Михаил Семёнович Цвет. Научно-популярный журнал для юношества «Страна знаний» №6, 2020

Михаил Семенович Цвет – учёный с европейским именем,
исследования которого над хлорофиллом составляют гордость российской науки

Андрей Фаминцын, ботаник, ординарный профессор Санкт-Петербургского университета

Федерация европейских химических обществ относит Михаила Семёновича Цвета (1872–1919), наряду с четырьмя другими русскими учёными – Ломоносовым, Менделеевым, Бутлеровым и Семёновым, – к числу ста выдающихся химиков прошлого.

Михаил Семёнович Цвет
Михаил Семёнович Цвет
(1872–1919)

Родился Михаил Семёнович Цвет 14 мая 1872 года в городе Асти (Италия) в семье русского и итальянки. Мать умерла вскоре после рождения сына.

Отец оказал на мальчика большое влияние. Он был крупным чиновником и высокообразованным, интеллигентным человеком, был близко знаком с Иваном Сергеевичем Тургеневым, Александром Ивановичем Герценом, сам писал произведения на литературные и экономические темы.

Детство и юность Михаила прошли в Швейцарии. Окончив в 1891 году женевскую гимназию, он становится студентом физико-математического факультета Женевского университета.

В 1893 году выходит первая статья Михаила Цвета по анатомии растений, отмеченная премией имени британского химика, агрохимика и физика Гемфри Дэви.

В 1896 году Цвет уже в России. Эксперименты он закончил в Швейцарии, а дописывал диссертацию уже в Крыму. Как раз там в это время работал его отец, который был назначен на должность управляющего Таврической (Симферопольской) казённой палатой.

Тема работы звучала так: «Исследование физиологии клетки. Материалы к познанию движения протоплазмы, плазматических мембран и хлоропластов».

Диплом доктора естественных наук Михаил Цвет получил в октябре 1896 года.

В Санкт-Петербурге М.С. Цвет знакомится с ведущими российскими ботаниками Иваном Бородиным, Андреем Фаминцыным и другими.

Особенно сильно повлиял на Михаила биолог, анатом, врач и педагог Петр Францевич Лесгафт, с которым свела его судьба уже после получения докторского диплома.

Цвет стал работать в построенной специально для Лесгафта Биологической лаборатории. Эти годы работы были очень плодотворными.

Но после того, как Лесгафт выступил с протестным письмом против притеснения студентов за участие в политической демонстрации, Биологическую лабораторию закрыли.

Гемфри Дэви
Гемфри Дэви
(1778–1829)

Цвет по конкурсу прошёл на должность ассистента кафедры анатомии и физиологии растений в Варшавском университете.

В 1902 году, перед отъездом в Варшаву, М.С. Цвет сделал доклад на одиннадцатом съезде естествоиспытателей и врачей о своём открытии, где впервые прозвучало слово «ХРОМАТОГРАФИЯ».

В Варшаве Михаил Семёнович проработал почти четырнадцать лет. За это время написал ряд статей в журнал немецкого Ботанического общества. В статьях он подробно рассказал о своих исследованиях по части выделения хлорофиллов и других пигментов, но, что важнее всего, о физико-химической сути своего хроматографического метода. Он выступает с докладами в университетах Германии, Польши, России, Франции и Голландии.

В 1910 году защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора ботаники в Варшавском университете.

В декабре 1911 года он сделал доклад «Современное состояние химии хлорофилла» на 11-м Менделеевском съезде в Петербурге и был награждён Академией наук Большой премией имени М.Н. Ахматова[1] за книгу «Хромофиллы в растительном и животном мире».

Из университетских лекций М.С. Цвет узнал, каким сложным химическим воздействиям ботаники того времени подвергали растительный материал, чтобы извлечь из него для исследования зелёный пигмент. В результате таких процедур в руках учёных оказывались не естественные составные части хлорофильного зерна, а искусственные продукты. Тогда и зародилась у него мысль об изменении и упрощении этого процесса.

