19世纪末一个初秋的周末，俄罗斯彼得堡市郊区，森林已悄然被秋风染成金黄。在林间小路上，一个青年人踏着飘落的黄叶，正悠闲地散步。“大地换金装，丹林霜叶红”。面对秋天大自然五彩斑斓的美景，这个年轻人不禁发问：绿叶变黄的背后，到底隐藏着怎样的化学奥秘？ 这个青年就是俄国植物生理学家和化学家茨维特（Tswett）。

茨维特的父亲是旅居意大利的俄国人，母亲是意大利人。1872年5月14日茨维特生于意大利，后来全家移居瑞士。他在瑞士长大成人，并接受了良好的教育。年轻的茨维特勤奋好学，先后考入瑞士洛桑的Galliard’s 学院、日内瓦的圣安东尼体育学院接受教育。1891年，茨维特考入瑞士日内瓦大学学习自然科学，从事细胞生理学方向的研究。1896年，年仅24岁的茨维特获得了日内瓦大学的博士学位。博士毕业后不久，他随家人一起移居俄国定居。由于当时俄国不承认瑞士的学位，为生计考虑，茨维特只好一边工作一边继续攻读俄国的学位。在这期间，茨维特开始从事叶绿素物理化学性质方向的研究。茨维特的这段学术经历，与今天的博士后阶段的学术经历有些相似之处。当茨维特面对秋天黄叶飘零的景色，他心中并没有激起诗人的伤感。作为一名从事细胞生理学研究的博士，茨维特关注的焦点是植物叶片中一种名叫“叶绿素”的化学成分。此时他正在俄国一家生物实验室工作，整天冥思苦想，寻找树叶中叶绿素分离提取的新方法。

叶绿素是地球上绿色植物进行光合作用最最重要的生命元素。植物细胞通过叶绿素把太阳光的光能转变成化学能，并将能量储存在植物体内。储存于植物体内的这些丰富的能量物质，养育了地球上数以亿计的动物和微生物，其中包括我们人类。所以，从19世纪中叶开始，科学家便开始了叶绿素的研究，由此诞生出一个新的化学学科研究方向——“叶绿素化学”。在20世纪初，在叶绿素化学研究领域共产生了3位诺贝尔化学奖获得者，这是后话。

茨维特所从事叶绿素化学研究，无疑是当时的一个国际热门领域。当时，德国化学界的大佬威尔斯泰特(R.Willstatter)所领导的课题组，用传统的天然产物“批沙淘金”的分离提纯方法，从十几吨的树叶中仅仅能提取几百克高纯度的叶绿素样品。威尔斯泰特苦心钻研叶绿素化学，可谓十年磨一剑，他在1915年荣获了诺贝尔化学奖。这其中有个桥段比较有趣，说威尔斯泰特当时以树叶为原料提取叶绿素，收率和产量都非常低。当时的化学分析手段比较落后，要精准解析叶绿素的化学结构，所需的样品量很大。叶绿素提取量小，难以满足分析要求。威尔斯泰特在中国桑蚕的粪便中发现叶绿素“宝矿”，改用从中国进口的中药材桑沙为原料，使得叶绿素的提取率大幅度提高，终于满足了化学成分分析实验对样品量的要求。

我们知道，生化实验所用样品的量一般是很小的，大多是μg级的。茨维特是搞生物化学出身的，所以他搞叶绿素分离提纯实验，与威尔斯泰特课题组常规“巨量”提取方法截然不同。茨维特在实验室采用多种微量分离方法，想把叶绿素混合物分开。在实验中他发现，用实验室里两种常用的溶剂乙醇和石油醚提取叶绿素，用乙醇浸泡树叶，其中的色素提得非常干净；换用石油醚浸泡树叶时，叶片残渣中的色素却总是提不干净。用叶绿素粗提物做溶解性实验时发现，叶绿素在石油醚中的溶解性，却比在乙醇中要好。这是为什么呢？他分析产生这种实验现象的原因是，植物叶片中纤维素类物质对叶绿素有一定的“吸附力”，在用石油醚提取叶绿素时，因石油醚对叶绿素的溶解力小于植物叶片中纤维素的“吸附力”，所以提取不干净。而乙醇对叶绿素的溶解力大于植物叶片中纤维素的“吸附力”，所以提取得比较干净。终于有一天，茨维特突然脑洞大开，冒出一个good idea ：能否建立一种以吸附为基础的物质分离提纯新方法呢？

