Columna de Tsvett

La columna de Tsvett fue la piedra angular en el desarrollo de una de las técnicas más importantes de la química analítica, la cromatografía.

Tsvett y las plantas

Mikhail Tsvett nació en Asti, Italia. Su padre era un funcionario ruso y su madre era de ascendencia piamontesa. Ella murió cuando él era joven y su padre se mudó a Lausana en Suiza donde creció a orillas del Lago de Ginebra, hablando francés. Su padre, sin embargo, insistió en que aprendiera ruso en su adolescencia. Estudió botánica en la Universidad de Ginebra y se graduó con un doctorado en anatomía de plantas en el que propuso que la clorofila se asociaba con las proteínas.

Mikhail Tsvett
Mikhail Tsvett

Cuando a su padre le dieron un trabajo en San Petersburgo en 1896, Tsvett se mudó con él. Lamentablemente, para obtener un nombramiento académico ruso se necesitaban credenciales académicas rusas, por lo que estudió para obtener una maestría en la Universidad de Kazán, a 700 km al este de Moscú, centrándose en la fotosíntesis.


Estudio sobre extractos

Repitió los experimentos de George Stokes y Henry Clifton Sorby, que habían separado varios componentes de los extractos de plantas dividiendo los compuestos entre diferentes solventes. Tsvett comenzó a mezclar extractos hexánicos de hojas con carbonato de calcio finamente molido con la esperanza de neutralizar los componentes ácidos que de otra manera degradarían sus pigmentos. Descubrió que todo se pegaba al carbonato, excepto el caroteno. Pero al añadir progresivamente más etanol al carbonato pudo separar de forma controlada los otros componentes – los pigmentos verdes que llamó clorofilas (que eran fluorescentes) y los amarillos, xantofilas (que no lo eran). Continuó aislando las fucoxantinas de las algas marinas y una clorofila adicional que ahora conocemos como clorofila c.

La columna de Tsvett, la primera cromatografía

No está claro cómo se le ocurrió la idea de usar una columna, y si estaba al tanto de los experimentos capilares de Friedlieb Runge o de su desarrollo por Christian Schönbein y otros. Pero en 1906 Tsvett publicó su artículo más importante: describió su método de separación que ahora implicaba verter el extracto en la parte superior de una columna de carbonato de calcio seco y luego lavar los componentes haciendo correr disolvente por la columna. Lo que vio fue notable: «Los pigmentos se organizan como una serie de zonas coloreadas… en las que los materiales más fuertemente adsorbidos desplazan a los más débiles hacia abajo de la columna…”

A esto lo llamo un cromatograma. Ya muy consciente de la generalidad de su método, añadió: «No hace falta decir que los fenómenos de adsorción descritos son adecuados no sólo para los pigmentos de clorofila”. En un artículo posterior, publicado desde Varsovia, donde obtuvo una posición académica, pasaría a describir las características de un absorbente ideal, habiendo probado docenas de materiales diferentes. También anunció que había dos clorofilas diferentes (a y b), y cuatro xantofilas.


Polémica sobre su trabajo

Su trabajo fue atacado por otros expertos en la materia, en particular por el cascarrabias químico polaco Leon Marchlewski que no sólo pensaba que estaba equivocado, sino que consideraba que la base misma de su método no era sólida, y sus resultados arreglados. Pero Tsvett se mantuvo firme y continuó su trabajo, desenredando cuidadosamente la relación entre los derivados de la clorofila.

Paralelamente, el químico alemán Richard Wilstätter llevó a cabo minuciosos «experimentos clásicos» sobre la clorofila utilizando grandes cantidades de extracto, despreciando los resultados de Tsvett. Tsvett pronto encontró suficientes agujeros en el trabajo del alemán, usando la cromatografía, para forzarlo a reconocer que los resultados de Tsvett eran correctos. Sin embargo, a pesar de estos triunfos, nadie adoptó el método de Tsvett hasta la década de 1930, mucho después de su muerte.

Equipo descrito por Tsvett un uno de sus artículos. En la esquina superior izquierda se puede observar el montaje de su columna y a la derecha la descripción de las zonas que observó
Equipo descrito por Tsvett un uno de sus artículos. En la esquina superior izquierda se puede observar el montaje de su columna y a la derecha la descripción de las zonas que observó

Tsvett se habría descrito a sí mismo como un botánico, sin embargo, durante gran parte de su corta carrera se dedicó a lo que era indiscutiblemente una búsqueda química. Y a este respecto tenía ideas muy adelantadas a su tiempo: «A menudo se olvida… que los tejidos vivos no son simples mezclas químicas de compuestos en equilibrio químico, sino estructuras organizadas [en las que] los más variados cuerpos reactivos se encuentran uno al lado del otro».

La cromatografía abrió todo tipo de mezclas a una investigación rigurosa, pero también representa el momento en que la química comenzó a proporcionar herramientas serias para otras disciplinas. Hoy en día, todas las ciencias biológicas (como todas las nuevas ‘-omicas’) y una parte enorme de las industrias de control de calidad y forenses se basan no sólo en la química, sino en un caleidoscopio de cromatografías.

Para más información Tsvett’s column


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