V roce 1901 experimentoval ruský botanik, biochemik a fyziolog Michail Semjonovič Cvět (1879 až 1919) s rostlinným pigmentem chlorofylem. K dispozici měl zelený chlorofylový extrakt. Tušil však, že je směsí několika různých rostlinných barviv. Jak je však oddělit? Cvět si vymyslel velice jednoduchou a efektivní metodu. Širokou skleněnou trubičku naplnil práškovým uhličitanem vápenatým (tato látka tvoří například obyčejnou křídu). Na začátek trubičky nalil menší množství chlorofylového extraktu a nechal ho vsáknout do uhličitanu. Pak už přidával jen čisté rozpouštědlo. Chlorofylový extrakt tak začal přes toto prosté zařízení pozvolna protékat.
Záhy se však původně jednolitá zelená směs během postupu přes uhličitan začala dělit a objevily se v ní samostatné barevné zóny, které mohl Cvět pozorovat na vlastní oči. Cvětovi se tak podařilo oddělit chlorofyl a, chlorofyl b a karotenoidy. Použité metodě dal Cvět jméno chromatografie. Název pochází z řeckých slov chroma (barva) a grafein (psát). Chromatografie tedy neznamená nic jiného než barvopis! Závodící molekuly Princip, na kterém metoda funguje, je stejně jednoduchý jako metoda sama. Rostlinná barviva jsou původně rozpuštěna v kapalném rozpouštědle. Zatímco rozpouštědlo se může i s barvivy po nalití na uhličitan volně pohybovat a prostupovat jím (je tedy mobilní), uhličitanová náplň zůstává stále na svém místě (je stacionární).
Každé z barviv, která jsou obsažena v původní směsi, má k uhličitanu poněkud jinou přilnavost. Některá barviva se na povrch uhličitanových částic vážou snadněji, jiná méně. Při pohybu přes sloupeček z uhličitanu se tak barviva začnou dělit. Ta s větší přilnavostí postupují pomaleji. Mnohem více času totiž stráví adsorpcí na povrch uhličitanových částic a jejich méně vázaní „kolegové“ je zkrátka předběhnou. Chromatografii si samozřejmě můžete vyzkoušet i prakticky. Nebudete však dělit směs rostlinných pigmentů jako Cvět, ale směs několika různých barev. Připravte si proto několik různobarevných fixů. Nejlepší budou fixy hnědé, černé či modré barvy. Dále budete potřebovat stacionární fázi, přes kterou se budou barviva pohybovat.
Můžete, podobně jako Cvět, použít uhličitan vápenatý. V tom případě si připravte jednu dlouhou bílou křídu. Jako náhrada se však hodí i proužek savého či filtračního papíru. Chybět nemůže ani vhodná mobilní fáze, tedy rozpouštědlo, jež bude barevný vzorek unášet. Rozpouštědlo vyberete podle použitých fixů. Pokud jsou lihové, budete potřebovat líh čili alkohol nebo alespoň jeho vodný roztok. V opačném případě si vystačíte s obyčejnou vodou.
Jestliže jste si vybrali křídu, udělejte na ní asi jeden centimetr od okraje, podél jedné její strany, fixem čáru. Na talířek nalijte menší množství rozpouštědla a křídu do něj postavte koncem s nakreslenou čárou. Experimentujete-li s filtračním papírem, nalijte na dno malé skleničky půl centimetrovou vrstvu rozpouštědla a přes její okraj položte špejli. Na několik centimetrů široký proužek filtračního papíru nakreslete vedle sebe čáry různých barev. Opět ve vzdálenosti asi dvou centimetrů od okraje proužku.
Proužek musí mít vhodnou délku, abyste jej mohli na opačném konci ohnout a zavěsit do sklenice za špejli tak, aby konec s nakreslenými čarami sahal přesně až na dno (nakreslené čáry nesmí být ponořeny přímo do rozpouštědla). Na sklenici poté položte víčko.
A to je vše! Teď už jen stačí sledovat dělení barev a žasnout nad genialitou Cvětovy metody. Pokud jste použili například hnědý fix, bude mít vzorek svou původní barvu jen několik desítek vteřin po zahájení experimentu. Ihned poté se začne rozmývat do několika barevných odstínů.
Objeví se červená a modrá barva. Zároveň budou tyto barevné zóny postupovat přes křídu či filtrační papír. Po určité době dojde k jejich výraznějšímu oddělení. Snadno lze navíc usoudit i na to, která z barev má k povrchu stacionární fáze, tedy uhličitanu nebo papíru, větší přilnavost. Bude to samozřejmě ta s pomalejším postupem. Cvětův odkaz dnešní vědě Chromatografie dnes patří mezi skutečně významné metody analytické chemie. Jak už to tak ale bývá, samotný objevitel Cvět se za svého života příliš uznání nedočkal. Jeho metoda byla zapomenuta a chemici se k ní vrátili až na počátku 40. let 20. století. Dnes se používá v mnoha různých uspořádáních. Nevyužívá se jen kapalných rozpouštědel (kapalinová chromatografie), ale jako mobilní fáze může sloužit třeba i plyn (plynová chromatografie). Ještě pestřejší je výběr stacionárních fází.
Stále však platí, že všechny typy chromatografií využívají ke své práci průkopnických myšlenek Michaila Semjonoviče Cvěta.
***
Barevná kouzla Stejně jako ruský botanik Michail Semjonovič Cvět na počátku 20. století můžete i vy experimentovat s rozkladem směsi barev na jednotlivé složky. Místo chlorofylu vám poslouží barvivo v lihovém fixu.
O autorovi| Autor je chemik a pracuje ve Hvězdárně a planetáriu Mikuláše Koperníka v Brně