1901年，茨维特以“叶绿素的物理化学研究”终于获得了俄国硕士学位，随后不久他便在俄国统治下的华沙大学谋得一个教职，继续从事该领域的研究。此后，他一直在华沙生活了14年，先后担任过高校植物解剖和生理课的指导老师，也做过科研机构的职业审稿人，结婚生子，生活得还算幸福。1903 年3 月21 日, 在华沙自然科学家协会生物学家分会举行的学术会议上, 茨维特作了一个口头报告，题目是《一种新型吸附现象及其在生物化学分析中的应用》。报告了自己用以菊粉为吸附剂，将菊粉填充进玻璃柱内，用菊粉柱对叶绿素粗提物进行分离的实验结果。该报告并没有引起什么反响。1905 年茨维特将实验结果整理成一篇论文，发表在俄国的一个小刊物上。由于论文发表俄文刊物上，论文发表后在学界几乎无人引用。1906 年茨维特连续在《德国植物学报》发表了两篇论文：《叶绿素的物理化学研究》和《吸附分析与色谱法》。这两篇论文详细描述了以吸附作用为基础的物质分离提纯新方法及其在叶绿素化学上的应用，并首创了“色谱”（Chromatography）一词。他在论文中写道：“像光谱中的光线一样，色素混合物的不同组分有规律地排列在碳酸钙柱上而彼此分离，由此可以进行定性和定量鉴定。我们称这一制备为色谱图，相应的方法为色谱法。”

接下来的几年时间里，茨维特醉心于色谱分离方法的研究，他先后实验了数百种无机和有机吸附剂对叶绿素和其他色素的分离效果。1907年在德国的一次生物学会议上，茨维特在现场做了一个演示实验，第一次向世界公开展示显现彩色环带的色谱柱管。1910 年茨维特在华沙大学获得第二个博士学位，博士论文题目是《植物界和动物界的色素》，并以学术专著形式公开出版。即便放在今天，攻读博士学位也并非一件易事，何况是一百多年前。茨维特一口气拿了两个博士学位，可见其智商很高，称得上是那个时代的学术超人了。

可惜天妒英才，1919年茨维特因病英年早逝，年仅47岁。茨维特采用化学方法研究植物生理学，他发明的色谱法在当年并没有受到科学界的重视，其原因十分复杂。在茨维特的时代，他所从事的叶绿素化学研究，绝对称得上国际科学圈的“显学”。茨维特终生从事叶绿素的研究，却与诺奖无缘。在茨维特还活着的时候，德国化学家威尔斯泰特由于在叶绿素化学研究领域的杰出贡献而荣获了1915年诺贝尔化学奖。茨维特死后十年，德国化学家菲舍尔解析叶绿素化学结构获得了1930年诺贝尔化学奖。又过了三十年，美国化学家伍德沃德因完成叶绿素的全合成而获得了1960年诺贝尔化学奖（讲《有机波谱分析》时记得有以他命名的“伍德沃德规则”）。茨维特创立的色谱法，在沉寂25年后， Kuhn和Lederer采用色谱法从维生素B中分离出B6获得了1938年的诺贝尔化学奖。马丁（Martin）和辛格（Synger）完善了茨维特创立的色谱理论，提出液-液分配色谱法，他俩在1952年获得了诺贝尔奖。 

在科学史上，与茨维特类似的这些遭遇，读来每每令人唏嘘不已。不过，还是那句鸡汤老话说的好，“是金子总会发光的”。令人欣慰的是，学术界并没有磨灭茨维特的科学贡献。茨维特被色谱学界尊称为“色谱学之父”，把1903 年3 月21 日定为“色谱学”诞生纪念日。

今年是色谱学之父茨维特逝世一百周年。又到了一年黄叶飘零的季节，这学期讲《现代仪器分析》课，讲到“气、液相色谱分析法”两章时，把茨维特的故事在课堂上给学生又唠叨了一遍。匆匆写下一段小文，纪念这位伟大的科学家。

参考文献（略）

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