Raman-Spektroskopie blickt in Charles Darwins Gefäße
Britische Forscher haben erfolgreich Konservierungsstoffe in einigen historischen Probengläsern von Charles Darwin analysiert, ohne die Behälter zu öffnen.
Ein Team des Anbieters von Life-Science-Geräten Agilent Technologies und der Central Laser Facility des britischen Science and Technology Facilities Council nutzte einen SORS-Ansatz (Spatially Offset Raman Spectroscopy).
„Um zu verstehen, welche Konservierungsflüssigkeit sich in den einzelnen Gläsern befindet, musste man sie bislang öffnen, was das Risiko einer Verdunstung, einer Kontamination und der Gefährdung der Proben durch Umweltschäden birgt“, sagte Sara Mosca von der Central Laser Facility. „Ein SORS-Ansatz kann diese unschätzbar wertvollen Exemplare überwachen und pflegen, ohne ihre Integrität zu gefährden.“
SORS wurde erstmals 2006 im Rutherford Appleton Laboratory des STFC entwickelt und soll der begrenzten Fähigkeit des konventionellen Raman entgegenwirken, über Oberflächen vorzudringen und mehr Daten über die Zusammensetzung einer Probe unter der Oberfläche zu sammeln.
Agilent erwarb SORS und andere Raman-Technologie im Jahr 2017 von STFC im Rahmen seiner Bemühungen, Anwendungen für die Raman-Spektroskopie im Allgemeinen zu erweitern.
Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Raman-Rückstreuungsaufbau nutzt SORS laut Produktdaten von Agilent einen physikalischen Versatz zwischen dem Bereich der Probe, der vom Laser angeregt wird, und dem Bereich, aus dem ein Detektor Informationen sammelt.
Während die direkte Raman-Detektion ohne diesen physikalischen Versatz ein Spektrum liefert, das reich an Informationen der obersten Schicht ist, sammelt eine versetzte Geometrie das detektierbare Raman-Signal, das in fast allen Bereichen stimuliert wird, meist von unterhalb der Probenoberfläche. Das Ergebnis ist ein Spektrum, das von unterirdischen Molekülen abgeleitet wird.
„Selektive Sondierung wird durch die Steuerung des Versatzes zwischen dem Erfassungsbereich und dem Anregungsbereich erreicht“, bemerkte Agilent. „Je größer der Versatz, desto weiter ist der abgefragte Bereich von der Oberfläche entfernt.“
Raman-Spektroskopie für Konservierung und Sammlungsmanagement
Die langfristige Museumskonservierung von Exemplaren hängt von der chemischen Stabilität der Konservierungsflüssigkeiten ab, in denen sie aufbewahrt werden. Die Zusammensetzung dieser Flüssigkeiten hat sich in der Vergangenheit stark verändert, daher ist ihre Identifizierung und Überwachung für die Planung der Exemplarkonservierung von entscheidender Bedeutung.
Im Museums- oder Archivkontext bietet die SORS-Technik eine Möglichkeit, diese Materialien zu analysieren und gleichzeitig Fluoreszenz- und Raman-Signalstörungen durch den Behälter selbst effektiv zu reduzieren. Die in ACS Omega beschriebene neue Studie ist die erstevor OrtChemische Charakterisierung historischer Flüssigkeiten mittels SORS in einer musealen Umgebung.
Eine Reihe von 46 historischen Exemplaren im Londoner Natural History Museum, darunter einige von Charles Darwin gesammelte und in verschiedenen Kombinationen von Ethanol, Methanol und Formaldehyd gelagerte Exemplare, wurden mit dem tragbaren SORS-Gerät Resolve von Agilent untersucht. Die aufgezeichneten Spektraldaten wurden dann mit verschiedenen Kalibrierungslösungen verglichen und mit den kuratorischen Aufzeichnungen des Museums für jedes Glas verglichen.
„Die Methode identifizierte die Konservierungsflüssigkeiten in 78,5 Prozent der Fälle genau und zeigte in weiteren 15 Prozent eine teilweise Übereinstimmung, oft mit optisch ähnlichen oder chemisch komplexen Lösungen“, heißt es in der Arbeit des Projekts.
„Nur 3 Proben (6,5 Prozent) wurden falsch klassifiziert oder nicht klassifiziert. Darüber hinaus ermöglichte der Ansatz die Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Glas- und/oder Kunststoffbehältern und lieferte potenzielle Einblicke in Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeiten-behältern und historische Lagerbedingungen.“
Dies bedeutet, dass SORS nicht nur historische Chemikalien im Nachhinein identifizieren kann, sondern auch Kuratoren dabei hilft, chemische Veränderungen zu überwachen, die im Laufe der Zeit stattgefunden haben, und so ihre Erhaltungsbemühungen im weiteren Sinne zu unterstützen.
„Diese Arbeit ist der nächste Schritt, um das Engagement des Museums für eine Umgestaltung des Studiums der Naturgeschichte zu demonstrieren“, sagte Wren Montgomery vom Natural History Museum. „Die Analyse der Lagerbedingungen wertvoller Exemplare und das Verständnis der Flüssigkeit, in der sie aufbewahrt werden, könnten enorme Auswirkungen darauf haben, wie wir Sammlungen pflegen und sie für zukünftige Forschungen über Jahre hinweg aufbewahren.“
