Introduction to Chromatography
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Introduction to Chromatography |
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| 1872 |
Mikail Semenowitsch Tswett (russischer Botaniker und Biochemiker), geb. in Asti, Italien (sein Vater war Russe, seine Mutter Italienerin). Nach dem Tod seiner Mutter wuchs er in der Schweiz auf und erhielt seine Ausbildung in Lausanne und später in Genf. Studium der Chemie, Physik und Botanik an der Universität Genf. |
| 1896 | Promotion in der Botanik mit einer Arbeit über Untersuchungen zur Zellphysiologie: "Ein Beitrag zur Kenntnis über die Bewegung von Protoplasmamembranen und Chloroplasten". Anschließend ging er nach St. Petersburg, wo er versuchte, seine Studien in der Pflanzenphysiologie fortzusetzen. Man erkannte seinen Doktorgrad in Russland nicht an. Deshalb beschloss er, eine weitere Diplomarbeit und Doktorarbeit in Russland anzufertigen. |
| 1897 | Mitarbeiter im Biologischen Laboratorium im Botanischen Institut in St. Petersburg. |
| 1901 | Präsentation seiner Diplomarbeit mit dem Titel: "Eine physikalisch-chemische Untersuchung der Chlorophyllkörner: Experimente und Analyse". In dieser Diplomarbeit hat Tswett die chromatografische Methode in rudimentärer Form vorgestellt. |
| 1902 | Tswett wird zum Mitglied der Deutschen Botanischen Gesellschaft gewählt und publiziert 16 seiner Arbeiten anschließend in Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft |
| 1903 |
präsentiert er auf einem Treffen der Biologischen Sektion der Warschauer Gesellschaft der Naturwissenschaftler zum ersten Mal in der Öffentlichkeit seine chromatografische Methode unter dem Titel: "Über eine neue Kategorie von Adsorptionsphänomenen und ihre Anwendung auf die biologische Analyse". Dieser Vortrag wurde in den Proceedings der Gesellschaft im selben Jahr publiziert. Deshalb bezeichnet man dieses Jahr als das Geburtsjahr der Chromatografie. Er beschreibt in dieser Arbeit die erste Trennung des Pflanzenfarbstoffgemisches wie folgt:
"Zuerst fliesst eine farblose , dann eine gelbe Flüssigkeit aus dem unteren Ende der Röhre , und in den oberen Schichten einer Inulinsäule formt sich ein grüner Ring, unter dem ein gelber Rand erscheint. Bei der Fortsetzung des Experimentes verbreitern sich beide Ringe, grün und gelb, beträchtlich und dehnen sich nach unten aus. Es zeigt sich die Möglichkeit, eine neue Methode der physikalischen Trennung verschiedener Substanzen zu entwickeln, die in organischen Flüssigkeiten gelöst sind. Die Methode basiert auf der Fähigkeit der gelösten Stoffe, physikalische Adsorptionsverbindungen mit verschiedenen mineralischen und festen Körpern einzugeben."Damit wurde eine der Grundlagen der Chromatografie formuliert und die Flüssigkeitschromatografie auf einer mit Sorbentien gefüllten Säule zur Trennung von Blattfarbstoffen eingeführt. Tswett gab der Methode den Namen "Chromatografie". Er untersuchte über 100 Substanzen (anorganische und organische Feststoffe) aus verschiedensten Gruppen des periodischen Systems als potenzielle Sorbentien für die Chromatografie. |
| 1906 |
Zusammenfassende Darstellung seiner Ergebnisse in zwei Arbeiten in deutscher Sprache:
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| 1908 | Tswett wird zum Professor für Botanik und Mikrobiologie am Waschauer Polytechnischen Institut ernannt. |
| 1910 |
Tswett präsentiert seine Doktorarbeit an der Warschauer Universität. Sie ist in Russisch verfasst. Es gab nur eine deutsche Übersetzung, die in die Hände des deutschen Chemikers Richard Martin Willstätter gelangte. Er erhielt so detaillierte Kenntnis von der Methode, ohne dass er ihre Bedeutung für seine eigenen Arbeiten erkannte. Die beiden bahnbrechenden Veröffentlichungen zur Chromatografie wurden von Chemikern, aber auch von Biologen ebenfalls nicht wahrgenommen, so dass die Methode in Vergessenheit geriet. Mit Ausbruch des ersten Weltkrieges wurde das Institut nach Nizhnii Novgorod ausgelagert. |
| 1917 | Tswett wird zum ordentlichen Professor an der Universität Tartu, Estland, ernannt. |
| 26.06.1919 | Tswett stirbt auf Grund einer langjährigen Herzerkrankung. |
| Dezember 1930 |
