Raman-spektroskopi ser ind i Charles Darwins krukker
Britiske forskere har med succes analyseret konserveringsmidler i nogle af Charles Darwins historiske prøveglas uden at åbne beholderne.
Et team fra leverandøren af-lifescience-udstyr Agilent Technologies og det britiske Science and Technology Facilities Council Central Laser Facility brugte en rumlig offset Raman-spektroskopi (SORS)-tilgang.
"Indtil nu betød det at forstå, hvilken konserveringsvæske der er i hver krukke, at åbne dem, hvilket risikerer fordampning, kontaminering og udsættelse af prøver for miljøskader," sagde Sara Mosca fra Central Laser Facility. "En SORS-tilgang kan overvåge og pleje disse uvurderlige prøver uden at gå på kompromis med deres integritet."
SORS, der først blev udviklet på STFC's Rutherford Appleton Laboratory i 2006, er designet til at modvirke konventionelle Ramans begrænsede evne til at trænge ud over overflader og indsamle flere data om en prøves undergrundssammensætning.
Agilent erhvervede SORS og anden Raman-teknologi fra STFC i 2017 som en del af dets bestræbelser på at udvide applikationer til Raman-spektroskopi generelt.
I modsætning til en konventionel Raman-back-spredningsopsætning bruger SORS en fysisk offset mellem det område af prøven, der exciteres af laseren, og det område, hvorfra en detektor indsamler information, ifølge Agilent-produktdata.
Mens direkte Raman-detektion uden denne fysiske offset giver et spektrum rigt på toplagsinformationen, opsamler en offsetgeometri det detekterbare Raman-signal stimuleret i næsten områder, for det meste fra under prøveoverfladen. Resultatet er et spektrum afledt af underjordiske molekyler.
"Selektiv sondering opnås ved at kontrollere offset mellem detektionsområdet og excitationsområdet," bemærkede Agilent. "Jo større forskydning, jo længere væk fra overfladen er det afhørte område."
Raman-spektroskopi til konservering og samlingsforvaltning
Langtids-museumskonservering af prøver afhænger af den kemiske stabilitet af de konserveringsvæsker, som de opbevares i. Sammensætningen af disse væsker har historisk set varieret meget, så identifikation og overvågning af dem er afgørende for planlægning af prøvebevaring.
I en museums- eller arkivsammenhæng tilbyder SORS-teknikken en vej til at analysere disse materialer, mens den effektivt reducerer fluorescens og Raman-signalinterferens fra selve beholderen. Beskrevet i ACS Omega er den nye undersøgelse den førstein situkemisk karakterisering af historiske væsker ved hjælp af SORS i museumsmiljø.
Et sæt af 46 historiske eksemplarer i Londons Natural History Museum, herunder nogle indsamlet af Charles Darwin og opbevaret i forskellige kombinationer af ethanol, methanol og formaldehyd, blev undersøgt ved hjælp af Agilents Resolve-håndholdte-SORS-enhed. De registrerede spektrale data blev derefter sammenlignet med en række forskellige kalibreringsløsninger og kontrolleret mod museets kuratoriske optegnelser for hver krukke.
"Metoden identificerede nøjagtigt konserveringsvæskerne i 78,5 procent af tilfældene og viste delvis overensstemmelse i yderligere 15 procent, ofte med visuelt lignende eller kemisk komplekse opløsninger," bemærkede projektet i sit papir.
"Kun 3 prøver (6,5 procent) var fejlklassificeret eller uklassificeret. Derudover tillod tilgangen at skelne mellem forskellige typer glas- og/eller plastikbeholdere, hvilket gav potentiel indsigt i væske-beholderinteraktioner og historiske opbevaringsforhold."
Dette betyder, at SORS muligvis ikke bare retrospektivt identificerer historiske kemikalier, men også hjælper kuratorer med at overvåge kemiske ændringer, der har fundet sted over tid, og hjælper deres konserveringsindsats mere bredt.
"Dette arbejde er det næste skridt i at demonstrere museets forpligtelse til at transformere studiet af naturhistorie," sagde Wren Montgomery fra Natural History Museum. "At analysere opbevaringsforholdene for dyrebare prøver og forstå den væske, de opbevares i, kan have enorme konsekvenser for, hvordan vi passer på samlinger og bevarer dem til fremtidig forskning i de kommende år."
