Sejarah kromatografi membentang sejak pertengahan abad ke-19 hingga abad ke-21. Kromatografi, secara harafiah berarti "tulisan berwarna",[1] digunakan—dan dinamai— pada dekade pertama abad ke-20, utamanya bagi pemisahan pigmen tumbuhan seperti klorofil (yang berwarna hijau) dan karotenoid (yang berwarna jingga dan kuning). Bentuk baru kromatografi dikembangkan pada tahun 1930-an dan 1940-an membuat teknik ini berguna bagi proses pemisahan dan analisis kimia, khususnya dalam bidang biokimia.[2]
Latar belakang
Penggunaan awal kromatografi—melewatkan campuran melalui bahan inert untuk memisahkan komponen larutan berdasarkan perbedaan adsorpsi—terkadang dikaitkan dengan kimiawan Jerman Friedlieb Ferdinand Runge, yang pada tahun 1855 menggambarkan penggunaan kertas untuk menganalisis pewarna. Runge meneteskan bahan kimia anorganik yang berbeda ke lingkaran kertas saring yang sudah diresapi dengan bahan kimia lain, dan reaksi antara bahan kimia yang berbeda menciptakan pola warna yang unik.[3] Menurut analisis historis L. S. Ettre, namun, karya Runge "tidak ada hubungannya dengan kromatografi" (dan sebaliknya harus dianggap sebagai prekursor kimia bagi uji bintik seperti uji Schiff).[4]
Pada tahun 1860-an, Christian Friedrich Schönbein dan muridnya Friedrich Goppelsroeder menerbitkan upaya pertama untuk mempelajari tingkat yang berbeda di mana zat yang berbeda bergerak melalui kertas saring.[5][6][7] Schönbein, yang berpikir aksi kapiler (dan bukan adsorpsi) bertanggung jawab atas gerakan tersebut, yang disebut teknik analisis kapiler, dan Goppelsroeder menghabiskan sebagian besar kariernya menggunakan analisis kapiler untuk menguji laju pergerakan berbagai variasi zat. Tidak seperti kromatografi kertas modern, analisis kapiler menggunakan reservoir zat yang dianalisis, menciptakan zona yang tumpang tindih dari komponen larutannya daripada titik atau pita yang terpisah.[8][9]
Analisis kapiler terus berlanjut, tetapi tanpa banyak pengembangan teknis, hingga abad ke-20. Kemajuan signifikan pertama atas metode Goppelsroeder datang dengan karya Raphael E. Liesegang: pada tahun 1927, ia menempatkan strip filter dalam wadah tertutup dengan atmosfer yang jenuh oleh pelarut, dan pada tahun 1943 ia mulai menggunakan bintik-bintik diskrit dari sampel yang diserap untuk disaring. kertas, dicelupkan ke dalam pelarut murni untuk mencapai pemisahan.[10][11][12] Metode ini, pada dasarnya identik dengan kromatografi kertas modern, diterbitkan tepat sebelum karya Archer Martin dan rekan-rekannya yang independen—dan jauh lebih berpengaruh—yang meresmikan penggunaan kromatografi kertas secara luas.[13]
Pada tahun 1897, kimiawan Amerika David Talbot Day (1859–1915), kemudian melayani dengan Survei Geologi Amerika Serikat, mengamati bahwa minyak mentah menghasilkan pita warna ketika meresap ke atas melalui tanah liat atau batu kapur yang terbelah halus.[14] Pada tahun 1900, ia melaporkan temuannya pada Kongres Minyak Internasional Pertama di Paris, yang kemudian menimbulkan sensasi.[15][16]
Perkembangan
Abad ke-20: Martin dan Synge
Metode kromatografi berubah sedikit setelah karya Tsvet sampai ledakan penelitian abad ke-20 dalam teknik baru, terutama berkat karya Archer John Porter Martin dan Richard Laurence Millington Synge. Dengan "menggabungkan dua teknik, yaitu kromatografi dan ekstraksi pelarut berlawanan",[17] Martin dan Synge mengembangkan kromatografi partisi untuk memisahkan bahan kimia dengan hanya sedikit perbedaan dalam koefisien partisi antara dua pelarut cair.[18] Martin, yang sebelumnya bekerja dalam kimia vitamin (termasuk upaya untuk memurnikan vitamin E), mulai berkolaborasi dengan Synge pada tahun 1938, membawa pengalamannya dengan desain peralatan ke proyek Synge tentang pemisahan asam amino. Setelah percobaan yang tidak berhasil dengan mesin ekstraksi arus balik yang kompleks dan metode kromatografi cair-cair di mana cairan bergerak ke arah yang berlawanan,[19] Martin mendapat ide menggunakan gel silika dalam kolom untuk menahan air yang diam sementara pelarut organik mengalir melalui kolom. Martin dan Synge menunjukkan potensi metode dengan memisahkan asam amino yang ditandai dalam kolom dengan penambahan metil merah.[20] Dalam serangkaian publikasi yang dimulai pada tahun 1941, mereka menggambarkan metode yang semakin kuat untuk memisahkan asam amino dan bahan kimia organik lainnya.[21]
