ELEMENTE CARACTERISTICE SI METODE UTILIZATE IN IDENTIFICAREA PICTURILOR

ELEMENTE CARACTERISTICE SI METODE UTILIZATE IN IDENTIFICARE

Prin cercetarea mecanismului procesului de imbatranire a acestor pelicule cu formarea de acizi grasi inferiori, nu s-a putut stabili un raport intre compozitia acestor acizi grasi rezultati in procesele de imbatranire si vechimea peliculei. In schimb s-a stabilit ca raportul intre acizii palmitic si stearic ramane practic neschimbat prin uscare si este in mare masura independent de natura pigmentului utilizat. Acest raport difera insa de natura uleiului (in, nuca sau mac), putand oferi indicatii sigure pentru identificarea celor trei tipuri de uleiuri sicative din probele de pictura. Procesul sicativarii, luat in ansamblu este deosebit de complex, deoarece intervine prezenta produsilor de imbatranire si a celor rezultati datorita influentelor specifice ale mediului ambiant, care complica evidentierea clara a acestora.

Liantii pe baza de ou folositi indeosebi la pictura tempera au fost utilizati initial fie ca amestec de ou intreg, fie numai galbenusul diluat cu apa. Mai tarziu s-a folosit amestecul cu ulei sicativ si agenti de emulsionare (otet, cvas, vin etc.).

Din punct de vedere chimic albusul de ou este format din proteine iar galbenusul din grasimi, albumina, colesterina, lecitina, substante minerale si apa. Partea activa ca liant a galbenusului de ou se datoreaza lipidelor sale, continute in proportii variabile (19-27%) si formate din acizi grasi, calitativ asemanatori cu cei din uleiurile sicative, doar cu o mica diferenta datorita prezentei acizilor dicarboxili care rezulta la descompunerea acizilor grasi. Dintre aminoacizii prezenti in proteinele oualui lipseste hidroxiprolina, care il regasim in gelatina cleiului animal. Acest lucru este speculat in practica analitica fiind unul din criteriile de deosebire a celor doua proteine.

Datorita proceselor de restaurare si a unor interventii ulterioare, este foarte greu de a se utiliza in identificarea liantilor numai a metodelor chimice. In practica analitica s-a impus alaturi de metodele de identificare prin colorare specifica si metodele fizice cum ar fi cromatografia, spectrometria de absorbtie in IR, RMN-ul etc.

Exista mai multe scheme analitice de lucru. Una, deja consacrata este cea publicata de catre L. Masschelein - Kleiner, J. Heylen,si F. Tricot-Marckx (1968), N. Brommelle si P. Smith, (1976), L, Masschelein - Kleiner, (1974), L. Masschelein Kleiner, (1986), care prevede studierea separata a liantilor, adezivilor si verniurilor prin aplicarea succesiva a metodelor analitice.

Practic se poate identifica prezenta unui anumit component (proteina) in proba extrasa de pe pictura, dar aceasta informatie este adesea fara utilitate daca nu se poate preciza stratul din care provine. In acest sens, s-au efectuat studii ample privind identificarea si localizarea liantilor din diferite strate ale picturii originale sau din zone repictate, utilizind tehnicile de colorare specifice in histochimie pe sectiuni subtiri de pictura.

Primul care a introdus aceasta tehnica a fost Lourie (1914), care apoi a fost extinsa si imbunatatita de catre Coremans (1959), care a realizat si utilizat sectiuni ultrasubtiri de pictura (20-30 microni grosime). Studiul liantilor prin localizarea 'in situ" cu ajutorul tehnicilor de colorare, pe un numar mare de sectiuni de pictura, extrase in timpul restaurarii, a fost initiata si elaborata de catre Eibner, Ostwald, Coremans, Gettens, Thiessen si J.Plasters, care au aratat ca anumiti coloranti, ca de exemplu violet de metil, albastru de metilen, albastru de Nil etc., pot evidentia liantii pe baza de lipide, in timp ce alti coloranti, cum ar fi fuchsina acida coloreaza liantii proteinici.

