Lo studio e l’identificazione della componente organica in un dipinto sono estremamente complessi da un punto di vista analitico. L’eterogeneità dei campioni pittorici, la simultanea presenza di sostanze inorganiche e organiche sia naturali che sintetiche, i processi di degrado dovuti all’invecchiamento, e le quantità estremamente ridotte di materiale organico (pochi punti percentuali sul peso totale del campione o ancora meno) presenti in un campione pittorico di peso inferiore a 1 mg, sono i principali ostacoli da affrontare.
Allo stato attuale, l’accoppiamento della cromatografia alla spettrometria di massa è l’approccio analitico migliore per caratterizzare i materiali organici pittorici. La scelta della Gas Cromatografia (GC) o della Cromatografia Liquida (LC) è determinata dalla natura stessa delle sostanze organiche naturali, che sono miscele complesse di specie chimiche, molto simili tra di loro: la risoluzione e la determinazione dei relativi profili molecolari diventano essenziali per l’identificazione dei materiali presenti e per definirne le modalità d’invecchiamento. Inoltre, a causa dell’impossibilità di trovare in commercio standard di molti dei composti più significativi, l’identificazione dei composti non può essere basata solo sui tempi di ritenzione, ma richiede anche una conferma che si ottiene dall’interpretazione degli spettri di massa. L’accoppiamento della cromatografia alla spettrometria di massa, permettendo l’identificazione di un elevato numero di composti con tempi di ritenzione simili, diventa quindi una tecnica fondamentale nel nostro campo d’indagine.
Metodo di analisi per leganti e vernici
Per l’analisi gas cromatografica interfacciata a spettrometria di massa (GC-MS), è necessario un pretrattamento del campione che prevede una serie di step chimici. Questa procedura analitica permette la caratterizzazione simultanea di glicerolipidi, cere naturali, materiale proteico, resinoso e polisaccaridico in uno stesso micro-campione, eliminando così possibili interferenze dovute alla presenza dei pigmenti e alla difficoltà di dividere il campione in diverse aliquote da sottoporre a diversi trattamenti chimici per la successiva caratterizzazione di differenti classi di materiali organici.
Metodo di analisi per i coloranti
Il nostro metodo di analisi dei pigmenti organici si basa sull’estrazione dal campione delle principali componenti coloranti, seguita dall’analisi via Cromatografia Liquida ad Alta prestazione (HPLC), che permette la separazione, e quindi l’identificazione, di decine di molecole coloranti a partire da campioni estremamente piccoli (peso inferiore a 0.1 mg). La rivelazione dei composti così separati è basata sull’acquisizione dei loro spettri UV-Vis (Diode Array Detector) o dei loro spettri di massa (ElectroSpray Ionisation – High Resolution Tandem Mass Spectrometer).
Metodo di analisi per leganti a base lipidica
La Cromatografia Liquida HPLC in fase inversa con detector ESI-Q-ToF sarà utilizzata per determinare i profili dei gliceridi della frazione lipidica delle pitture ad olio e per caratterizzare i prodotti di reazione derivanti da processi di sintesi utilizzati per la produzione di materiali artistici. Utilizzeremo i profiling HPLC-ESI-Q-ToF per caratterizzare i materiali storici e moderni e per chiarire le loro modalità d’invecchiamento. Inoltre, effettueremo analisi in spettrometria di massa a iniezione di flusso- ESI-Q-ToF (FIA-ESI-Q-ToF) per ottenere un veloce fingerprint della frazione dei gliceridi e di possibili additivi.
Riferimenti:
A. Lluveras, I. Bonaduce, A. Andreotti, M. P. Colombini, A GC/MS analytical procedure for the characterization of glycerolipids, natural waxes, terpenoid resins, proteinaceous and polysaccharide materials in the same paint micro sample avoiding interferences from inorganic mediaAnalytical Chemistry, 81 (2010) 376-386.).
I. Degano, M. Biesaga, M.P. Colombini, M. Trojanowicz, Historical and archaeological textiles: an insight on degradation products of wool yarns, Journal of Chromatography A, 1218, 2011, pp. 5837-5847.
J. La Nasa, I. Degano, F. Modugno, M.P. Colombini, Alkyd paints in art: Characterization using integrated mass spectrometry, Analytica Chimica Acta, 797, 2013, pp. 64-80.
J. La Nasa, E. Ghelardi, I. Degano, F. Modugno, M.P. Colombini, Core shell stationary phases for a novel separation of triglycerides in plant oils by high performance liquid chromatography with electrospray-quadrupole-time of flight mass spectrometer, Journal of Chromatography A, 1308, 2013, pp. 114-124.