Raman-spektroskopi ser inn i Charles Darwins krukker
Britiske forskere har med suksess analysert konserveringsmidler i noen av Charles Darwins historiske prøveglass uten å åpne beholderne.
Et team fra leverandøren av-livsvitenskapsutstyr Agilent Technologies og Storbritannias Science and Technology Facilities Council Central Laser Facility brukte en romlig forskjøvet Raman-spektroskopi (SORS)-tilnærming.
"Inntil nå har det å forstå hvilken konserveringsvæske som er i hver krukke betydd å åpne dem, noe som risikerer fordampning, forurensning og å utsette prøver for miljøskader," sa Sara Mosca fra Central Laser Facility. "En SORS-tilnærming kan overvåke og ta vare på disse uvurderlige prøvene uten å kompromittere deres integritet."
SORS, først utviklet ved STFCs Rutherford Appleton Laboratory i 2006, er designet for å motvirke konvensjonelle Ramans begrensede evne til å penetrere utover overflater, og samle mer data om en prøves undergrunnssammensetning.
Agilent kjøpte SORS og annen Raman-teknologi fra STFC i 2017, som en del av arbeidet med å utvide applikasjoner for Raman-spektroskopi generelt.
I motsetning til et konvensjonelt Raman back-spredningsoppsett, bruker SORS en fysisk forskyvning mellom området i prøven som eksiteres av laseren og området som en detektor samler informasjon fra, ifølge Agilent-produktdata.
Mens direkte Raman-deteksjon uten denne fysiske forskyvningen gir et spekter som er rikt på topplagsinformasjon, samler en offsetgeometri det detekterbare Raman-signalet stimulert i nesten områder, for det meste fra under prøveoverflaten. Resultatet er et spektrum avledet fra undergrunnsmolekyler.
"Selektiv sondering oppnås ved å kontrollere forskyvningen mellom deteksjonsområdet og eksitasjonsområdet," bemerket Agilent. "Jo større forskyvningen er, jo lenger unna overflaten er det avhørte området."
Raman-spektroskopi for bevaring og samlingsforvaltning
Langsiktig-museumskonservering av prøver avhenger av den kjemiske stabiliteten til konserveringsvæskene de er lagret i. Sammensetningen av disse væskene har historisk variert mye, så identifisering og overvåking av dem er avgjørende for planlegging av prøvekonservering.
I en museums- eller arkivsammenheng tilbyr SORS-teknikken en vei til å analysere disse materialene samtidig som den effektivt reduserer fluorescens og Raman-signalinterferens fra selve beholderen. Beskrevet i ACS Omega, er den nye studien den førstepå stedetkjemisk karakterisering av historiske væsker ved bruk av SORS i museumsmiljø.
Et sett med 46 historiske eksemplarer i Londons Natural History Museum, inkludert noen samlet av Charles Darwin og lagret i ulike kombinasjoner av etanol, metanol og formaldehyd, ble undersøkt med Agilents Resolve-håndholdte-SORS-enhet. Spektraldataene som ble registrert ble deretter sammenlignet med en rekke kalibreringsløsninger, og kontrollert mot museets kuratoriske poster for hver krukke.
"Metoden identifiserte nøyaktig konserveringsvæskene i 78,5 prosent av tilfellene og viste delvis samsvar i ytterligere 15 prosent, ofte med visuelt like eller kjemisk komplekse løsninger," bemerket prosjektet i sin artikkel.
"Bare 3 prøver (6,5 prosent) ble feilklassifisert eller uklassifisert. I tillegg tillot tilnærmingen å skille mellom ulike typer glass- og/eller plastbeholdere, og ga potensiell innsikt i flytende-beholderinteraksjoner og historiske lagringsforhold."
Dette betyr at SORS kanskje ikke bare retrospektivt identifiserer historiske kjemikalier, men også hjelper kuratorer med å overvåke kjemiske endringer som har funnet sted over tid, og hjelper deres bevaringsarbeid mer bredt.
"Dette arbeidet er det neste trinnet i å demonstrere museets forpliktelse til å transformere studiet av naturhistorie," sa Wren Montgomery fra Natural History Museum. "Å analysere lagringsforholdene til dyrebare prøver, og forstå væsken de oppbevares i, kan ha enorme implikasjoner for hvordan vi tar vare på samlinger og bevarer dem for fremtidig forskning i årene som kommer."