Trennung von Carotin und Zeaxanthin auf einer Säule aus Calciumcarbonat und damit der Beginn der Renaissance der Tswett'schen Chromatografiemethode durch Richard Kuhn und Mitarbeiter. Kuhn, ein Schüler Willstätters, arbeitete mit seinen Assistenten Alfred Winterstein und Edgar Lederer an der Isolierung und Strukturaufklärung der Carotinoide. In einer Arbeit mit dem Titel: "Zur Kenntnis der Xanthophylle", Zeitschrift für Physiologische Chemie, 1931, 197, 141, zeigen sie die Bedeutung der chromatografischen Methode für ihre eigenen Arbeiten auf und zitieren darin die Arbeiten von Tswett. Nach der Publikation dieser Ergebnisse (1931) fand die Methode nach Tswett eine sehr schnelle Verbreitung überall dort, wo es um die Isolierung chemisch nahe verwandter oder isomerer empfindlicher Verbindungen ging (z.B. auch in den Arbeitskreisen von Paul Karrer und Zechmeister). |
| 1931 | Einführung des Aluminiumoxids nach Wislicenus für die Säulenchromatografie |
| 1934 | Standardisierung des Aluminiumoxids nach Brockmann |
| 1926 | Erste Nutzung von natürlichen Zeoliten als Ionenaustauscher (Abtrennung von Kalium- und Natriumionen aus Zuckerrübensaft) |
| 1935 | Entdeckung synthetischer Harze als Ionenaustauschmaterialien (Polymer aus Phenolformaldehyd und aromatischen Aminen) - (Zitat L.S. Ettre: "An exchange chromatography is an excellent demonstration of the wide ranging capability of chromatography, involving the separation of from kilogramm quantities to only few atoms".) |
| 1945 | gelang erstmals die Isolierung von Cer- und Yttriumionen in spektrografischer Reinheit über Ionenaustauschsäule. |
| 1945 | wurden erstmals Aminosäuren über Polystyrolaustauscherharze getrennt. |
| 1940 | A.J.P. Martin und R.L.M. Synge trennen Aminosäuren aus Wolle durch Gegenstromextraktion. Trennung höherer Mono-Aminosäuren aus Proteinhydrolysaten durch Verteilung zwischen wassergesättigtem Kieselgel in einer Chromatografiesäule mittels Chloroform. |
| 1941 | Übernahme des Begriffes "theoretische Bodenhöhe HETP" in die Theorie der Chromatografie durch Martin und Synge. |
| 1941 | Martin und Synge beschreiben theoretisch das Konzept der Gas-Verteilungschromatografie. |
| 19.11.1941 | Eingangsdatum der Publikation "A new form of chromatogram employing two liquid phases. 1. A theory of chromatography. 2. Application to the microdetermination of the higher monoaminoacids in proteins." |
| 1942 | stellten Gordon, Martin und Synge fest: "Silica gel prepared in different ways has very different adsorption properties. Adsorption by the silica may manifest itselves as tailing of the solutes undergoing analyses and results in imperfect separation." |
| 1944 | Einführung des Begriffes "Rf-Wert" |
| 1946/1947 |
Erstes qualitativ und quantitativ auswertbares Chromatogramm mit der Gas-Adsorptionschromatographie zur analytischen Trennung von organischen Substanzen: (Dissertation von Prior) im Institut für Physikalische Chemie der Universität Innsbruck, Arbeitskreis Erika Crämer) natürlichen Zeoliten als Ionenaustauscher (Abtrennung von Kalium- und Natriumionen aus Zuckerrübensaft) Trennung von CO2, C2H2, CH2=CHCl und C2H4 stationäre Phase Kieselgel, Trägergas Wasserstoff, Wärmeleitfähigkeitsdetektor, |
| 1947 | Vorstellung der Ergebnisse zu Theorie und Praxis der Gasflüssigverteilungschromatografie mit beschichteten Kapillaren durch M.J.E. Golay. 1961 wurde diese Vorstellung mit den Worten "It is revolutionized gas chromatography" bewertet. |
| 1951 |
James und Martin gelingt die erste praktische Trennung nach dem Konzept Gas-Verteilungschromatografie: Trennung der niederen Carbonsäuren bis C12 bei Temperaturen von 100 bzw. 137°C. stationäre Phase: bei 300° getrocknetes Kieselgur mit Silikonöl und Stearinsäure getränkt. Trägergas Stickstoff Als Detektor diente eine automatische Titration der Säuren. |
| 1945 | wurden erstmals Aminosäuren über Polystyrolaustauscherharze getrennt. |
| 1943 | entwickelten Gonzen, Gordon und Martin die Verteilungschromatografie auf Papier (Papierchromatografie). |
| 1943 | Einführung der Zellulose als Trägermaterial für die Verteilungschromatografie. Trennung von Aminosäuren mit Hilfe dieser papierchromatografischen Technik. |
