نبذة تعريفية عن طريقة فصل الألوان في النباتات “الاستشراب “

2011 تجارب علمية داخل المادة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طريقة فصل الألوان من النباتات الاستشراب الكيمياء

اكتشف العالم الروسي ميخائيل تسفت (1872 – 1919) منذ 100 عام تقريباً طريقة لفصل الألوان في النباتات، وأطلق على هذه التقنية مصطلح «الاستشراب»، الذي يعني ببساطة «الكتابة اللونية» (الكروماتوغرافيا أو التفريق اللوني).

يحتاج العلماء في أغلب الأحيان إلى اختبار المواد من أجل معرفة مكوّناتها. وإذا كان العلماء يبحثون عن مركّب معيّن يستطيعون إجراء اختبار يقدّم جواباً بـ «نعم» أو «لا».

تشتمل هذه الاختبارات على فحص السكر الموجود في البول لمعرفة تطورات مرض السكري واختبارات الحمل عند النساء.

 

توجد مواد كثيرة مختلفة في بول الإنسان، لكن كل اختبار يُستخدم لفحص وجود أو غياب عنصر واحد فقط.

لكن العلماء يريدون أحياناً الحصول على قائمة كاملة بكل المواد الكيميائية الموجودة في مادة واحدة. وتُعدّ الكروماتوغرافيا (الاستشراب) طريقة جيدة لإنجاز هذه المهمة لأن العلماء يستطيعون استخدامها لفصل مزيج معقد من دون أن تكون لديهم أدنى فكرة عن ذلك المزيج قبل بدء العمل.

فالميزة العظيمة للكروماتوغرافيا هي إمكانية استعمال هذه التقنية لفصل كمية صغيرة من مادة مجهولة إلى أجزائها المتعددة ومن ثم اختبار كل جزء على حدة.

 

هناك نوعان رئيسان للكروماتوغرافيا: الكروماتوغرافيا السائلة (الاستشراب السائل) والكروماتوغرافيا الغازية (الاستشراب الغازي).

يُعدّ تنفيذ الكروماتوغرافيا على الورق (وهو نوع من الكروماتوغرافيا السائلة) طريقة جيدة لفهم كيفية عمل كل من نوعَي الكروماتوغرافيا.

استخدمْ قلم حبر تحديد برأس ليفي سهل التنظيف لرسم نقطة في وسط منديل ورقي أبيض غير مزخرف بعد أن تضعه على طبق طعام فارغ.

 

أضف بضع قطرات من الماء وراقب كيف ينتقل الماء بعيداً عن مركز المنديل الورقي باتجاه أطرافه أثناء امتصاصه للماء. ستشاهد كيف تنفصل الألوان المختلفة في الحبر وتستقر في حزمة محددة بما أن كل لون يصبح ثقيلاً جداً لكي يتابع توسع رقعته اللونية. ولابدّ أنك سترى أن أخف المواد ستنتقل إلى أبعد ما يمكن على المنديل الورقي.

تتألف الكروماتوغرافيا من ثلاثة أقسام رئيسة: المادة المُراد اختبارها (على سبيل المثال، حبر القلم) والطور الحركي (الماء، على سبيل المثال أيضاً) الذي يحرّك المادة خلال الطور الساكن (كالمنديل الورقي).

ويمكن مقارنة الخطوط المتكونة في الكروماتوغرافيا على الورق فيما بعد مع الخطوط على غيرها من مخططات الكروماتوغرافيا، أو استخلاص عيّنة نقية جداً من كل عنصر كيميائي من المنديل من أجل إجراء اختبارات إضافية.

 

استخدام الكروماتوغرافيا

تستخدم الكروماتوغرافيا الغازية غازاً تحت الضغط على اعتبار أنه يشكل الطور الحركي، وغالباً ما يكون هذا الغاز الهليوم أو الهيدروجين، أما الطور المستقر أو الثابت فيكون إما مادة ماصّة محشوة داخل أنبوب، أو طبقة سائلة تغلف الوجه الداخلي للأنبوب.

وتستخدم الشرطة تقنية الكروماتوغرافيا الغازية لاكتشاف المقادير الدقيقة للمواد الكيميائية المتبقية في موقع شهد عملية تفجير قنبلة، تشتمل استعمالات الكروماتوغرافيا السائلة على تحليل محتويات البروتين في الخلية وقياس التلوث في الماء.

 

وينبغي أن تكون سوائل الطور الحركي قادرة على إذابة المواد المُراد تحليلها من دون تغيير الجزيئات بأي طريقة أخرى. وبمعزل عن الورق (الموصوف أعلاه) فإن الطور الثابت يمكن أن يكون طبقة رقيقة من مادة ماصّة منتشرة على الزجاج.

ويُطلق على هذا الطور اسم كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة الذي يُستعمل على نطاق واسع في فحص المواد المضافة إلى المواد الغذائية.

 

لقد اعتاد الناس عبر قرون طويلة على إضافة الملونات للأطعمة كي تبدو شهية أكثر مما هي عليه، لكن للأسف فإن بعض الملونات ضارة بصحة الإنسان، لذلك تصدر الحكومات القوانين التي تحظر استعمال الكثير من المواد المضافة للأطعمة.

كما تقوم السلطات بشكل منتظم بفحص واختبار المنتجات الغذائية بواسطة تقنية الكروماتوغرافيا (الاستشراب) للتأكد من أن المصنّعين لا يلجؤون إلى خرق القوانين في هذا الشأن.

 

مكافحة الجريمة

إن خبراء تقنية الكروماتوغرافيا (الاستشراب) هم علماء يعملون مع السلطات القانونية كسلك الشرطة ومكتب التحقيقات الفيدرالية.

ويعد عمل هؤلاء الخبراء مهماً في إلقاء القبض على المجرمين، تخيل مجموعة من الأشخاص المشتبه بهم في عملية اختطاف، وتخيّل ان الشرطة لديها رسالة عن فدية واردة من جانب الخاطفين وقلم يخص المشتبه بهم.

يستطيع خبراء الطب الشرعي استعمال تقنية الكروماتوغرافيا لاكتشاف فيما إذا كان القلم هو القلم ذاته المستخدم في كتابة رسالة الخاطفين.

 

يتألف الحبر من مزيج من المواد الكيميائية تتشرب الورق صعوداً كل منها وفق درجات مختلفة.

ومن المعروف أن حبر القلم يذوب في الكحول ويمكن استخدام الورق النشاف لامتصاصه، وكذلك الأمر بالنسبة للحبر المستخلص من رسالة الفدية.

 

تقوم عملية الكروماتوغرافيا بفصل المواد الكيميائية المختلفة الموجودة في الحبر تاركة سلسلة مميزة من الخطوط.

في حال تطابقت الخطوط في العيّنتين المأخوذتين من الحبر، فمن المرجح أن رسالة الفدية قد تمت كتابتها بالقلم ذاته الذي استعمله المشبوهون.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]