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新疆克亚克库都克唐代烽燧遗址出土纺织品染料的分析
2022/12/26

染料是纺织品染色的重要物质基础之一,古代天然染料具有化学组分多样、原料来源广泛、染色工艺复杂等特点,给出土纺织品的染料分析带来巨大挑战。近年来,表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)被开发用于艺术品的有机颜料和染料的分析,然而由于中国古代天然植物具有复杂的染色成分,现有的SERS方法在分析纺织品染料的时候往往会对结果产生误判;另外,SERS方法在染料组分的半定量分析上具有很大的难度,限制了对不同样本中染料的精细化对比分析。

 

基质辅助激光解吸电离傅里叶变换离子回旋共振质谱(Matrix-assisted laser desorption ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry,MALDI-FTICR-MS)技术是一种具有超高质量分辨率的质谱(质量数可精确到小数点第四位),具有准确度高、操作简便、高通量分析、较高耐盐性等优点,可以实现复杂样品中未知有机组分的快速准确鉴定。以纳米颗粒为基质的MALDI-FTICR-MS方法具有良好的重复性和稳定性,可以用于有机小分子化合物的半定量分析。因此,借助MALDI-FTICR-MS的优势,本研究依托核壳型银纳米颗粒(AgNPs@PDA)开发了一种结合SERS和MALDI-FTICR-MS的双模式检测策略(图1),可以用于纺织品中复杂染料的准确鉴定和半定量分析,为纺织品文物的价值认知、病害评估和保护修复提供了有力的支持。

 

 

图1  核壳型银纳米颗粒作为SERS增强试剂和MALDI基质用于双模式策略

 

基于该策略,故宫博物院、新疆维吾尔自治区文物考古研究所,依托中国-希腊文物保护技术“一带一路”联合实验室的分析技术与科研协作平台,对新疆克亚克库都克烽燧遗址出土的红色、黄色、蓝色和绿色的织物残片进行分析,共鉴定出四种典型的染料组分(茜素、紫茜素、小檗碱和靛蓝),并获得混合染料组分的含量比例为进一步研究其染色工艺提供依据(图2)。

 

图2  基于双模式策略对新疆克亚克库都克烽燧遗址出土纺织品染料的定性分析和半定量分析

 

鉴于高检测准确度、良好的重复性和稳定性等优点,该方法在复杂染料的定性和半定量分析上具有广阔的应用前景,为纺织品文物的价值认知、病害评估和保护修复提供了有力的支持。该成果已发表于分析化学类SCI期刊Talanta,2017, 172: 206-214(图3)。

 

图3  本研究已发表于分析化学类期刊Talanta
(原文链接:https://doi.org/10.1016/j.talanta.2022.123277