Identifizierung historischer mediterraner Farbstoffe und Pigmente mittels Double-Shot-Pyrolyse-Kapillargaschromatographie/MS (FID)

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer neuen pyrolyse-gaschromatographischen massenspektrometrischen Methode zur Untersuchung von mediterranen organischen Naturfarbstoffen auf gefärbten Materialien wie Schafwolle, Baumwolle, Seide, Papier und Pergament ohne aufwändige Probenvorbereitung. Dieses neu entwickelte Verfahren wurde für folgende Farbstoffe optimiert: Krapp, Cochenille, Saflor, Safran, Kurkuma, Färberwau, Gelbbeere, Indigo, Waid, Purpur, Alkanna, Rotholz und Blauholz. Die Rohstoffe stammten von der Historischen Wiesner-Rohstoffsammlung der TU Wien, der Firma Kremer Pigmente sowie der Aristoteles-Universität Thessaloniki. Das gefärbte Material wurde mit Hilfe der Gaschromatographie/ Massenspektrographie unter Verwendung der Double-Shot-Pyrolyse (Thermische Desorption und Pyrolyse) untersucht. Auf Basis der Methodenoptimierung für die oben genannten Pigmente gelang es, diese in weiterer Folge auch direkt auf der gefärbten Schafwolle sowie auf mit Purpur gefärbter Schafwolle, Baumwolle, Seide, Papier und Pergament nachzuweisen, ohne sie vorher mit einem organischen Lösungsmittel vom Trägermaterial extrahieren zu müssen. Dazu war es notwendig, das Massenspektrometer im Selected-Ion-Monitoring-Modus zu betreiben.

Aim of this work was the development of a new pyrolysis gas chromatographic mass spectrometric method to examine Mediterranean organic natural dyes on materials like sheep´s wool, cotton, silk, paper and parchment, which could be performed without difficult sample preparation. This experimental assembly allowed the differentiation of a selection of dyes (madder, cochineal, safflower, saffron, turmeric, weld, Persian berries, indigo, woad, purple, alkanna, brazilwood und campeche wood) of different origin (historic Wiesner collection of the Vienna University of Technology, company Kremer Pigmente and Aristotle University in Thessaloniki). The analytical part was done with gas chromatography/mass spectrometry combined with a pyrolyser, which allowed double shot pyrolysis, so the solid sample could be exposed to both, thermal desorption and pyrolysis. There were analysed with this technique sheep´s wool samples dyed with the above mentioned organic natural dyes as well as purple on sheep´s wool, cotton, silk, paper and parchment. By the use of selected ion monitoring mode of the mass spectrometer the organic carrier materials were made invisible and thus the low amounts of dyes could be detected without prior removal from their supports.