Chromatography กว่าจะมาเป็น ... · performance liquid chromatography (HPLC)...

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