De asemenea, exista incercari de utilizare a unor coloranti cu specificitate marita, prin implicarea metodelor de colorare a liantilor pentru pictura, pe sectiuni ultrasubtiri de 4-6 g, care permit examinarea in lumina transmisa. Aceasta metoda a fost elaborata in laboratoarele de la Luvru - Paris si ale Institutului Central de Restaurare din Roma, in colaborare cu Universitatea de Stat din Michigan si Institutul de Embriologie din Roma.

In tabelul 1 se prezinta principalele caracteristici ale liantior vechi, des utilizati in pictura, cu gruparile functionale si proprietatile specifice implicate in identificare.

In general, pentru operatiile de autentificare si in stabilirea paternitatii sunt suficiente metodele chimice calitative, din grupul metodelor coloristice, pe baza proprietatilor tinctoriale (histochimice), dar corelate cu rezultatele experimentale obtinute cu ajutorul altor metode fizice de analiza structurala. Acestea se bazeaza pe cotmportarea diferita a componentilor de baza a liantilor, verniurilor sau a altor peliculogene fata de solutiile apoase de colorant sau de amestecuri de colorant. Comportarea lor fata de coloranti este in functie de compozitia materialului si structura sa. Din aceasta cauza probele supuse testarii trebuie sa contina componentul de baza intr-o cantitate cat mai mare si cat mai putin impurificat.

Majoritatea laboratoarelor specializate pe expertizarea operelor de arta din lume apeleaza la metodele histochimice, acordandu-le o atentie deosebita.

1. PRELEVAREA PROBELOR PENTRU IDENTIFICAREA LIANTILOR

In structura obiectelor de patrimoniu, liantii organici sau anorganici se gasesc in amestec cu cantitati diferite de pigmenti, materiale de umplutura si alti adjuvanti care pot influenta reactiile de culoare utilizate in identificare. In general metodele histochimice (de tip acido-bazic, metacromasia si altele) dau rezultate deosebite pe sisteme simple, fara o incarcatura chimica deosebi.

Metacromasia are la baza diferentierea prin colorare selectiva a anumitor compusi cu masa molara mare, utilizand solutii diluate de coloranti cu activitate acido-bazica, care se fixeaza si interactioneaza chimic cu grupele electronegative ale acestor compusi. De exemplu, mucopolizaharidele acide, poliuronidele, fosfolipidele, fosfoproteidele, gumele vegetate, caseina si lecitina din galbenusul de ou, dau in mod obisnuit metacromasie.

In stratul pictural, prezenta pigmentului poate deranja observarea modificarii de culoare. De aceea, se prefera sa se preleveze probe din zone cu tente clare, cat mai deschise la culoare. Nu trebuie sa omitem, faptul ca produsii de imbatranire (de dergradare) ai liantilor difera de forma lor initiala, putand avea proprietati fizice si chimice diferite. Complexitatea proceselor de imbatranire depinde de varsta, agresivitatea mediului ambiant, natura pigmentilor, grosimea stratului pictural, rezistenta peliculelor de protectie si de durabilitatea (fiabilitatea) liantului.

Pentru extragerea probelor, suprafata picturala va fi atent analizata cu stereomicroscopul pentru depistarea zonelor restaurate, care de obicei sunt evitate in prelevarea probelor.

In prelevarea probelor se va acorda o atentie foarte mare in asa fel incat zonele sa nu contina materiale de contaminare, provenite din restaurari ulterioare. Pentru eficienta testelor de colorare se aleg, zonele cu tente clare, cat mai deschise la culoare. Zona din care va fi extrasa proba, mai intai va fi atent curatata de vernis si murdarie (devernisare). Inlaturarea vernisului permite o extragere usoara a probei. Acesta se va efectua sub stereomicroscop. Probele se, preiau cu o pensula fina, usor umectata in apa si se depun pe o lama de microscop. Se va examina si nota aspectul initial al probelor. Zonele din care s-au extras probele vor fi inregistrate si codificate pe fotografia, schita sau releveul tabloului. Aceste notatii sunt atasate probelor, indicindu-se titlul lucrarii, autorul si data prelevarii probei.