Dalam mengejar metode yang lebih baik dan lebih mudah untuk mengidentifikasi unsur peptida dalam asam amino, Martin dan Synge juga beralih ke media kromatografi lainnya. Sebuah abstrak singkat pada tahun 1943 diikuti oleh artikel rinci pada tahun 1944 menggambarkan penggunaan kertas saring sebagai fase diam untuk melakukan kromatografi pada asam amino: kromatografi kertas.[22] Pada 1947, Martin, Synge dan kolaborator mereka telah menerapkan metode ini (bersama dengan pereaksi Fred Sanger untuk mengidentifikasi residu N-terminal) untuk menentukan urutan pentapeptida dari Gramisidin S. Pereaksi ini dan metode kromatografi kertas yang terkait juga merupakan dasar bagi Fred Sanger upaya untuk menentukan urutan asam amino dari insulin.[23]
Martin, bekerja sama dengan Anthony T. James, kemudian mengembangkan kromatografi gas (prinsip-prinsip yang diprediksi Martin dan Synge dalam makalahnya tahun 1941) yang dimulai pada tahun 1949. Pada tahun 1952, selama kuliahnya untuk Hadiah Nobel Kimia (dibagikan dengan Synge, untuk pekerjaan kromatografi mereka sebelumnya) Martin mengumumkan keberhasilan pemisahan berbagai senyawa alami dengan kromatografi gas. Sebelumnya, Erika Cremer telah meletakkan dasar teori GC pada tahun 1944 dan ahli kimia Austria Fritz Prior, di bawah arahan Erika Cremer membangun prototipe pertama kromatografi gas pada tahun 1947[24] dan berhasil memisahkan oksigen dan karbon dioksida, pada tahun 1947 selama penelitian doktoralnya.[25]
Perkembangan pertama dalam kromatografi lapis tipis terjadi pada 1940-an, dan teknik ini berkembang pesat pada tahun 1950-an setelah pengenalan pelat yang relatif besar serta material lapisan sorben yang relatif stabil.[26]
Kemudahan dan efisiensi kromatografi gas untuk memisahkan bahan kimia organik memacu adopsi metode yang cepat, serta pengembangan metode deteksi baru yang cepat untuk menganalisis output. Detektor konduktivitas termal, dijelaskan pada tahun 1954 oleh N. H. Ray, adalah dasar untuk beberapa metode lain: detektor ionisasi nyala dijelaskan oleh J. Harley, W. Nel, dan V. Pretorius pada tahun 1958,[27] dan James Lovelock memperkenalkan detektor penangkap elektron pada tahun yang sama. Yang lain memperkenalkan spektrometer massa pada kromatografi gas pada akhir 1950-an.[28]
Karya Martin dan Synge juga memberi jalan bagi lahirnya kromatografi cair kinerja tinggi, menunjukkan bahwa partikel sorben kecil dan tekanan dapat menghasilkan teknik kromatografi cair yang cepat. Kromatografi ini menjadi sangat praktis pada akhir 1960-an (dan metode ini digunakan untuk memisahkan asam amino sedini tahun 1960).[29]
^Williams, Kathryn R. (2002). "Colored Bands: History of Chromatography". J. Chem. Educ. (dalam bahasa Inggris). 79 (8): 922. doi:10.1021/ed079p922.
^Runge menempatkan tetes larutan reaktan pada kertas blotting dan kemudian menambahkan setetes larutan reaktan kedua di atas tetes pertama. Larutan akan bereaksi ketika mereka menyebar melalui kertas blotting, sering menghasilkan pola berwarna. Hasilnya diterbitkan dalam dua buku:
Runge, F. F. (1850) Farbenchemie. Musterbilder für Freunde des Schönen und zum Gebrauch für Zeichner, Maler, Verzierer und Zeugdrucker, dargestellt durch chemische Wechselwirkung [Color chemistry. Sample images for friends of beauty and for use by sketchers, painters, decorators, and printers, prepared by chemical interaction]. Berlin, Germany, self-published.
Runge, F. F. (1855) Der Bildungstrieb der Stoffe, veranschaulicht in selbstständig gewachsenen Bilder [The formative tendency of substances illustrated by autonomously developed images]. Oranienburg, Germany, self-published.
^Ettre, hlm. 410. L.S. Ettre (1922–2010) adalah ahli kimia Hungaria-Amerika dan penulis beberapa publikasi tentang sejarah kromatografi.
