Geschichtsexkurs: Historie der Chromatographie
Die Chromatographie ist heute eine der beliebtesten Analysemethoden in der Biologie, Chemie und Biochemie. Ihre Geschichte geht weiter zurück, als viele ihrer Anwender vermuten würden. Schon Aristoteles beschrieb ein Verfahren zur Meerwasseraufbereitung mithilfe bestimmter Böden. Echte Entwicklungssprünge machte die Chromatographie jedoch erst im 19. Jahrhundert. Wie sich die Chromatographie seitdem verändert hat, erfahren Sie in unserem kleinen Geschichtsexkurs.
1855: Ästhetik und Spiel vor Analyse
Im Jahr 1855 veröffentlichte der deutsche Chemiker Ferdinand Friedlieb Runge sein Buch „Der Bildungstrieb der Stoffe, veranschaulicht in selbständig gewachsenen Bildern“. Die darin beschriebenen Techniken ähneln der Papierchromatographie. Allerdings hatten die gezeigten Bilder weniger einen Analysecharakter. Sie zeigten die Ästhetik und Schönheit, die dieses Verfahren erzeugen kann. Wissenschaftliche Erkenntnisse blieben noch aus. Vielmehr spielte Runge mit dem Verfahren und seinen Möglichkeiten.
1900: Filtration von Erdöl
Um die Jahrhundertwende spielte auch R. T. Day mit Verfahren, die der Chromatographie ähnlich sind. Er fraktionierte Erdöl und filtrierte es dabei durch Säulen, die mit Lehm oder Kalk gefüllt waren. Die Anwendung ähnelt zwar der Chromatographie, ist aber eher noch den Filtrationstechniken zuzuordnen.
1903–1906: Trennverfahren in der Botanik
Der russische Botaniker Michael S. Tswett wendete als Erster ein Trennverfahren an, das der Chromatographie gleichkommt. In Vorträgen und Veröffentlichungen beschreibt er sein Verfahren zur Analyse von Absorption. Er trennte Blattfarbstoffe mit einer Art der Flüssigchromatographie, indem er Blattextrakte getragen von Petrolether durch Glassäulen drückte, die mit Calciumcarbonat gefüllt waren. Die sichtbar getrennten Farben in der Säule nannte er Chromatogramm. Dem Verfahren gab er den Namen „chromatographische Methode“.
1941–1952: Nobelpreis dank Chromatographie
Es folgte eine lange Pause in der Chromatographie. Erst 1931 nahmen Wissenschaftler Tswetts aufbauende Trennungen wieder auf. 1941 folgten die weltbekannten Arbeiten von A. J. P. Martin und R. L. M. Synge. Sie trennten Gemische aus Aminosäuren mithilfe von wassergesättigtem Kieselgel in Säulen. 1952 erhielten sie schließlich den Nobelpreis für ihre Arbeit.
1944–1952: Geburtsstunde der Gaschromatographie
In ihrer nobelpreisgekürten Arbeit erwähnten Martin und Synge, dass die Chromatographie mit Gas und Flüssigkeit möglich sein müsste. 1944 ging Erika Cremer auf diese Vermutung ein und beschrieb die theoretischen Grundlagen des Verfahrens. Fritz Prior baute 1947 einen Prototypen und trennte Kohlendioxid und Sauerstoff. 1952 startete Martin gemeinsam mit A. T. James einen Versuch der Trennung von Fettsäuregemischen. Es gelang und die Gaschromatographie war geboren.
1963–1973: Aufnahme ins wissenschaftliche Repertoire
Es dauerte noch einige Jahre, bis die Chromatographie fest im Katalog der wissenschaftlichen Methoden ankam. Das hing vor allem mit der Entwicklung der Gerätetechnik zusammen. 1963 entwickelte Jim Waters einen Chromatographen für die Gelpermeationschromatographie. Zur Trennung und Aufbereitung von Gemischen hielt die Methode nun Einzug in viele Labore. 1973 fand schließlich das erste Symposium zum Thema Chromatographie statt.
1999: Siegeszug der Kapillartechnik
In den folgenden Jahren entwickelten sich die Geräte weiter. Schließlich beschrieb eine Gruppe aus Wissenschaftlern einen Versuchsaufbau mit Fused-Silica-Kapillaren und trieb damit die Verwendung von Kapillaren voran. Diese Arbeit zeigt bis heute, dass das Potenzial der Chromatographie noch nicht ausgeschöpft ist.
Bis heute: Konkurrent Massenspektrometer
Während der 2000er Jahre wurde das Massenspektrometer als weniger aufwendige Methode hoch gehandelt. Allerdings erkannte man schnell die Grenzen dieses Verfahrens und kam zu dem Schluss, dass die Chromatographie unverzichtbar bleibt. Die eindimensionale Chromatographie stößt inzwischen ebenfalls an Grenzen und zweidimensionale Verfahren werden bis heute stetig weiterentwickelt. Visionen von dreidimensionalen Trennverfahren auf einem Chip werden nun greifbar. Die Chromatographie wird täglich in Laboren angewendet und ist längst nicht am Ende ihrer Möglichkeiten angekommen.
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