質譜技術在文物保護領域的應用取得新突破

更新時間：2015-01-21

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來自加州大學圣塔芭芭拉分校(UCSB)和美國蓋蒂保護研究所的研究人員合作，采用基于AFM的質譜技術來研究文物油畫，空間分辨率達到了750納米。

　　分析文物材料會面臨一系列的挑戰，如：樣品非常小和有限，樣品結構復雜，保持空間完整性十分重要，zui重要的是樣品往往非常的罕見和稀有。這些限制使得對于許多傳統有機染料的鑒定充滿挑戰，尤其是在繪畫當中使用的有機染料可能有多個有機染料層(取決于藝術家的技術)，隨后的保護和修復染料也是多層的。采用高空間分辨率手段研究這些有機化合物的種類對于弄清楚一幅畫的歷史非常重要，并且對于油畫的保護也會很有幫助，因為這些染料分子在光照或其他環境因子的影響下很容易降解。因此，我們需要一種分析技術，它能夠準確鑒定文物材料如染料當中的有機化合，并保持高空間分辨率。

　　質譜技術是一種廣泛使用的化學表征技術，每年市場容量可達30億美元。然而它的空間分辨率通常只能達到20微米左右，這使得它的應用頗受限制。由橡樹嶺國家實驗室的研究人員 Gary Van Berkel博士開發的新型AFM-MS聯用技術，采用AFM的納米熱探針對感興趣的區域進行熱脫附后送入質譜分析儀。加州大學圣塔芭芭拉分校Mattanjah de Vries教授和美國蓋蒂保護研究所的Catherine Schmidt Patterson博士zui近研發了基于這種技術的一種新技術，他們斷開了AFM和質譜儀之間的，利用基于AFM的熱脫附技術收集亞微米大小的樣品，然后利用共振雙光子電離技術加質譜技術進行分析。

　　利用這一AFM-MS技術，他們從一幅油畫的界面獲取了紅色有機染料茜草紅染料納米級的化學成分數據，空間分辨率為750nm。他們能夠從很薄的繪畫層獲取數個樣品，并保持橫截面的大部分以進行進一步的分析工作。Mattanjah de Vries教授說：“我們對這一新的AFM-MS聯用技術非常興奮，它使我們實現了利用質譜技術在亞微米空間分辨率下研究文物材料當中的化學物質。"

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