^Namun, dalam bukunya Capillaranalyse … (1901), Goppelsroeder menyatakan (hlm. 168) bahwa ia telah memisahkan pewarna tumbuhan sejak 1880, dan bahwa ia telah mencapai pemisahan penuh pewarna tersebut. Dari hlm. 166: "Bietet sich auch dem Auge bei Betrachtung der verschiedenen Pflanzenorgane eine wunderbare Mannigfaltigkeit der Farben und Farbenabstufungen dar, so bleibt ihm doch die wichtige Thatsache verborgen, dass meist nicht nur ein einziger Farbstoff, sondern mehrere nebeneinander in demselben Organe vorkommen. Während das Auge nur eine Färbung erkennt und wir desshalb glauben, dass dieselbe einem bestimmten einzelnen Farbstoff angehöre, lässt uns die Capillaranalyse meist mehrere verschieden gefärbte Zonen auf den Capillarstreifen in bestimmer, sehr oft von farblosen Zonen unterbrochener Reihenfolge erkennen. Das Chlorophyll oder Blattgrün z.B. findet sich nicht nur in den grünen, sonder auch in anders gefärbten Organen, beispielsweise verdeckt durch die rote Färbung des Zellsafts in den Blättern der Blutbuche neben dem roten Anthokyan, sowie neben roten Phycoerythrin in den Rotalgen, den Florideen. Diese verschiedenen Farbstoffe lassen sich durch Capillaranalyse in den gemeinschaftlichen Auszügen, ohne irgend welche sonstige Trennungsmanipulationen nebeneinander nachweisen. Sind sie capillarisch in Zonen getrennt, dann genügt deren spectroscopische und chemische Prüfung zur endgiltigen Feststellung ihrer Natur."
(Jika berbagai variasi warna dan gradasi warna yang indah tampak di mata ketika melihat organ-organ tanaman yang berbeda, namun fakta penting tetap tersembunyi di dalamnya: yang biasanya tidak hanya pewarna tunggal tetapi beberapa terjadi berdampingan dalam organ yang sama. Sementara mata hanya merasakan satu warna dan oleh karena itu kami percaya bahwa mata itu milik pewarna individu tertentu, analisis kapiler [yaitu, kertas kromatografi] memungkinkan kami mendeteksi biasanya beberapa zona warna berbeda pada strip kapiler dalam urutan tertentu [yang] sangat sering terganggu oleh zona tidak berwarna. Klorofil atau daun hijau, misalnya, ditemukan tidak hanya di hijau, tetapi juga di organ berwarna berbeda, misalnya, dikaburkan oleh warna merah dari protoplasma di daun beech tembaga bersama dengan antosianin merah, serta bersama-sama dengan fikoeritrin merah dalam ganggang merah, Florideae. Berbagai zat pewarna ini dapat dideteksi dengan analisis kapiler dalam ekstrak di mana mereka hadir dalam kombinasi, tanpa perawatan pemisahan bersamaan lainnya. Jika mereka dipisahkan menjadi zona berdasarkan kapilaritas, maka pemeriksaan spektroskopi dan kimiawi mereka cukup untuk memastikan sifat mereka.)
^Day, David T. (1897). "A suggestion as to the origin of Pennsylvania petroleum". Proceedings of the American Philosophical Society. 36 (154): 112–115. JSTOR983464. p. 115 … by experimental work it may easily be demonstrated that if we saturate a limestone such as the Trenton limestone with the oils characteristic of that rock and exert slight pressure upon it, so that it may flow upward through finely divided clay, it is easy to change it in its color …
^Day, David Talbot (1900) "La variation des caracteres des huiles brutes de Pensylvanie et de l'Ohio" (Variation of the character of crude oil from Pennsylvania and Ohio), Congrès international du pétrole, première session, Paris, 1900. Notes, mémoires et documents , Paris, 1 : 52–56. Dicetak ulang dalam: Day, David F. (November 1901). "La variation des caracteres des huiles brutes de Pensylvanie et de l'Ohio" [Variation of the character of crude oil from Pennsylvania and Ohio]. Revue de Chimie Industrielle. 12 (143): 308–310. Reprinted in English in Day, David T. (1900). "The variation in the character of Pennsylvania and Ohio crude oils". The Petroleum Review. 3 supp: 9–10.
^Segera setelah penemuan David T. Day, peneliti lain menyelidiki difusi minyak bumi melalui tanah yang terbelah halus; yaitu, ahli kimia organik Jerman Karl Engler (1842–1925) dari Technical University Karlsruhe dan ahli kimia Amerika Joseph Elliot Gilpin (1866–1924) dari Universitas Johns Hopkins:
Ettre, L. S. (February 1995). "Early petroleum chemists and the beginnings of chromatography". Chromatographia. 40 (3–4): 207–216. doi:10.1007/BF02272173.
Weil, Herbert and Williams, Trevor I. (1950). "History of chromatography". Nature. 166 (4232): 1000–1001. Bibcode:1950Natur.166.1000W. doi:10.1038/1661000b0.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
Engler, Karl Oswald Viktor and von Heimhalt, Hans Höfer (1913) Das Erdöl: seine Physik, Chemie, Geologie, Technologie und Wirtschaftsbetrieb (Petroleum: Its physics, chemistry, geology, technology and commercial operation), vol. 1. Leipzig, Germany: S. Hirzel; p. 130:"Die Dayschen Versuche erregten damals Aufsehen, da er sie in Beziehung zur Genesis der Erdöle brachte, … " (Day's experiments created a sensation at that time, since he related them [i.e., his experiments] to the creation of petroleum, … )
^Poole, Colin; Jennings, Walter (2012). "Milestones in the Development of Gas Chromatography". Gas Chromatography. Elsevier. hlm. 2. ISBN9780123855404.
_-_DePaul_University_-_1962.jpg)
