Duchnowicz Anna

Zakład Dydaktyczny Chemii Fizycznej
Pracownia Radiochemii i Chemii Atmosfery

Analiza śladowych ilości materiałów organicznych i naturalnych barwników w próbkach z obiektów zabytkowych

Anna Duchnowicz

Promotor: prof. dr hab. Tomasz Gierczak
Opiekun: dr Bartłomiej Witkowski

Obiektem zainteresowania chemików badających przedmioty zabytkowe za pomocą nowoczesnych metod analizy instrumentalnej bardzo często są spoiwa malarskie (np. substancje białkowe), a także barwniki naturalne użyte do barwienia tkanin. Tymczasem, barwniki oraz białka w obiektach zabytkowych ulegają degradacji, co zmniejsza ich zawartość w próbce i znacznie utrudnia analizę. Identyfikację substancji organicznych w obiektach zabytkowych często utrudniają także nieorganiczne składniki matrycy. Przykładowo, kationy metali mogą pełnić funkcję katalizatorów w reakcji sieciowania oraz tworzyć silne kompleksy z aminokwasami. Z tego powodu, konieczne jest oddzielenie badanych substancji organicznych od pozostałych składników matrycy.

Celem mojej pracy było oczyszczenie i zatężenie próbek białek oraz czerwonego barwnika (purpuryny) przez ekstrakcję do fazy stałej (SPE), z pomocą końcówek do mikropipety Omix-C18. Następnie, próbki analizowano metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z elektrorozpyleniem sprzężonej z tandemową spektrometrią mas (HPLC-ESI/MS/MS).

Białka przed analizą HPLC-ESI/MS/MS były hydrolizowane do mieszaniny wolnych aminokwasów. Analiza aminokwasów została przeprowadzona za pomocą kolumny ZIC-HILIC. Wykorzystanie kolumny ZIC-HILIC pozwoliło na uzyskanie ponad 10-krotnie niższych wartości limitu oznaczalności (LOQ) i wykrywalności (LOD) niż te uzyskane metodą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas. Średni odzysk ekstrakcji białka wynosi 41±3%, co daje wynik porównywalny z wartościami literaturowymi. Opracowana metoda została z powodzeniem wykorzystana do analizy próbki warstwy malarskiej z obrazu Madonna del Velo (XVI-wiek) z Muzeum Pałacu Króla Jana III Sobieskiego w Wilanowie.

Analiza purpuryny z pomocą HPLC-ESI/MS/MS została przeprowadzona z wykorzystaniem kolumny Luna C18. Średni odzysk ekstrakcji dla purpuryny wynosił 45±4%. Wstępnie został także zbadany mechanizm degradacji purpuryny za pomocą rodników hydroksylowych. Otrzymane wyniki wskazują, iż jednym z jej produktów degradacji jest kwas ftalowy.