Archer Martin

Archer John Porter Martin (1 de marzo de 1910 – 28 de julio de 2002) fue un químico británico que compartió el Premio Nobel de Química de 1952 por la invención de la cromatografía de partición con Richard Synge.

Martin fue efectivamente el fundador de la cromatografía moderna, un método para separar diferentes compuestos en una mezcla. Al químico ruso de origen italiano Mikhail Tswett se le suele atribuir la invención de la cromatografía a principios del siglo XX, pero la forma de cromatografía que él desarrolló -la cromatografía de absorción- fue raramente utilizada durante más de dos décadas después de su temprana muerte y casi nunca se utiliza a principios del siglo XXI.

Archer Martin (1910 - 2002)
Archer Martin (1910 – 2002)

En cambio, Martin inventó tres formas de cromatografía -la cromatografía de separación, la cromatografía de papel y la cromatografía de gas-líquido- que se adoptaron rápidamente y se siguen utilizando intensamente a partir de 2007. Incluso las otras dos formas de cromatografía de uso común -cromatografía de capa fina y cromatografía líquida de alto rendimiento- le deben mucho a la obra de Martin.


Pero si el desarrollo de la cromatografía de Martin fue un logro notable, recompensado con el Premio Nobel de Química en 1952, su carrera ilustra cómo un momento – o incluso varios momentos – de genio científico no es lo mismo que ser un genio científico. El trabajo de investigación de Martin arroja así nueva luz sobre la naturaleza del descubrimiento científico. La vida de Martin después de ganar el Premio Nobel a la edad relativamente temprana de cuarenta y dos años ilustra el problema de no saber qué hacer después de lograr el último galardón, un problema que también ha afligido a otros laureados del Nobel.

Infancia y primeras investigaciones.

Durante su carrera, Archer Martin combinó el interés por los problemas bioquímicos con el amor por la mecánica práctica. Esto puede haber sido, al menos en parte, un resultado de sus antecedentes familiares. Su padre, William Archer Porter Martin, era un médico cuyos antepasados eran terratenientes en el norte de Irlanda. Su madre, Lilian Kate Martin (de soltera Brown), era la hija de John Brown, que tenía un negocio de plomería y gas en Hove, Sussex.

Una influencia más inmediata, sin embargo, fue su hermana mayor Nora, que le mostró experimentos de química en el cobertizo del jardín de la familia; se habían mudado a Bedford en 1920. Martin era probablemente disléxico, ya que apenas fue capaz de leer hasta los nueve años; pero fue a la Escuela de Bedford, una escuela privada de enseñanza media, cuando tenía once años. Allí demostró su interés en hacer cosas y en los métodos de separación estudiando la destilación fraccionada – una técnica que ya era crucial para el desarrollo de la floreciente industria de la refinación del petróleo – y haciendo su propia columna de destilación a partir de latas de café y terrones de coca. No es sorprendente que cuando fue a Peterhouse, Cambridge, en 1929, tuviera una beca para estudiar ingeniería química.


En sus primeros días en Cambridge, Martin fue arrastrado al círculo del conocido bioquímico J. B. S. (John Burdon Sanderson) Haldane. Esta amistad fue crucial para la carrera de Martin. Si no hubiera sido aceptado por Haldane, no habría cambiado a la bioquímica y no habría sido aceptado para hacer investigaciones de postgrado. En el improbable caso de que hubiera sido aceptado, ciertamente no habría completado su doctorado sin el apoyo de Haldane. Es difícil decir lo que habría sucedido de otra manera, pero es probable que Martin se hubiera convertido en un oscuro, aunque bastante excéntrico, ingeniero químico. Como resultado de su cambio a mitad de carrera a la bioquímica y porque ya estaba sufriendo de la severa depresión que lo acosó durante gran parte de su vida, Martin sólo obtuvo un título más bajo.

Su investigación inicial, sobre la conversión del caroteno B en vitamina A con C. P. (Charles Percy) Snow y Philip Bowden, fue un completo fracaso, principalmente gracias a Snow, que abandonó la química poco después. Con la ayuda de Haldane, Martin se trasladó al laboratorio de nutrición del departamento de bioquímica.

Archer en su laboratorio
Archer en su laboratorio

Trabajó con Leslie Harris y Tommy Moore en el aislamiento de la vitamina E y luego con Sir Charles Martin (sin relación) en el aislamiento del factor antipellagra, pero en ambos casos los investigadores de Cambridge se adelantaron a otros grupos en el extranjero. Durante esta investigación, sin embargo, Martin había desarrollado un engorroso aparato de extracción por solvente en contracorriente para separar diferentes compuestos bioquímicos. Otro encuentro crucial en la vida de Martin tuvo lugar a principios de 1938 cuando Sir Charles presentó a Martin a un compañero de estudios Richard L. M. Synge, que trabajaba en la separación de aminoácidos acetilados. Martin y Synge entonces trabajaron juntos para desarrollar un mejor aparato de extracción en contracorriente.

