ספקטרוסקופיה של ראמאן מסתכלת בתוך הצנצנות של צ'ארלס דרווין
חוקרים בבריטניה ניתחו בהצלחה חומרים משמרים בתוך כמה מצנצנות הדגימות ההיסטוריות של צ'ארלס דרווין מבלי לפתוח את המיכלים.
צוות מיצרנית ציוד-למדעי החיים, Agilent Technologies, ומרכז הלייזר המרכזי של המועצה למדע וטכנולוגיה בבריטניה השתמשו בגישת ספקטרוסקופיה של ראמאן (SORS).
"עד עכשיו להבין מהו נוזל השימור בכל צנצנת פירושה לפתוח אותם, מה שמסכן אידוי, זיהום וחשיפת דגימות לנזקים סביבתיים", אמרה שרה מוסקה ממתקן הלייזר המרכזי. "גישת SORS יכולה לנטר ולטפל בדגימות יקרות ערך אלה מבלי לפגוע בשלמותן."
SORS, שפותח לראשונה במעבדת Rutherford Appleton של STFC בשנת 2006, נועד להתמודד עם יכולתו המוגבלת של ראמאן לחדור מעבר למשטחים, ולאסוף נתונים נוספים על הרכב התת-קרקע של המדגם.
Agilent רכשה את SORS וטכנולוגיית ראמאן אחרת מ-STFC ב-2017, כחלק מהמאמצים שלה להרחיב את היישומים עבור ספקטרוסקופיה של ראמאן באופן כללי.
בניגוד להגדרת פיזור- של Raman קונבנציונלית, SORS משתמשת בהיסט פיזי בין האזור של הדגימה הנרגשת על ידי הלייזר לבין האזור שממנו גלאי אוסף מידע, על פי נתוני המוצר של Agilent.
בעוד שזיהוי רמאן ישיר ללא היסט הפיזי הזה מניב ספקטרום עשיר במידע של השכבה העליונה, גיאומטריית היסט אוספת את אות ה-Raman הניתן לזיהוי המגורה כמעט באזורים, בעיקר מתחת לפני הדגימה. התוצאה היא ספקטרום המופק ממולקולות תת-קרקעיות.
"גישור סלקטיבי מושג על ידי שליטה על ההיסט בין אזור הגילוי לאזור העירור", ציין Agilent. "ככל שהקיזוז גדול יותר, כך האזור הנחקר רחוק יותר מהשטח".
ספקטרוסקופיה של ראמאן לשימור וניהול אוסף
שימור-לטווח ארוך במוזיאון של דגימות תלוי ביציבות הכימית של נוזלי השימור שבהם הם מאוחסנים. ההרכבים של אותם נוזלים השתנו באופן היסטורי מאוד, כך שזיהוי וניטור שלהם חיוני לתכנון שימור דגימות.
בהקשר של מוזיאון או ארכיון, טכניקת SORS מציעה מסלול לניתוח חומרים אלה תוך הפחתת הקרינה והפרעות אות ראמאן ביעילות מהמיכל עצמו. המחקר החדש, המתואר ב-ACS Omega, הוא הראשוןבאתרואפיון כימי של נוזלים היסטוריים באמצעות SORS בסביבה מוזיאלית.
סט של 46 דגימות היסטוריות במוזיאון הטבע של לונדון, כולל חלקן שנאספו על ידי צ'ארלס דרווין ואוחסנו בשילובים שונים של אתנול, מתנול ופורמלדהיד, נבדקו באמצעות מכשיר SORS ביד-של Agilent. הנתונים הספקטרליים שנרשמו הושוו לאחר מכן עם מגוון פתרונות כיול, ונבדקו מול רישומי האוצרות של המוזיאון עבור כל צנצנת.
"השיטה זיהתה במדויק את נוזלי השימור ב-78.5% מהמקרים והראתה הסכמה חלקית ב-15% נוספים, לעתים קרובות עם פתרונות דומים מבחינה ויזואלית או מורכבים מבחינה כימית", ציין הפרויקט במאמרו.
"רק 3 דגימות (6.5 אחוזים) סווגו בצורה שגויה או לא סווגו. בנוסף, הגישה אפשרה להבחין בין סוגים שונים של מיכלי זכוכית ו/או פלסטיק, ומספקת תובנות פוטנציאליות לגבי אינטראקציות-של מיכלים ותנאי אחסון היסטוריים."
המשמעות היא ש-SORS עשויה לא רק לזהות כימיקלים היסטוריים בדיעבד, אלא גם לעזור לאוצרים לעקוב אחר שינויים כימיים שהתרחשו לאורך זמן, ולסייע למאמצי השימור שלהם בצורה רחבה יותר.
"עבודה זו היא השלב הבא בהדגמת המחויבות של המוזיאון לשנות את חקר ההיסטוריה של הטבע", אמר רן מונטגומרי ממוזיאון הטבע. "לניתוח תנאי האחסון של דגימות יקרות, והבנת הנוזל שבו הן נשמרות, יכולות להיות השלכות עצומות על האופן שבו אנו מטפלים באוספים ומשמרים אותם למחקר עתידי לשנים הבאות".
