В 1769 году российский учёный-натуралист и путешественник немецкого происхождения Самуэль Георг Готлиб Гмелин (1745-1774), путешествуя по России, сделал первый химический анализ липецкой минеральной воды.

С. Гмелин родился в Тюбингене (Германия). Окончив Тюбингенский университет, получил степень доктора медицины (1763).

В 1766 году он был приглашен в Россию Петербургской Академией наук, с 1767 года – академик. Профессор ботаники (1767) и химии (1772) Петербургского университета.

В 1768-1774 годах, возглавляя один из отрядов экспедиции Академии наук, ученый исследовал Валдайскую возвышенность и равнинные степи юга Европейской части России, бассейн Дона и низовье Волги, Приазовье, Кавказ, берега Каспийского моря. Посетил Елец (20 сентября 1768), с. Верхний Студенец, с. Патриаршее (Нижний Студенец тож) Задонского уезда Воронежской губернии (ныне с. Донское Задонского района Липецкой области).

Зимой 1768-1769 годов С. Гмелин приехал в слободу Липецкие железные заводы специально для химического исследования минеральной воды. Однако источник около монастыря, на который ему указали, содержал чистую воду без примесей. 15-17 мая 1769 года он исследовал другой источник, почти заброшенный и весь «наполненный грязью». Удалив грязь, Гмелин учинил над водой химические опыты. О ходе исследования можно судить по описанию самого ученого: «Как распущенное в крепкой водке серебро, так и разведенный в свинцовый сахар воду учинил млечноцветную. От фиалкового сока цвет ее нимало не изменился, но от распущенного синего камня показался на ней темный цвет. В перегонной воде разведенный ртутный сублимат смешался без всякой перемены. От прилитых яиц перемена была едва чувствительна. Будучи в дороге, не имел я способного случая, чтобы перегнать воду и таким образом исследовать ее свойства. Но сего довольно, что из из приведенных здесь опытов можно получить о ней некоторое понятие… Сей ключ имел хорошую марциальную воду, потому мало-помалу он оставлен в небрежении, так что воздух получил к нему проход, отчего эфир пропал, произошла грубая купоросная кислота и, следовательно, ничего, кроме наполнения железными частицами воды, не осталось». 24-летний академик Гмелин рекомендовал исследовать штольнями на несколько сажен в глубину, чтобы можно было дойти до хорошего ключа.

Итогом исследований С. Гмелина стала его книга «Путешествие по России для исследования трёх царств естества». В первой ее части «Путешествие из Санкт-Петербурга до Черкасска, главного города Донских Козаков в 1768-1769 годах» (1771), дано описание липецких минеральных вод, липецких руд и железоделательных заводов.

Судьба ученого была печальна. Возвращаясь из экспедиции по Предкавказской равнине, в Дагестане он попал в плен.

Умер в неволе 27 июля 1774 года.