Desarrollo de la cromatografía de partición y de papel.

En este punto, Sir Charles Martin sugirió a su tocayo que tomara un trabajo como bioquímico en la Asociación de Investigación de las Industrias de la Lana (WIRA) en Headingly, Leeds, en lugar de perseguir su anterior ambición de convertirse en un ingeniero químico. Archer Martin siguió adelante, construyendo más y más elaborados montajes de contracorriente, pero cansado de intentar que el ineficiente y temperamental aparato funcionara correctamente. Entonces tuvo una idea revolucionaria que transformó la ciencia de la separación.

Ya había visto la necesidad de que los dos disolventes alcanzaran rápidamente el equilibrio para que la extracción pudiera llevarse a cabo en un tiempo razonable, y se dio cuenta de que la mejor manera de lograrlo era utilizando gotas muy finas. Pero si utilizaba gotas finas el disolvente no se movería rápidamente y el beneficio de lograr un rápido equilibrio se anulaba. De repente se dio cuenta de que no había necesidad de que los dos disolventes se movieran; uno podía mantenerse en un estado fino en un medio estacionario y el otro disolvente se movería a través de él.


Para entonces, Martin se había reunido con Synge, que había llegado a la WIRA en 1939. Decidieron usar gel de sílice como soporte sólido, ya que podía sostener casi su propio peso en agua y era químicamente inerte. Fueron capaces de separar los aminoácidos acetilados de la hidrólisis de la proteína de la lana, utilizando naranja de metilo como indicador, mucho más eficientemente que con el aparato de contracorriente que habían utilizado hasta entonces. Martin y Synge demostraron la cromatografía de partición en una reunión de la Sociedad Bioquímica celebrada en el Instituto Nacional de Investigación Médica, Hampstead, el 7 de junio de 1941.

Su logro práctico fue apoyado por el desarrollo de la teoría de la cromatografía de partición; en un corto espacio de tiempo Martin fue capaz de modelar el comportamiento de los péptidos y otros compuestos con un buen grado de precisión. En su artículo sobre esta nueva técnica, publicado en el Biochemical Journal en noviembre de 1941, Martin y Synge sugirieron que se podía utilizar un gas portador en lugar de un líquido para la fase móvil: la cromatografía de gas-líquido fue desarrollada por Martin una década más tarde. También propusieron el uso de partículas finas y altas presiones para mejorar la separación: las principales características de la cromatografía líquida de alta presión, que se introdujo a mediados del decenio de 1970. No hay que olvidar que este avance tuvo lugar durante la Segunda Guerra Mundial. Al mismo tiempo que inventaban la cromatografía de separación sólido-líquido, Martin y Synge también desarrollaban telas que ofrecían protección contra el gas mostaza.

La cromatografía de partición en columna fue una gran mejora con respecto a la cromatografía de adsorción y extracción en contracorriente de Tswett, pero aún tenía limitaciones. En particular, Martin y Synge pronto descubrieron que no funcionaba bien con ciertos aminoácidos. Así como Martin había tomado la antigua cromatografía de adsorción y la había adaptado, ahora recurrieron a la cromatografía de papel, que había sido descrita originalmente por Friedlieb Ferdinand Runge en 1850.

El papel filtrante absorbía agua, era barato y estaba disponible fácilmente (una consideración importante en tiempos de guerra). Martin y Synge descubrieron que la cromatografía de partición en papel era eminentemente adecuada para los aminoácidos y que sólo requería cantidades minúsculas de material, una preocupación crucial en la investigación bioquímica. Su nuevo colaborador, A. Hugh Gordon, sugirió que se utilizara la ninhidrina como indicador para detectar las manchas de aminoácidos purificados que se formaban en el proceso.


Synge se trasladó al Instituto Lister de Medicina Preventiva en Chelsea, Londres, en 1943, y su lugar fue ocupado por Gordon y Raphael Consden. Archer Martin y sus colegas desarrollaron la cromatografía de papel bidimensional, que utiliza un disolvente (o mezcla de disolventes) en una dirección, después de lo cual el papel se gira a través de noventa grados y se emplea un nuevo disolvente. La primera demostración pública de la cromatografía de papel tuvo lugar en una reunión de la Sociedad Bioquímica celebrada en el Hospital Middlesex de Londres el 25 de marzo de 1944.

Desarrollo de la cromatografía de gases.