Proba depusa pe lama nu trebuie sa fie presata sau zdrobita. Este indicat sa se execute microfotografii ale fiecarei zone din care s-au extras probe, inainte si dupa extractie.

Inglobare probelor si obtinerea sectiunilor subtiri. Se folosesc rasini poliesterice sau epoxidice cu autoantaritor. Dupa ce risina s-a intarit (la temperatura camerei), dupa cca 24 de ore ansamblul poate fi sectionat. Sectionarile se fac transversal si imediat dupa intarirea rasinci cu ajutorul ultramicrotonului (Porterblum, Tesla, Leitz). Dintr-o proba cu grosimea de 1 mm se pot obtine 10-15 sectiuni transversale, care sunt utilizate ca esantioane separate (stratigrafice) pentru determinari.

Identificarea liantilor picturii pe baza reactiilor de colorare. Pentru identificarea si precizarea pozitiei liantilor in structura stratului policrom, se folosesc, dupa cum am mai spus, tehnicile histochimice. Analiza sub microscop a reactiilor histochimice specifice efectuate pe preparat, va permite evidentierea prin colorare cu ajutorul unor reactivi chimici adecvati a unei anumite grupe functionale, caracteristica liantului respectiv. In majoritatea cazurilor colorarea liantului cercetat devine decelabila numai in urma unei reactii chimice, cand se formeaza gruparea cromofora. In alte cazuri liantul declanseaza o reactie la care el nu participa in mod direct si al carui rezultat consta in activarea cromoforului dinreactivul de colorare. Formarea grupelor de cromofori in reactivi ale lor in zonele de contact cu straturile ce contin liantul respectiv. In aceste zone se va realiz a o concentrare maxima in cromofor (locala), care va permite o vizualizare a prezentei unei grupari sau functii chimice specifice din molecula liantului.

In marea majoritate, reactiile histochimice nu pot evidentia entitati chimice definite ci doar grupe de substante (proteine, lipide, polizaharide etc.) si mai ales radicali sau functii chimice (carboxili, carbonili, oxidrili etc.). In practica se cunosc reactii histochimice care evidentiaza anumite proprietati reactive specifice a unor grupe sau functii chimice (proprietati acido-bazice, redox sau metacromasia).

Lianti cu caracter bazic. In acest caz tehnicile histochimice folosesc fixarea unor anioni coloranti la un pH acid pe lianti bazici. Se pot astfel determine prin colorare cu un colorant in mediu acid, grupele bazice ionizante ale proteinelor, cand toate grupele amino trec in stare ionizata si fixeaza colorantul acid.

Lianti cu caracter acid. Metoda urmareste evidentierea grupelor acide ionizate ale unui liant cu ajutorul unui colorant bazic, in anumite conditii de concentratie, pH, durata de actiune etc.

Principalele grupe chimice care fixeaza cationii sunt radicalii sulfat ai mucopolizaharidelor acide, radicalii carboxil ai proteinelor sau ai unor glucide, radicalii oxiacid ai derivatilor de oxidare ai lipidelor.

In general, evidenta histochimica a proteinelor recurge la doua grupe de metode:

metode fizico-chimice (studiul caracterului polar, studiul solubilitatii diferentiale, metode imunohistochimice);

- metode bazate pe reactii histochirnice care cuprind la randul lor:

- reactii generale (ce demonstreaza prezenta legaturilor peptidice);

- reactii de grup (specifice unui numar de grupari reactive carboxilice, grupari aminate libere etc.);

- reactii pentru evidenta unor aminoacizi. arginina, tirozina, etc.

In legatura cu procesul de colorare a proteinelor exista mai multe idei: ipoteza coloido-chimica care recunoaste implicarea atat a fenomenelor fizice (absorbtie nespecifica a colorantului) cat si a celor chimice de colorare. In solutiile de colorant, care contin un mediu ionizat, sarcina electric a suprafetei materialului proteic (liantului) se modifica si echilibrul se restabileste printr-un schimb ionic intre colorant si constituentii liantului, ceea ce duce la formarea unei noi sfere ionice (incarcate electric) pe suprafata liantului ce determina colorarea acestuia. Colorantii bazici activeza foarte bine proteinele in mediul alcalin, intrucit acestea se comporta ca acizi. Acidul eliberat (HCI) se neutralizeaza in mediu alcalin si astfel echilibrul reactiei se deplaseaza in directia formarii complexului proteino-colorant (cromofor).