| 1954 | Einführung der chemischen Detektion mittels Farbreaktionen auf dem Papier. Anwendung der Papierchromatografie auf Zucker, niedere Fettsäuren, Flavine, Pflanzenfarbstoffe, Nucleotide, Nucleoside, Penicilline und anorganische Kationen und Anionen sowie auch zur Reinigung von Enzymen. Großer Vorteil: Verwendung kleinster Mengen der zu untersuchenden Substanz, sodass damit Mikroanalysen möglich wurden. Es war der Schlüssel zur Lösung vieler Probleme in Chemie und Biochemie. In Hand wurden immer neue Farbreagenzien zur visuellen Detektion von spezifischen Substanzklassen entwickelt. |
| 1956 | Einführung der Gradientenelutionstechnik für die Papierchromatografie. |
| 1956 | lagen 336 Anfärbereagenzien in einer Schrift von Merck vor. |
| 1938 | haben Izmailov und Shraiber eine Methode beschrieben, die die wesentlichen Charakteristiken der Dünnschichtchromatographie aufwies. Auf Objektträgern für mikroskopische Zwecke trugen die beiden Forscher eine 2 mm starke Schicht einer Suspension auf, die wie folgt hergestellt wurde: "Chalk, talc, magnesium oxide, lime, aluminium oxide and other sorbents are mixed with water until a suspension is formed." Nach dem Trocknen entstand eine dünne Adsorbentschicht auf dem Objektträger. |
| 1957 | Einführung des aktiven Kieselgels, standardisiert nach Spengler, durch Merck. |
| 1957 |
Offizielle Einführung der Dünnschichtchromatografie. Prägung des Namens durch Egon Stahl, Pharmakologe von der Universität Saarbrücken. Fixierung der stationären Phase mittels eines Binders auf der Glasplatte. Als Binder wurde Stärke eingesetzt. Egon Stahl trennt Inhaltsstoffe pflanzlicher Drüsenhaare mit Hilfe der Dünnschichtchromatografie und entwickelte die grundlegenden Geräte für diese Arbeitstechnik. Er baute eine äußerst fruchtbare Zusammenarbeit mit der Industrie auf. Im wechselseitigen Bemühen wurde die Methodik standardisiert und optimiert. Bedeutendste Entwicklung: Sorptionsmittel mit gleich bleibender Zusammensetzung und Qualität als Voraussetzung für eine reproduzierbare allgemeine Anwendung der Dünnschichtchromatografie. |
| 1958 | Kieselgel für die Dünnschichtchromatografie nach Stahl kommerziell zugänglich bei Merck |
| seit 1958 |
bemühte sich D. Jänchen bei der Firma CAMAG um eine ständige Optimierung der technischen Durchführbarkeit von Dünnschichtchromatografie. Reproduzierbarkeit des Auftragens des Fleckens, Reproduzierbarkeit der verwendeten fotometrischen Systeme, Reproduzierbarkeit des RF-Wertes innerhalb einer HPDC-Platte. |
| 1962 | Erstauflage des Standardwerks "Dünnschichtchromatografie" von Egon Stahl der Entwicklung der Standardmaterialien bei der Firma Merck. |
| 1963 | standen bereits 10 spezielle standardisierte Sorbentien für die Dünnschichtchromatografie zur Verfügung. Auch der Fluoreszenzindikator war bereits eingeführt. |
| 1963/4 | Einführung der präparativen Dünnschichtchromatografie. Festlegung der Trennbedingungen durch analytische DC; Zeitersparnis weniger als 1 Tag, bei der Säulenchromatografie oft mehrere Tage bis Wochen. Fließmittelersparung: Verbrauch von etwa 5 l, bei der Säulenchromatografie bis 100 l, große Trennschärfe, bedingt durch die hohe Aktivität des Sorptionsmittels, zuverlässige Lokalisierung der Substanzen auf einer Fläche anstatt im Raum, unmittelbare Erkennung der Substanzen auf der Platte nach jeder Einzelentwicklung, bei Säulenchromatografie erst nach Eluieren der Zonen. Leichte Aufarbeitung der Zonen, hohe Reinheit der getrennten Substanzen. |
| 1966 | erste industriell hergestellte DC-Fertigplatten bei Merck |
| 1969 | erste industrielle Herstellung von Packungsmaterialien (LiChrosorb: Merck, Darmstadt) für die Flüssigkeitschromatografie mit Korngrößen im 10 µm Bereich es handelt sich um gebrochene und anschließend gesiebte Kieselgelmaterialien |
| 1972 | maschinell gepackte Glassäule Lobar® |
| 1972 | Einführung der chemisch modifizierten stationären Phasen (Reversed Phase: RP-Phasen) z.B RP 18, RP 8 |
| 1972 | Entwicklung sphärischer Kieselgele |
| 1975 | erste HPTLC Platten |
| 1976 | Kieselgele für die präparative Hochdruckflüssigkeitschromatografie |
| 1988 | Garantierte Reproduzierbarkeit der Selektivität der LiChrospher® Sorbentien |
| 1990 | Einführung kommerziell erhältlicher chiraler stationärer Phasen ("Pirkle-Phasen") für die HPLC |
| Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie,
Leobener Strasse, 28359 Bremen, Tel.: ++49 (0)421 218 7644 Fax: ++49 (0)421 218 7645, e-mail: uft@uni-bremen.de |
Reinhold Störmann, last update: 19.06.2003 |