Después de un desafortunado período como jefe de la división de bioquímica de la Boots Pure Drug Company en Nottingham en 1946-1948, Martin se unió al personal del Consejo de Investigación Médica (MRC), inicialmente en el Instituto Lister de Londres. En 1950 se incorporó al Instituto Nacional de Investigación Médica (NIMR), el instituto insignia del MRC, cuando éste se trasladó de Hampstead a Mill Hill, en las afueras del norte de Londres. Martin necesitaba el socio adecuado para trabajar y un jefe comprensivo. En Mill Hill, fue afortunado en ambos casos. Formó una sociedad de trabajo con Tony James y reportó al director, Sir Charles Harington, quien consideraba que la originalidad y la inteligencia eran más importantes que el cumplimiento de las normas y la capacidad de gestión. Mill Hill en este período también produjo otro gran inconformista científico, James Lovelock. Esto fue afortunado, ya que Martin raramente usaba corbata y se presentaba a trabajar en verano en pantalones cortos y sandalias.

Un sello postal conmemorativo publicado en 1977 por la oficina de correos del Reino Unido en honor al 25º aniversario de la concesión del Premio Nobel de Química a Martin y Synge por su desarrollo de la cromatografía de partición.
Un sello postal conmemorativo publicado en 1977 por la oficina de correos del Reino Unido en honor al 25º aniversario de la concesión del Premio Nobel de Química a Martin y Synge por su desarrollo de la cromatografía de partición.

Habiendo desarrollado la cromatografía de partición y la cromatografía de papel, Martin se había interesado en la cristalización en una columna (más tarde conocida como refinación de zonas) pero no pudo lograr resultados que valieran la pena. Fue rescatado de este callejón sin salida por una petición de su colega del NIMR George Popják de un método simple de separación de pequeñas cantidades de ácidos grasos mezclados, que surgió de su investigación de la biosíntesis de los ácidos grasos de la leche en una cabra lactante.

Para ayudar a Popják (y para dar a Lovelock algo más valioso que hacer), Martin volvió a un concepto que había explorado con Synge casi una década antes pero que no había seguido, a saber, la cromatografía de gas-líquido. En esencia, como anteriormente, se trataba de la adición de una interfaz líquida a una técnica existente -la cromatografía de absorción de gas y sólido- que se había desarrollado anteriormente. La fase móvil era ahora un gas (normalmente nitrógeno) y la fase estacionaria era la Celita, recubierta con un líquido adecuado y colocada en tubos de vidrio. La columna se calentaba con una camisa que contenía etilenglicol en ebullición (este conocido anticongelante tiene un punto de ebullición de 180° C).

El problema de la cromatografía de gases era encontrar un método adecuado para detectar los componentes separados al salir de la llamada columna (que pronto se convirtió en una bobina). Los compuestos ácidos y básicos eran populares en los primeros trabajos ya que podían medirse por titulación estándar. Martin y James utilizaron su primer montaje de cromatografía de gas-líquido para separar una mezcla de aminas y luego utilizaron esta información para identificar el principio odorífero del pie de ganso apestoso (Chenopodium vulvarium).


Archer Martin (izquierda) y Anthony James en Mill Hill en la década de 1950
Archer Martin (izquierda) y Anthony James en Mill Hill en la década de 1950

Demostraron la nueva técnica en la reunión de la Sociedad Bioquímica celebrada en el NIMR el 20 de octubre de 1950. Cuando repitieron su demostración en el Laboratorio Dyson Perrins de Oxford, durante la reunión de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada en septiembre de 1952, habían ampliado el alcance de la cromatografía de gases a las mezclas de ácidos grasos (en forma de sus ésteres metílicos) e hidrocarburos.

Si bien el impacto de la cromatografía de partición había sido relativamente lento, en parte debido a la guerra y a la modesta condición de Martin en la WIRA-Martin no se convirtió en miembro de la Royal Society hasta 1950, la cromatografía de gases-líquidos atrajo la atención casi de inmediato. A pesar de su mayor complejidad, esta nueva técnica se extendió como un incendio forestal en 1952 y 1953. Esto fue en parte el resultado de la mayor notoriedad de Martin como laureado Nobel – ganó el Premio Nobel de Química con Richard Synge en 1952 por la cromatografía de partición – y en parte el resultado de una demanda reprimida en la academia y la industria por una técnica que separaría cantidades diminutas de compuestos relativamente volátiles de forma rápida y limpia.

Esto fue particularmente cierto en la industria petroquímica de rápido desarrollo y la cromatografía de gases fue adoptada con entusiasmo por compañías como la Anglo-Iranian Oil Company (que se convirtió en British Petroleum -después BP- en 1954), Shell e Imperial Chemical Industries (ICI). El propio Archer Martin se concentró en el desarrollo de métodos de detección para la cromatografía de gases y desarrolló el balance de densidad del gas para este propósito en septiembre de 1953. El balance de densidad del gas era típico de las innovaciones de Martin. Era una elegante obra maestra de intrincada ingeniería, pero era demasiado complicada para que la mayoría de los químicos la construyeran o la utilizaran, y fue rápidamente reemplazada por otros detectores.

