Una nuova procedura in gas-cromatografia-spettrometria di massa per la caratterizzazione di leganti polisaccaridici

Questa tesi tratta dello sviluppo di una procedura analitica, basata su gas-cromatografia-spettrometria di massa, capace di identificare le gomme vegetali presenti in campioni pittorici. Scopo primario è stato la determinazione affidabile dei monosaccaridi ed acidi uronici, componenti fondamentali delle gomme vegetali, a livello di concentrazione di pochi µg in campioni antichi. La procedura sviluppata si basa sull’idrolisi acida, assistita dalle microonde, del campione, sulla purificazione dell’idrolizzato tramite resina a scambio cationico, sulla mercaptalazione e derivatizzazione con agente silanizzante dell’idrolizzato proveniente dalla resina, sulla successiva separazione gas-cromatografica degli analiti e loro rivelazione e caratterizzazione tramite spettrometria di massa. Nello sviluppo della procedura si sono dovute affrontare e risolvere le seguenti fondamentali problematiche: 1. individuazione di un trattamento, preliminare all’indagine gas-cromatografica, capace di evitare, durante la reazione di derivatizzazione, la formazione di più derivati per ciascun carboidrato. Il problema è stato risolto tramite il trattamento delle componenti glicosidiche con una miscela di etantiolo e acido trifluoroacetico (ETSH / TFA 2:1 v/v, 20 min) e la trasformazione nei rispettivi derivati dietil mercaptalati; 2. individuazione di una reazione di derivatizzazione efficace sia per la componente monosaccaridica che per quella in acidi uronici. Il procedimento di derivatizzazione adottato prevede il trattamento delle componenti glicosidiche dietil-mercaptalate con bis-trimetilsilitrifluoroacetammide (BSTFA) in piridina a 60°C per 45 minuti. L’intera procedura è stata ottimizzata tramite l’analisi di soluzioni standard di monosaccaridi ed acidi uronici; ciò ha permesso di caratterizzare tramite spettrometria di massa ogni componente glicosidica e costruire una libreria di spettri di massa delle componenti glicosidiche silanizzate dietil-mercaptalate. La caratteristica saliente della procedura analitica sviluppata consiste nella capacità di determinare tutte le componenti, monosaccaridiche ed uroniche, in un unico stadio analitico con limiti di rivelabilità compresi tra 0,1 ng/µl e 0,3ng/µl. La procedura è stata impiegata per la caratterizzazione di gomme “fresche”: arabica, adragante, karaya, ghatti, guar, locust bean e gomme da albero da frutta (provenienti dagli alberi di ciliegio, pesco e susino). L’applicabilità della procedura a campioni antichi è stata verificata tramite analisi di stesure pittoriche di riferimento invecchiate naturalmente (30 anni), fornite dall’Opificio delle Pietre Dure di Firenze. Le analisi hanno dimostrato che non esistono differenze apprezzabili nei profili glicosidici delle gomme naturalmente invecchiate rispetto a quelli delle gomme “fresche”. L’analisi multivariata della struttura dei dati ottenuti (pattern recognition), mediante analisi dei cluster e analisi delle componenti principali, ha permesso di: · distinguere tra di loro le gomme adragante, arabica, da albero da frutta, ghatti, guar, karaya e locust bean; · evidenziare che le gomme di ciliegio, pesco e susino sono indistinguibili; · evidenziare che le gomme fresche e le gomme naturalmente invecchiate sono indifferenziabili. Al fine di caratterizzare i materiali impiegati nella realizzazione e per fornire informazioni sulla tecnica pittorica, l’intera procedura è stata applicata ai campioni pittorici provenienti dai dipinti murali ritrovati nelle tombe macedoni di Aghios Athanassios, Lefkadia e Derveni, risalenti al IV-III secolo avanti Cristo. Tutti i campioni sono stati sottoposti ad una indagine preliminare al microscopio ottico e al microscopio FT-IR, utilizzando la cella di diamante. Questa indagine ha permesso di ipotizzare la presenza di materiale polisaccaridico e di evidenziare, per molti di essi, la presenza di Paraloid B72, copolimero metilacrilato/etilmetacrilato (70/30), applicato durante una prima fase di restauro. La successiva analisi gas-cromatografica ha permesso di caratterizzare in tutti i campioni la presenza di gomme vegetali impiegate per disperdere il pigmento e di evidenziare un elevato contenuto di glucosio, probabilmente dovuto alle tecniche utilizzate nella preparazione dell’intonaco. In particolare è stato ipotizzato che: · la tecnica pittorica utilizzata nelle tombe di Lefkadia e di Derveni era molto simile e basata su miscele di gomma adragante e di gomma da albero da frutta; · la tecnica pittorica utilizzata nella tomba di Aghios Athanassios era in un caso basata sull’impiego di gomma da albero da frutta e nell’altro caso di una miscela di gomme con una forte prevalenza di gomma adragante