Colorantii acizi activeaza bine proteinele in mediul acid, deoarece datorita caracterului lor amfoter un mediu mai coborat ca pH decit punctul lor izoelectric, le confera o comportare bazica.

Hidroxidul format se neutralizeaza in mediul acid si echilibrul reactiei se deplaseaza spre formarea produsului complex proteincolorant.

Evidentierea histochimica a lipidelor (gliceride, fosfolipide si ceride) apeleaza la reactii cu formarea de grupari cromofore, utilizand in acest caz: coloranti lizocromi, ce reactioneaza cu lipidele ci doar le coloreaza datorita faptului ca se dizolva in ele, precum si reactii specifice pentru anumiti radicali (ca de exemplu radicalul carbonil din gruparile cetonice si aldehidice) sau reactii pentru evidentierea caracterului unui acid nesaturat

Asocierea acestor metode diferite ca si aplicarea unor tehnici de analiza prin extractie diferentiata,permite identificarea tuturor lipidelor.

Reactivii specifici pentru glucide nu permit identificarea decat rareori a compusilor chimici bine definiti, ce caracterizeaza anumiti radicali sau functii chimice (grupe glicol, carboxil, sulfat etc.) care pot apartine diferitelor glucide.

Masele amidonoase se evidentiaza datorita afinitatii lor fata de colorantii cu caracter bazic prin analize acido-bazice la diferite valori de pH sau prin reactii metacromatice.

Pentru a obtine rezultate concludente si reproductibile prin reactiile histochimice, s-a impus stabilirea unor conditii de lucru bine determinate: utilizarea de reactivi chimici puri, respectarea duratei de actiune a reactivilor, a conditiilor de pH, iar aprecierea rezultatelor se face de regula numai calitativ, cand liantul (substanta cercetata) este prezent sau absent intr-un anumit strat.

Aceste observatii se completeaza cu indicatori de ordin cantitativ, precizind faptul ca liantul respectiv lipseste ridicatil de(-), se afla in cantitate foarte redusa (), moderata(+), mare (++), foarte mare (+++).

Sensibilitatea reactiilor histochimice este mai ridicata decat a procedeelor (microanaliza chimica sau analiza urmelor). Se pot astfel detecta limite de 5x10^-5 grame proteine.

Cu toate acestea, intrucit virajul de culoare se apreciaza la microscop, sensibilitatea lor este limitata de puterea de marire a microscopului.

Rezultatele reactiilor de colorare se pot corobora cu datele testelor microchimice si cu cele obtinute la determinarile prin incalzire cu ajutorul microscopului Boetzus (cu plita de incalzire).

Sectiunile transversale ale probelor de picture se vor examina la microscop in lumina reflectata, la marimi de 25x, 100x etc. pentru a observa succesiunea straturilor de culoare, grosimea lor, textura, marimea particulelor de pigment, aspectul liantului si altele.

Un liant poate fi identificat cu certitudine daca mai multe reactii de colorare aplicate asupra lui dau rezultate pozitive.

De asenienea, o reactie negativa poate sa nu fie concludenta fie datorita faptului ca componentul respectiv este intr-o cantitate prea mica, fie ca s-a transformat datorita proceselor de imbatranire.

In tabelul 2 se prezinta comportarea liantilor la incalzire (cu microscopul Boetius), la dizolvare in apa, in solutii apoase de poliiodura de potasiu sau in solutii de acid sulfuric concentrat si acid acetic 1:1.

Identificarea chimico-analitica a liantllor proteici

a.   Reactia biuretului

Reactia biuretului permite caracterizarea legaturii peptidice(-CO-NH-), cu ajutorul unui reactiv complex format din 80 cm      solutie apoasa CUS04 5%, 2 cm glicerina pura, 400 cm solutie apoasa de Na2C03 20% si 1000 cm apa distilata. Proba se mentine in reactiv 10-15 minute, cand proteinele sunt colorate in violet sau albastru-violet. Culoarea se datoreaza formarii unui complex coordinitiv de tip chelat intern intre Cu 2+ si perechile de electroni neparticipante ale gruparii peptidice (-CO-NH-).