Михаил Цвет
Так выглядела химическая лаборатория Женевского университета, когда в ней занимался студент Михаил Цвет. Фото Родина

Изучая физиологию растений, учёный жаждал расшифровать зелёный пигмент листьев. Чтобы выделить и очистить пигменты зелёного листа – хлорофиллы, М.С. Цвет провёл множество опытов, заключавшихся в том, что в стеклянную трубку с тонко измельчённым порошком очищенного мела он наливал зелёный раствор пигментов, а затем по каплям добавлял бензол. Пигменты адсорбировались (поглощались) крупинками мела и, растворяясь в бензоле, опускались вниз. Там они разделялись с образованием окрашенных колец – от ярко-зелёного до жёлто-оранжевого цвета. Извлечённый из трубки мел разрезался на цветные кружочки, представлявшие собой индивидуальные вещества, и затем исследовался. Полученную при разделении веществ разноцветную картину, напоминавшую разложение света на спектр, Михаил Семёнович и назвал хроматограммой, а метод хроматографией.

Петр Францевич Лесгафт
Петр Францевич Лесгафт
(1837–1909)

Метод был так странно прост, что большинством современников это удивительное открытие не было воспринято. У очень многих работы учёного вызывали недоверие, некоторые считали этот метод даже «примитивным», таким, что не может дать достоверные результаты.

Но со временем именно эта «простота» метода проложила ему широкую дорогу в самые разнообразные области исследований.

Первая мировая война не дала возможности продолжать плодотворную исследовательскую деятельность.

Варшавский политехнический был эвакуирован в Нижний Новгород, где некоторое время работает Михаил Семёнович. С сентября 1917 г. он работает ординарным профессором Юрьевского (теперь – Тартусского) университета, но менее чем через год пришлось эвакуироваться из Юрьева. В сентябре 1918 г. семья Цветов прибыла в Воронеж.

При переездах Михаил Семёнович потерял своё имущество и ценную библиотеку. Ухудшилось здоровье.

У него развивалась всё более сильная сердечная недостаточность. Однако он пытался думать о будущем – 7 октября 1918 г. представил докладную записку об организации ботанической кафедры во вновь формирующемся Воронежском университете. 9 апреля 1919 г. начал чтение лекций. Но стоять он уже не мог и читал сидя, тяжело дыша. 26 июня 1919 г. Михаил Семёнович Цвет умер в расцвете своего таланта, не сумев осуществить свои многочисленные научные планы.

В настоящее время методы хроматографии занимают одно из главных мест среди методов анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов, в криминалистике, фармацевтике, лабораторной диагностике и т. д.

Ныне метод применяют физики, биохимики, физиологи и т. д. За самое последнее время он завоевал себе право гражданства в области изучения витаминов и гормонов.

Созданная учёным хроматография стала одним из величайших открытий, преобразовавших науку, технику и промышленность XX века.

Так, что же такое хроматография? Если очень коротко и просто, можно сказать следующее. Хроматографические методы анализа базируются на отличии адсорбционных или миграционных свойств компонентов смеси в динамических условиях и представляют собой процессы физико-химического разделения компонентов подвижной фазы при её движении вдоль неподвижной.

Неподвижная фаза может быть на поверхности носителя (плоскостная хроматография), или располагаться в колонке или капилляре (колоночная или капиллярная хроматография). Подвижная фаза может быть инертным газом, азотом, которые не принимают участия в процессе разделения, а есть транспортом смеси, это лежит в основе методов газовой хроматографии. Если подвижная фаза – жидкость, которая принимает активное участие в процессах разделения, это основа методов жидкостной хроматографии.

Можно много всего рассказывать о веществах, которые используются в качестве неподвижной фазы, про их природу, состав, адсорбционные свойства, селективность и т.д. Также выбор жидкой подвижной фазы, а она может состоять из нескольких растворов, зависит от состава смеси, от природы веществ, что разделяются и идентифицируются.

Для количественного определения веществ в хроматографических методах используют детекторы. Это приборы, располагающиеся в схеме после колонки, в основе действия которых лежат электрохимические или спектральные методы анализа. В последнее время в качестве детектора используют масс-спектрометры.

Если кому-то хочется лучше узнать о методах хроматографии, можно познакомиться с ними в учебниках по аналитической химии, специальных пособиях и научных статьях.

В Воронеже на территории Акатова монастыря имеется надгробный памятник Михаилу Семёновичу Цвету. На могиле учёного в 1992 году было установлено надгробие с надписью: «Ему было дано открыть хроматографию, разделяющую молекулы и объединяющую людей».

Н.Г. Антонюк, кандидат химических наук, доцент, Национальный университет «Киево-Могилянская академия»


[1] Ахматовская премия вручалась за лучшие научные труды и произведения изящной словесности. Она присуждалась ежегодно, начиная с 1909 года, и была установлена в память тайного советника М.Н. Ахматова, завещавшего свой капитал Академии наук.