비 디자인에 대한 그의 경험을 가져왔다.복잡한 역류 추출 기계와 액체가 반대 ^[20]방향으로 움직이는 액체 크로마토그래피 방법으로 실패한 후, 마틴은 유기 용제가 기둥을 흐르는 동안 물을 고정시키기 위해 기둥에 실리카 겔을 사용하는 아이디어를 생각해냈다.Martin과 Synge는 메틸레드를 ^[21]첨가하여 컬럼에 표시된 아미노산을 분리함으로써 방법의 가능성을 입증하였다.1941년에 시작된 일련의 출판물에서, 그들은 아미노산과 다른 유기 ^[22]화학 물질을 분리하는 점점 더 강력한 방법을 묘사했다.

펩타이드의 아미노산 성분을 식별하는 더 좋고 쉬운 방법을 찾기 위해 마틴과 싱게는 다른 크로마토그래피 매체에도 눈을 돌렸다.1943년 짧은 요약본에 이어 1944년 상세한 기사에 따르면 여과지의 사용은 아미노산에 대한 크로마토그래피(종이 크로마토그래피)^[23]를 수행하기 위한 정지 단계로서 설명되었습니다.1947년까지 Martin, Synge 및 그 공동 연구진은 이 방법(N-말단 잔류물 식별을 위한 Fred Sanger 시약과 함께)을 적용하여 Gramicidin S의 펜타펩타이드 배열을 결정했다.이것들과 관련된 종이 크로마토그래피 방법들은 또한 ^[24]인슐린의 아미노산 배열을 결정하기 위한 프레드 생거의 노력에 기초가 되었다.

테크닉의 개선하다

마틴은 앤서니 T. 제임스와 협력하여 1949년부터 가스 크로마토그래피^[25](GC; 마틴과 싱지가 그들의 획기적인 1941년 논문에서 예측한 원리)를 개발했다.1952년, 노벨 화학상 강연에서 마틴은 가스 크로마토그래피에 의한 다양한 천연 화합물의 분리에 성공했다고 발표했습니다.앞서 에리카 크레머는 1944년 GC의 이론적 근거를 마련했고 오스트리아 화학자 프리츠 프라이어는 1947년 에리카 크레머의 지시로 가스 크로마토그래프의^[26] 첫 시제품을 제작해 1947년 ^[27]박사과정 중 산소와 이산화탄소를 분리하는 성과를 거뒀다.

유기 화학 물질을 분리하기 위한 가스 크로마토그래피의 용이성과 효율성은 생산물 분석을 위한 새로운 검출 방법의 빠른 개발뿐만 아니라 이 방법의 빠른 채택을 촉진시켰다.1954년 N. H. Ray에 의해 기술된 열전도도 검출기는 여러 가지 다른 방법의 기초가 되었다: 불꽃 이온화 검출기는 J. Harley, W. Nel 및 V에 의해 기술되었다.1958년 ^[28]프레토리우스와 James Lovelock은 그 해에도 전자 포획 검출기를 도입했다.다른 사람들은 1950년대 ^[29]후반에 질량 분석기를 가스 크로마토그래피에 도입했다.

마틴과 싱게의 연구는 또한 고성능 액체 크로마토그래피의 발판을 마련했는데, 이는 작은 흡수제 입자와 압력이 빠른 액체 크로마토그래피 기술을 생산할 수 있다는 것을 암시한다.이것은 1960년대 후반까지 널리 실용화 되었다(그리고 ^[30]그 방법은 1960년 초에 아미노산을 분리하는 데 사용되었다).

박층 크로마토그래피

박층 크로마토그래피의 첫 번째 발전은 1940년대에 일어났으며, 1950년대에 비교적 큰 판과 흡수제 ^[31]층에 대한 비교적 안정적인 재료가 도입된 이후 기술은 빠르게 발전했다.

이후의 개발

1987년 페드로 쿠아트레카사스와 메이어 윌체크는 친화성 크로마토그래피의 발명과 개발로 울프 의학상을 수상했다.

레퍼런스

인용된 출처

• Martin, Archer J. P. (December 12, 1952). "The development of partition chromatography. Nobel Lecture" (PDF). Nobel Lectures, Chemistry 1942–1962. Amsterdam: Elsevier.
• Ettre, Leslie Stephen (2001). "The Predawn of Paper Chromatography". Chromatographia. 54 (5–6): 409–414. doi:10.1007/BF02492694. S2CID 95357195.
• Touchstone, Joseph C. (1993). "History of Chromatography". Journal of Liquid Chromatography. 16 (8): 1647–1665. doi:10.1080/10826079308021679.