Sensibilitatea reactiei este mica. Testul pozitiv reprezinta o indicatie pretioasa, in schimb un test negativ nu poate fi edificator.

b.  Reactiile cu colorantii acizi

Identificarea proteinelor pe baza reactiilor de colorare se folosesc o serie de coloranti acizi, cum ar fi: sarurile de Na+ si NH4+ a acidului trifenilmetanic (fuchsina acida), naftolul si altii.

Fuchsina acida (rozeina acida) se foloseste sub forma de solutie apoasa 1%. Proba se mentine in reactiv timp de 5 minute, dupa care se spala cu o solutie de acid acetic /apa=1/99.

Fuchsina coloreaza in rosu gelatina si cleiurile (naturale) animale, iar in roz albusul si galbenusul de ou.

Naftolul sau albastru - negru B (Amido Black) face parte din clasa colorantilor azoici, acizi, cu formula C22H14N6O9S2Na2 care este des utilizat in electroforeza pentru relevarea (developarea) spoturilor proteinelor.

In practica, pentru colorarea liantilor proteici naftolul se foloseste sub forma a trei reactivi de colorare care difera prin pH.

Solutia Amido Black 1 (AB1) formata dintr-un gram de colorant dizolvat in 450 cm³ acid acetic glaciar, diluat cu 450 cm solutie apoasa de acetat de sodiu 0,1 N si 100 cm³ glicerina. Proba se imerseaza timp de 5 minute, dupa care se spala cu o solutie apoasa de acid acetic 5%. Proteinele, cum ar fi cele din galbenus de ou, chiar si din probe foarte vechi dau colorari usor de evidentiat;

Solutia Amido Black 2 (AB2) formata dintr-un gram de colorant dizolvat in 450 cm³ acid acetic, diluat cu 400 cm³ solutie apoasa de acetat de sodiu 0,1 N, 100 cm³ glicerina si 30 cm ³ solutie de fosfat disodic 0,2 N. Proba se imerseaza timp de 5 minute dupa care se spala cu o solutia apoasa de acid acetic 1%. Datorita prezentei fosfatului disodic, reactivul este foarte sensibil, evidentiind mult mai bine efectul de colorare al proteinelor normale decat reactivii anteriori, in schimb este mai putin relevant decat Amino Black 1 in cazul proteinelor din galbenus de ou imbatranit.

Solutia Amido Black 3 (AB3) formata dintr-un gram de colorant dizolvat in 900 cm³ apa distilata si 100 cm³ glicerina. Proba se imerseaza timp de 5 minute dupa care se spala cu o solutie apoasa de acid acetic 1%. Are aceleasi proprietati de colorare ca si fuchsina. Este utilizata pentru evidentierea liantior pe baza de gelatina. Cu ajutorul ei se poate diferentia albusul de ou de gelatina.

In practica s-a constatat o mai buna selectivitate a efectelor de colorare prin utilizarea solutiilor apoase de colorant diluate (1:1 sau 1:2). Dintre acesti reactivi, naftolul da eu liantii proteici din materiatele picturale reactii pozitive cu gelatina, galbenusul de ou, albumina, caseina si altii, sub forma unor coloratii albastre-negre, mai mult sau mai putin intense, in functie de cantitatea proteinelor prezente. Proteinele din gelatina dau reactie pozitiva de culoare, albastra-neagra cu Amido Black 10B si roz-rosie cu fuchsina, in schimb proteinele din galbenusul de ou sunt puse in evidenta numai de catre Amido Black 10B.

Liantii pe baza de ulei sau guma arabica dau reactie negativa.

Metoda prezinta o serie de avantaje

se efectueaza in conditii normale, fara a necesita inclziri;

reactivii au o mare stabilitate in timp;

metoda este simpla si rapida;

se pot determina liantii si din straturile ce contin pigmentii rosii.