Investigaciones posteriores

Las investigaciones posteriores de Archer Martin pueden dividirse en tres áreas: aislamiento de compuestos biológicamente activos, trabajo en áreas más amplias y desarrollos mecánicos. En Abbotsbury, se concentró en el aislamiento del factor antiinflamatorio de la leche, el hígado y los huevos. En el Wellcome y la Universidad de Sussex en los años 70 intentó aislar la insulina del intestino de los cerdos. En el decenio de 1960, Martin concibió la idea de la “microingeniería” y, en particular, el concepto de un micromanipulador que pudiera sustituir a la mano en los trabajos científicos delicados. Posteriormente, estas ideas fueron validadas por la introducción de la nanotecnología, por un lado, y el desarrollo de la microcirugía, por otro.

Si Martin hubiera trabajado en estrecha colaboración con otros científicos, esta línea de investigación podría haber sido fructífera; trabajando por su cuenta, no tuvo éxito. Mientras estuvo en Sussex, Martin se interesó en el mecanismo biológico del olfato. En el aspecto mecánico, Martin trabajó con Frans Everaats de la Universidad Técnica de Eindhoven en la mejora de la electroforesis, una técnica de separación que Martin deseaba haber adoptado a principios de la década de 1940, cuando aún estaba en desarrollo. En la Fundación Wellcome, Martin utilizó su experiencia mecánica para desarrollar una bomba de vacío para la liofilización y una bomba manual de alta presión para la administración de vacunas sin agujas.


Dibujo de Archer Martin (Fuente)
Dibujo de Archer Martin (Fuente)

En este punto, la carrera de Archer Martin comenzó a desenredarse por completo. Molesto por la huelga de los mineros en 1973-1974 y el regreso del Partido Laborista al poder, en 1974 Martin repentinamente asumió una cátedra Robert A. Welch en la Universidad de Houston, Texas, sin renunciar formalmente a su posición en Sussex. La facultad de Houston esperaba trabajar con Martin y le dieron fondos ilimitados para comprar equipo. Como no había una edad de jubilación legal para los bien pagados profesores galeses, parecía que iba a cumplir su deseo de continuar con la investigación hasta que tuviera ochenta años. Sin embargo, cuando llegó a Houston, sus compañeros de facultad encontraron a Martin profundamente perturbador. Los químicos americanos veían una cátedra de investigación como una oportunidad para seguir un programa de investigación enérgico. Martin lo vio como una oportunidad para pasar su tiempo de manera tranquila, pasear, jugar con la maquinaria en el sótano, y pensar. Trató de extraer una proteína de las cáscaras de papa y su laboratorio pronto se llenó de cáscaras de papa en descomposición.

Posiciones polémicas de Archer Martin

Si esto no era suficientemente malo desde el punto de vista de la facultad, Martin siguió teniendo problemas con las autoridades de la universidad de varias maneras. Por ejemplo, creó una tormenta en el cuerpo estudiantil por sus opiniones sobre la raza y la inteligencia. Creía que a las personas menos inteligentes se les debía pagar para que no tuvieran hijos, mientras que las personas muy inteligentes (como él) tenían el deber de procrear. También tenía opiniones polémicas sobre el castigo de los delincuentes, argumentando que se les debía dar la opción de un tratamiento de radiación que los envejeciera artificialmente en lugar de una sentencia de prisión.

En un momento en que la Iglesia de la Unificación buscaba activamente vínculos con académicos influyentes, cortó sus lazos con Martin por sus opiniones polémicas. La paciencia de la facultad finalmente se rompió y su cátedra fue terminada en 1979, un evento único en los anales de las cátedras galesas.

Últimos años de Archer Martin

En esta época, Martin comenzó a sufrir de un severo olvido, que finalmente fue diagnosticado como la enfermedad de Alzheimer en 1985. Dejaba el motor de su coche en marcha, olvidaba cerrar los grifos y no se presentaba a dar conferencias. Con motivo de su setenta y cinco cumpleaños tenía el texto preparado de un discurso con él, pero no podía leerlo. No obstante, el destacado cromatógrafo Ervin Kováts pudo conseguirle un puesto en la Universidad de Lausana y esperaba que Martin pudiera colaborar con las empresas farmacéuticas en su factor antiinflamatorio, pero no se consiguió nada, probablemente debido al empeoramiento de la condición mental de Martin.

Cuando Martin se retiró en 1984, se mudó con su esposa Judith (de soltera Bagenal), con quien se había casado en 1943, a Cambridge. Su condición mental se deterioró, y aunque participó en los ensayos de donepezil (Aricept), fue trasladado a un asilo de ancianos en 1996. En el momento de su muerte, Martin vivía en una residencia de ancianos en Llangarron, Herefordshire, cerca de la casa de su hija.


Para más información Archer J.P. Martin

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