chromatography กว่าจะมาเป็น ... · performance liquid chromatography (hplc)...
TRANSCRIPT
15
ปีที่ 22 ฉบับที่ 4 ประจ�ำเดือน ตุลำคม - ธันวำคม 2558 องค์การเภสัชกรรมGPOR&D NEWSLETTER
เมื่อพูดถึงงานวิเคราะห์ เทคนิคพื้นฐานที่คนท�างานด้าน
วิเคราะห์แทบทุกคนต้องรู ้จักก็คือ เทคนิค chromatography
(โครมาโตกราฟี)หรือในภาษาไทยเรยีกว่ารงคเลขซึง่เป็นหนึง่ในเทคนคิ
การวิเคราะห์ด้วยการแยกสาร เครื่องมือมากมายถูกสร้างและพัฒนา
บนพื้นฐานของเทคนิคนี้ ไม่ว่าจะเป็น high pressure or high
performance liquid chromatography (HPLC) และ gas
chromatography(GC)ทีใ่ช้กนัอย่างแพร่หลายหรอืทนัสมยัขึน้ไปอกี
เป็นระบบ ultra high pressure liquid chromatography
(UHPLC) ซึ่งเป็นการต่อยอดจากเครื่อง HPLC ช่วยให้การวิเคราะห์
ท�าได้รวดเร็วยิ่งขึ้น นอกจากนั้นยังมีการน�าไปผนวกกับเครื่องมืออื่น
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการวิเคราะห์ยิ่งขึ้นไปอีก เช่น น�าไปต่อกับ
เคร่ือง mass spectrometer (MS) หรือ nuclear magnetic
resonance(NMR)เครือ่งมอืทีก่ล่าวมาน้ันอาจท�าให้เทคนคิchroma-
tographyดเูป็นเทคนคิทีห่รหูราล�า้เลิศและมรีาคาแพงแต่จรงิๆ แล้ว
เทคนิคนี้เรียกได้ว่ามีความหลากหลายทางราคา บางเทคนิคนั้น
มรีาคาไม่แพงซึง่บางคนอาจได้รูจ้กักบัมันมาตัง้แต่สมยัเรยีนชัน้ประถม
แต่แค่ไม่รู ้ว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของเทคนิคนี้เท่านั้นเอง เท่าที่จ�าได้
การทดลองสมยัยงัเยาว์วยัของผูเ้ขียนเป็นการจดุปากกาลงบนกระดาษ
แล้วน�ากระดาษแผ่นนั้นไปจุ ่มในสารละลายบางอย่าง ปรากฏว่า
จุดปากกาน้ันมีการเคลื่อนที่ไปตามแผ่นกระดาษ และเห็นสีหลายสี
แยกออกมาจากจุดปากกาเพียงจุดเดียว การทดลองนี้จริง ๆ ก็คือ
เทคนิค paper chromatography ชื่อภาษาไทยว่ารงคเลขกระดาษ
นั่นเอง ซึ่งต่อมาก็พัฒนากลายเป็นเทคนิค thin layer chromato-
graphy (TLC)หรือรงคเลขผิวบางซึ่งอาจนับได้ว่าเป็นเทคนิคเก่าแก่
ที่ยังใช้ในการวิเคราะห์ทางยาได้จนถึงปัจจุบัน นอกจากนี้ยังมี
เทคนิคอื่น ๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับ chromatography ถ้าจะให้
พูดถึงคงจะไม่ได้เล่าเรื่องที่ตั้งใจไว้เป็นแน่ บทความนี้คงจะไม่อธิบาย
ลงไปในรายละเอียดการวิเคราะห์ หรือหลักการของเทคนิคนี้
เพราะคงหาอ่านได้ตามต�ารามากมายแล้ว ดงันัน้ผูเ้ขียนจงึตัง้ใจว่าจะขอ
เล่าเรื่องเบา ๆ อ่านเพลิน ๆ เพื่อเป็นความบันเทิง หรือได้ข้อคิด
อะไรบ้างจากประวัติความเป็นมาของchromatography
Chromatography หากแปลความหมายตามรากศัพท์
ตามภาษากรีกchromaคือสีส่วนgrapheinคือการเขียนแปลตรงๆ
