• coloranti organici
• lacca
• nanoparticelli
• porpora
• SERS

L’analisi dei coloranti organici presenti in oggetti storici e archeologici rappresenta una sfida importante nel campo dei Beni Culturali. La loro caratterizzazione favorisce la comprensione dell’origine del materiale e le sue proprietà, informazioni utili per ottimizzare un successivo restauro e una conservazione a lungo termine dell'opera d’arte. Tra questi coloranti storici le lacche e le porpore hanno suscitato grande interesse per gli scienziati e gli storici nel campo beni culturali. A tutt’oggi, tante tecniche sono state sviluppate per analizzare questi coloranti, tra queste la cromatografia liquida (HPLC) è la tecnica più affidabile e versatile attualmente disponibile per l'analisi dei coloranti organici in campioni storici grazie alla sua alta efficienza e sensibilità. Negli ultimi anni sta prendendo piede la spettroscopia Raman/SERS essendo una tecnica molto potente per la rivelazione di strutture molecolari già applicata ampiamente nel campo dei beni culturali con il vantaggio di essere non distruttiva.
In questo lavoro di tesi, le tecniche Raman/SERS e TLC/SERS vengono ottimizzate per analizzare le lacche rosse e le porpore. Nel dettaglio la tesi è così strutturata:
Nel primo capitolo verranno introdotti alcuni coloranti, in particolare lacche antrachinoniche e coloranti indigoidi, studiati nel corso della tesi. Inoltre, saranno elencate le principali tecniche analitiche generalmente utilizzate per il loro studio in letteratura, con particolare riguardo alla spettroscopia SERS (Surface Enhanced Raman Scattering), usata per studiare i campioni in questa tesi.
Nel secondo capitolo sono descritti i materiali utilizzati per il lavoro di tesi, insieme con le procedure di prepazione dei campioni e delle nanoparticelle. Inoltre, sono riportate anche le principali caratteristiche della strumentazione usata per le misure.
Il terzo capitolo riguarda la discussione del metodo analitico e i dati ottenuti. In particolare per l’analisi delle lacche rosse è stata effettuata prima un’idrolisi acida dei cromofori pincipali, l’alizarina e purpurina, dai complessi metallici; 6 tipi di lacche madder standard sono state esaminate con lo scopo di ottimizzare una procedura analitica. È stata verificata una soluzione d’estrazione soft, costituita da 0.5 M di acido ossalico/ metanolo/ acetone/ acqua (1: 30: 40: 40 v/v%) per estrarre in modo efficace i coloranti antrachinonici per l’analisi SERS. Sono state preparate nanoparticelle d’argento secondo il metodo di Lee-Meisel utili per migliorare i segnali Raman e diminuire il background fluorescente presente nella magiore parte dei coloranti organici naturali. Dato che spesso questi coloranti sono costituti da una miscela di componenti, la tecnica SERS è stata affiancata da una tecnica semplice di separazione, la TLC. L’alizarina e la purpurina sono state separate con successo su una lastrina TLC (F254s, in fase inversa) utilizzando una miscela eluente costituita da metanolo/ acido formico (85:15 v/v%). Purtroppo trattandosi di lastrine fluorescenti non è stato possibile analizzare direttamente gli spot presenti sulla lastrina TLC con la SERS, ma il materiale è stato raschiato dalle lastrine e ridisciolto in metanolo e analizzato con la SERS ottenendo spettri con buon rapporto S/N. Per confrontare i risultati ottenuti è stata applicata la tecnica HPLC-DAD sulle lacche standard. Infine, otto campioni storici, costituiti da 2 frammenti di affresco e 6 fili tinti sono stati analizzati con il metodo analitico ottimizzato.
Insieme con le lacche sono stati studiati dei campioni di porpora preparati a partire da molluschi. Per estrarre il colorante sono stati utilizzati come solventi DMF e DMSO e i risultati confrontati.