Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II

Хлорофилл — зеленый пигмент, участвующий в фотосинтезе, — был выделен французскими химиками Пьером Жозефом Пеллетье и Жозефом Бьенеме Каванту еще в 1817 году. Но вплоть до конца XIX века он воспринимался как единое вещество, не разделяемое на компоненты. В растениях хлорофилл ответственен за поглощение света, который затем преобразуется в энергию химических связей. Проще говоря, накопленную энергию растение использует, например, для поглощения углекислого газа и выработки кислорода. Кстати, кислород в данном случае — побочный продукт, нечто вроде отходов производства.

Но я не об этом. Я о том, что в конце XIX века наука была в почете, ботаника наряду с другими дисциплинами двигалась вперед семимильными шагами, а методы выделения хлорофилла для исследований по-прежнему находились на уровне Пеллетье и Каванту: растения кипятили в соляных растворах и подвергали другим жестким воздействиям. Гарантии того, что пигмент при этом не менял свои свойства, не было никакой.

В 1896 году Михаил Цвет приехал в Россию, на родину отца. Что интересно, сам Семен Цвет к тому времени давно перебрался в Швейцарию с двумя другими детьми. Но в России у него остались связи и родственники, так что Михаил ехал не на пустое место.

Русский хлорофилл

Первый год работу найти не удавалось. А затем талантливый молодой человек поступил в лабораторию Петра Францевича Лесгафта, знаменитого петербургского врача, биолога и антрополога. Лесгафт был очень разносторонним человеком. Основные его интересы лежали в области изучения человека. В частности, он заложил основы современной физкультуры, спортивного обучения и здорового образа жизни, — недаром памятник ему стоит в Питере у Национального государственного университета физической культуры и спорта, да и сам университет носит имя Лесгафта.

Но параллельно Петр Францевич увлекался и другими направлениями биологии, в частности, содержал биохимическую лабораторию, взяв туда на первое время одного-единственного сотрудника — Цвета. Работая у Лесгафта, Михаил Семенович опубликовал свою первую крупную работу по хлорофиллу — «Гемоглобин и хлорофилл. В каком направлении желательно изучение последнего тела» (1898).

В течение следующих трех лет Цвет защитил магистерскую диссертацию (ему пришлось делать это повторно, поскольку его женевские документы в России не признали и потребовали подтверждения), опубликовал ряд работ как по хлорофиллу, так и по другим темам, начал вести занятия по ботанике на основанных Лесгафтом курсах и стал членом Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей, создав себе блестящую репутацию в научных кругах. В результате в 1902-м он получил приглашение в Варшавский университет, поначалу на должность лаборанта.

А 8 марта 1903 года он прочел в университете доклад о применении адсорбционных методов в разделении смесей.

Кому и зачем?

Впрочем, впервые о своем методе Цвет рассказывал еще в 1901 году на XI съезде естествоиспытателей и врачей в Санкт-Петербурге.

Основной задачей было найти сорбент, абсолютно химически индифферентный ко всем составляющим смеси — впитывающий, но не реагирующий. Таким сорбентом стал высушенный порошкообразный кальций — что-то вроде мела. Цвет поместил сорбент в стеклянную трубочку и пропустил через нее выделенный хлорофилл. Входящие в его состав пигменты осели в разных слоях мела — получалось нечто вроде зеленоватой радуги.

Именно поэтому Цвет назвал свой метод хроматографией. Сейчас метод широко используется и для разделения бесцветных веществ, так что термин — не более чем дань истории.

С помощью хроматографии Цвет исследовал различные вещества, и в частности пигменты. Он доказал, что хлорофилл содержит множество компонентов, причем компоненты эти разных цветов. Так, Цвет выделил хлорофиллин α и хлорофиллин β. Одновременно с ним аналогичные исследования проводил Рихард Вильштеттер, получивший такие же результаты, но к нему мы вернемся несколько позже.

Надо сказать, что упорство и труд — это одно, а везение — совсем другое. Цвету откровенно не везло. В 1905 году он опубликовал наконец научную работу с описанием своего метода — «О новой категории адсорбционных явлений и о применении их к биохимическому анализу», годом позже ввел понятие «хроматография», затем успешно продемонстрировал технологию в разных университетах. Но научное сообщество приняло идею Цвета с серьезными сомнениями. Противником метода был Климент Аркадьевич Тимирязев, из какой-то необъяснимой ревности отказавший Цвету в должности заведующего кафедрой ботаники в Новороссийском университете; впрочем, это случилось позже, в 1916 году.

Но с работой у Цвета и в самом деле была беда, причем во все времена. Его имя знали по всей Европе, но при этом он постоянно менял университеты: одно время преподавал в Варшавском ветеринарном институте, затем — Варшавском политехническом, поскольку Варшавский университет на какое-то время закрыли из-за студенческих волнений 1905–1907 годов. Мыкаться между разными учебными заведениями, нигде не имея постоянного и надежного места, Цвету предстояло до конца жизни.