ก็อาจแปลได้ว่าการเขียนสีน่ันเอง เทคนิค chromatographyนี่เป็น
เทคนิคที่ถูกค้นพบในศตวรรษที่ 19 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซีย
ชื่อMikhailSemyonovichTswett (บางต�าราเขียนว่าTsvet)ซึ่ง
ต่อมาได้ช่ือว่าเป็นบิดาแห่ง chromatography แม่ของเขาเป็นชาว
อิตาเลี่ยน ส่วนพ่อเป็นชาวรัสเซีย เขาเกิดที่ประเทศอิตาลีในปี
ค.ศ. 1872 เข้าเรียนและจบปริญญาเอกจากประเทศสวิตเซอร์แลนด์
หลังจากนั้นก็กลับไปท�างานเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยวอซอร์
(Warsaw)ประเทศรัสเซีย
MikhailTswett
รูปจากhttps://en.wikipedia.org/wiki/Mikhail_Tsvet
ค�าว่า chromatography มีจุดเริ่มต้นจากที่เขาส่งผลงาน
ในปี1903 เพื่อตีพิมพ์และได้รับการตีพิมพ์ในปีค.ศ.1906ผลงาน
ตีพิมพ ์ ช้ินส�าคัญช้ินหน่ึงของเขาที่ทุกคนต ่างอ ้างถึง ก็คงเป ็น
“Adsorptionsanalyse und chromatographischeMethode
Chromatographyกว่าจะมาเป็น
(โครมาโตกราฟี)ดร.ภญ.เสาวลักษณ์ หวังสินสุจริต
16
ปีที่ 22 ฉบับที่ 4 ประจ�ำเดือน ตุลำคม - ธันวำคม 2558 องค์การเภสัชกรรมGPO R&D NEWSLETTER
เอกสารอ้างอิง
1. https://en.wikipedia.org/wiki/Chromatography
2. K.Sakodynsky,M.S.Tswett–hislife,Journal of Chromatography A,1970,vol.49:2-17.
3. H.Engelhardt,OnecenturyofliquidchromatographyFromTswett’scolumnstomodernhighspeedand
Highperformanceseparations,Journal of Chromato- graphy B,2004,vol.800:3-6.
4. J.Bruno,ChromatographyPast,PresentandFuture,presentedatContemporaryTechnologyforLargeScale
Chromatogrphy,March21-22,2005.
AnwendungenaufdieChemiedesChlorophylls(Adsorption
analysisandchromatographicmethod.Applicationonthe
chemistry of chlorophyll)” ตีพิมพ์ด้วยภาษาเยอรมัน ซึ่งต่อมา
ได้รับการแปลเป็นภาษาอังกฤษในปีค.ศ.1967
โดยรายละเอียดงานวิจัยที่นับเป็นจุดเริ่มต้นของ chromato-
graphyและน�าไปสู่การวิเคราะห์ด้วยเทคนิคchromatographyนั้น
เริ่มต้นจากการทดลองท่ีพยายามจะแยกเม็ดสี โดยในตัวอย่างของเขา
เขาได้สังเกตเห็นต�าแหน่งสีที่แตกต่างกัน สีเหลืองของ carotinoids
และยังพบต�าแหน่งสีเขียวอีก2ต�าแหน่งด้วยเสมอโดยเขาระบุว่าเป็น
chlorophyllaและbการค้นพบเหล่านีค้งมจีดุเริม่ต้นทีห่นไีม่พ้นจาก
การสังเกต สงสัยและตั้งค�าถาม เพราะหาก Tswett ไม่สนใจ สงสัย
และตั้งค�าถามว่าจุดสีเขียว2จุดที่เห็นคืออะไรก็คงอาจจะยังไม่มีใคร
บอกได้ว่าchlorophyllมี2ชนิดและเราก็คงอาจจะยังไม่มีเครื่องมือ
หลาย ๆ ชนิดท่ีเกี่ยวข้องกับ chlormatography ให้ใช้ในวันนี้