In tabelul 3 se prezinta reactiile de colorare a liantilor proteici din materialele picturale vechi cu biuretul, fuchsina acida si cele trei solutii de Amido Black.

Tabelul 3. Identificarea liantilor proteici prin reactiile de culoare ale biuretului, fuxinci acide si a celor trei solutii de Amido Black, utilizand indicatori cantitativi de tipul: liantul respectiv lipseste (-), se afla in cantitate foarte redusa (), moderata(+), mare (++), foarte mare(+++).

3. Identificarea liantilor lipidici

Lipidele din diverse materiale pot fi puse in evidenta prin reactii cu colorantiiif lizocromi care se solubilizeaza in ele. Dintre acestea amintim solutii alcoolice sau propilen glicolice de Negru Sudan B, solutiile izopropil alcoolice de Oil Red 0 si solutiile apoase de Sulfat Albastru de Nil si de Vanilina.

a Solutlile de Negru Sudan B. Este cunoscut faptul ca solutiile alcoolice sau propilen glicolice de Negru Sudan B coloreaza lipidele lichide in albastru sau negru. Intrucat peliculele uscate de lianti lipidici nu pot avea capacitatea de a dizolva colorantii lizocromi, reactia de culoare se efectueaza prin incalzire la 70'C in tuburi din sticla sau cuart inchise (pentru a evita evaporarea solventului), cand pelicula de ulei trece in stare lichida. Reactia de culoare dureaza 5-30 min. la temperatura de 70 C, utilizand solutia alcoolica saturata de Negru Sudan B, dupa care proba se spala cu alcool la 60'C. In cazul utilizarii solutiilor de propilen glicol, colorarea dureaza 5-7 min., utiliziad o solutie de 0,7 g Negru Sudan B la 100 cm³ propilen gIicol, dupa care se spala cu o solutie propilen glicol - apa 85:15.

b Solutiile de Oil Red 0 in alcool izopropilic coloreaza lipidele lichide in rosu. In acest sens, reactivul consta din 0.5 Oil Red 0 dizolvat in 100 cm ³ alcool izopropilic. In reactia de identificare se folosesc 6 cm ³ solutie, care se dilueaza cu 4 cm apa distilata, dupa o stabilizare de cca 60 min. solutia se filtreaza. Proba de analizat se imerseaza in solutia astfel preparata timp de 10 min, dupa care se spala rapid cu solutii apoase de alcool izopropilic 60%.

c. Solutiile apoase de Sulfat Albastru de Nil.

Reactivul este format dintr-un amestec de doi coloranti unul lizocrom de culoare rosie si altul bazic de culoare albastra (albastru mai intens mascheaza rosul).

In 500 cm ³ reactiv sub forma de solutie apoasa saturata a celor doi coloranti se adauga 50 cm³ H2S04 0,5%. Se fierbe solutia astfel obtinuta timp de 2 ore, dupa care se lasa sa se raceasca, apoi se foloseste la identificare. Colorarea probei dureaza intre 15-30 min. la 70'C, dupa care se fac spalaturi repetate cu apa.

d. Solutiile apoase de Vanilina. Vanilina se utilizeaza sub forma de solutii apoase acide (H2S04) la concentratii mici de cca 1%. Acest reactiv permite identificarea lipidelor prin colorare specific de la rosu-violet, rosu-brun, pana la brun inchis.

In tabelul 4 se prezinta identificarea liantilor lipidici prin reactiile de culoare cu Negru Sudan B, Oil Red 0, Sulfat Albastru de Nil si Vanilina, utilizand indicatori cantitativi de tipul: liantul respectiv lipseste (-), se afIa in cantitate foarte redusa (), moderata(+), mare (++), foarte mare (+++), consemnandu-se in anumite cazuri si culoarea.

Tabclul Identificarea liantilor lipidici prin reactiile de culoare cu Negru Sudan B, Oil Red 0, Sulfat Albastru de Nil si Vanilina, utilizand indicatori cantitativi de tipul: liantul respectiv lipseste (-), se afla in cantitate foarte redusi (), moderate(+), mare (++), foarte mare (+++).