แต่อย่างไรก็ตามการจะค้นพบสิ่งใหม่ๆ ได้นั้นมันคงจะต้องมีอุปสรรค
อยู่บ้าง เพราะความส�าเร็จไม่ได้จะได้มาง่าย ๆ อุปสรรคหน่ึงที่ท�าให้
การค้นพบและเทคนคิchromatographyจะต้องชะงกัและถกูละเลย
ไปกว่า 25 ปี เม่ือศาสตราจารย์ทางด้านเคมีอินทรีย์ช่ือWillstätter
ซึ่งเป็นอีกหนึ่งผู้เชี่ยวชาญที่ศึกษาเกี่ยวกับ chlorophyll ได้โต้แย้ง
ทฤษฎีของ Tswett เน่ืองจากเขาได้ท�าการทดลองซ�้า และให้ผลท่ี
ต่างออกไป จากเรื่องนี้อาจจะท�าให้ศาสตราจารย์Willstätter ดูเป็น
คนใจร้ายที่ปิดกั้นความรู้ใหม่ๆแต่จริงๆแล้วนั้นก่อนที่เขาจะโต้แย้ง
เขาได้ท�าการทดลองท�าซ�้าตามวิธีที่Tswettได้ตีพิมพ์โดยใช้chloro-
phyllที่เขาเตรียมขึ้นโดยวิธีfractionatedcrystallizationแต่กลับ
พบเพียงต�าแหน่งเดียว จึงเป็นเหตุให้ Willstätter เชื่อและโต้แย้ง
เช่นนั้น เหตุการณ์นี้ก็อาจสอนให้รู้ได้ว่าการท�าตามวิธีที่ตีพิมพ์อาจ
ได้ผลที่แตกต่างกันออกไป และไม่ใช่เพราะคนอื่นท�าผิดเสมอไป
แต่เกิดจากปัจจัยหลายๆอย่างที่เรายังไม่รู้หรือมองข้ามมันไปนั่นเอง
โดยต่อมาได้พบว่าสาเหตุท่ี Willstätter ได้ผลลัพธ์ที่ต่างออกไปว่า
เกิดจากเสื่อมสลายของchlorophyllระหว่างการทดลอง
หลังจากนั้นช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อเทคนิคที่ Tswett
ค้นพบได้รับการรื้อฟื ้นมาใหม่ โดยคนในกลุ ่มของ Willstätter
เทคนิคดังกล่าวก็ถูกน�ากลับมาพัฒนาต่อยอดให้มีการแยกที่ดีขึ้น
โดยการเปลี่ยนสารละลายเคลื่อนที่ (Mobile phase) อย่างต่อเนื่อง
หรือที่เราเรียกว่าgradientelutionเทคนิคทางchromatography
ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องมากมาย จาก normal phase chromato-
graphy เป็น reversed phased chromatography, จาก paper
chromatographyสู่thinlayerchromatography,จากcolumn
chromatographyมาสู่highpressureliquidchromatography
และ ultra-high pressure liquid chromatography (UHPLC)
น่าเสียดายที่Tswettเสียชีวิตลงในปีค.ศ.1919ด้วยอายุเพียง47ปี
และไม่มีโอกาสได้เห็นการพัฒนาของส่ิงที่ได้คิดค้น แต่อย่างไรก็ตาม
การค้นพบของเขาก็ประหนึ่งได้สร้างเมล็ดพันธ์ุชั้นยอด ท่ีขณะนี้
เติบโตงอกงามอย่างไม่มีที่สิ้นสุด
การวิจัยและพัฒนาต่างๆ คงจะไร้ความหมายหากการค้นพบ
ไม่ได้รับการเผยแพร่และคนอื่นๆไม่คิดสานต่อดังนั้นเพื่อให้งานวิจัย
ขององค์การเภสชักรรมของประเทศไทยได้พฒันาต่อไปกค็งต้องอาศัย
ความช่างสังเกต ความมุ่งมั่น ความคิดสร้างสรรค์ และใจท่ีเปิดกว้าง
สุดท้ายน้ีผู้เขียนก็หวังว่าบทความน้ีคงจะสร้างขวัญก�าลังใจ แถมด้วย
สาระน้อยๆให้กับผู้อ่านได้บ้างค่ะ