Analytische Chemie
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Gold ist eines der sieben schon im Altertum bekannten Metalle und wurde wg. seines Glanzes und seiner Seltenheit von alters her als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck benutzt. Außerdem ist es einfach bearbeitbar und weitestgehend gegen chemische Einflüsse resistent.
Die Untersuchungen von Gold mit synchrotronstrahlungsangeregter Röntgenfluoreszenzanalyse sind zerstörungsfrei und geben Auskunft über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente.
Bei den hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragestellungen wie Herkunft, Herstellungsverfahren und Zusammengehörigkeit von Goldfunden im Vordergrund. Die verschiedenen Fragestellungen werden an einer Reihe von Beispielen erläutert die vom Wikingerschatz aus Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten langen. Zusätzlich werden die modernen Messmethoden vorgestellt, die am Synchrotron heutzutage zur Verfügung stehen.
Gold mosaics, made from gold and glass, are one of the best expressions of Late Antique Byzantine and Early Islamic art. The gold alloys, whose composition seems to indicate that gold coins were re-used to fabricate the tesserae, can be used to provide information on the mosaics chronology. Monetary Byzantine gold is in fact characterized by the presence of Pt, which contents in the gold alloy change over time, but Pt must be measured in 0.2-0.4 µm thickness gold leaves that were beaten to be sandwiched between two glass layers.
To analyze this samples the D²XRF set-up at the BAMline at the BESSY synchrotron in Berlin was used. The combination of a crystal for wavelength dispersion and an energy resolving single photon counting pnCCD allows the realization of this very simple wavelength dispersive detection system. With this system an MDL of 1 μg/g for the determination of Pt in Au under optimal conditions can be reached.
Gold leaf tesserae from nine archaeological sites, covering the period that goes from the 5th c. to the 8th c., were analyzed. The presence of Pt in the majority of the samples confirmed the re-use of coins. The Pt contents separate the samples in three groups, one of which having the same chemical characteristics as the Byzantine gold could be compared to dated coins for chronology. The higher Pt contents for one of other groups suggest
Tattooing practice is adopted worldwide and represents a socio-cultural phenomenon, but the injection into the skin of coloring agents, such as metals might pose a serious health problem. Tattoo ink compounds are in general not officially controlled. Moreover, the origins as well as the chemical and toxicological specifications of these coloring agents are hardly known by the producers, the tattooists and by the consumers. In this view, the aim of this study was to characterize the metal composition of tattoo inks available in the market and to draw attention to the associated risk for human health.
A set of tattoo inks from the brand Kuro Sumi was analyzed by means of Synchrotron-based X-ray Fluorescence spectrometry (Sy-XRF) at BAMline @ BESSY II and Raman Spectroscopy using the XploRA confocal Raman microscope (785 nm laser) at the LIBPhys-UNL. Carbon black, rutile, phtalo blue, phtalo green, helizarin red, helizarin yellow and dioxazine violet were respectively identified in black, white, blue, green, red, yellow and violet inks. However, a wide range of transition and heavy metals, potentially hazardous was revealed by Sy-XRF. A semi-quantitative evaluation has revealed, in some inks, amounts of Cr, Cu, Zn and Pb higher than the allowed according to the resolution adopted by the Council of Europe on the safety of tattoos and permanent make-up.
Gold ist eines der sieben schon im Altertum bekannten Metalle und wurde wg. seines Glanzes und seiner Seltenheit von alters her als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck benutzt. Außerdem ist es einfach bearbeitbar und weitestgehend gegen chemische Einflüsse resistent.
Die Untersuchungen von Gold mit synchrotronstrahlungsangeregter Röntgenfluoreszenzanalyse sind zerstörungsfrei und geben Auskunft über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente.
Bei den hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragestellungen wie Herkunft, Herstellungsverfahren und Zusammengehörigkeit von Goldfunden im Vordergrund. Die verschiedenen Fragestellungen werden an einer Reihe von Beispielen erläutert die vom Wikingerschatz aus Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten langen. Zusätzlich werden die modernen Messmethoden vorgestellt, die am Synchrotron heutzutage zur Verfügung stehen.
Wilson´s disease (WD) is a rare genetic disorder of the copper metabolism, causing the accumulation of copper in different organs, including the liver, the central nervous system and cornea. This way, WD initiates manifold hepatic, neurological or psychiatric symptoms. To learn about the elemental distribution and present species in WD, liver samples were analyzed by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS), micro X-ray fluorescence (μXRF) and X-ray absorption near edge structure spectroscopy (XANES).
Within this work, LA-ICP-MS was applied to study the distribution of copper and iron in human liver samples, which were collected by a liver biopsy of WD and control patients within a medical investigation. The analysis by LA-ICP-MS was performed with a 213 nm Nd:YAG laser using a spatial resolution of 10 μm and a scan rate of 20 μm/s. In a next step, copper and iron were quantified by LA-ICP-MS using homemade matrix-matched standards made of gelatin. Results showed an inhomogeneous copper and iron distribution in human liver with hotspots up to several thousand micrograms per gram liver within the hepatocytes.
Additionally, results for the elemental distribution in WD were validated by means of synchrotron radiation-based μXRF with a beam size of 4 μm at the BAMline at BESSYII (Helmholtz-Zentrum Berlin). Furthermore, XANES was performed to identify the present oxidation states of copper in WD, indicating a mixture of copper(I) and copper(II) within the liver tissue.
In the contemporary medicine, rhodanine staining is routinely used to determine the copper distribution in liver tissues. Nevertheless, this method does not provide results with a high sensitivity in comparison to LA-ICP-MS. Therefore, the presented LA-ICP-MS method offers a new possible diagnostic tool. These results may also contribute to a better understanding of Wilson´s disease and its development.
Wilson´s disease, a rare genetic disorder of the copper metabolism, causes the copper accumulation in various organs, leading to manifold hepatic, neurological and psychiatric symptoms. To study the elemental distribution, human Wilson´s disease liver samples were analyzed by means of LA-ICP-MS. Results demonstrated an inhomogeneous copper and iron distribution in human liver with hotspots of very high intensities. Both elements were quantified by an external calibration using matrix-matched standards made of gelatin, showing concentrations up to several thousand micrograms per gram. Additionally, results were validated by means of synchrotron radiation based μXRF at the BAMline at BESSYII (Helmholtz-Zentrum Berlin).
Die Mitte des 16. Jahrhunderts gegründete Dresdener Goldschmiedeinnung, geriet im 19. Jahrhundert in wirtschaftliche Schwierigkeiten, was letztendlich zu ihrer Auflösung führte. Im Zuge dessen wurde 1872 auch der historische Innungspokal für 80 Taler an das Grüne Gewölbe in Dresden verkauft. Sowohl das Empfehlungsschreiben des damaligen Direktors als auch die Zustimmung zum zügigen Ankauf dürften Beleg dafür sein, dass man damals der festen Überzeugung war, ein etwa 250 Jahre altes, authentisches Silbergefäß erworben zu haben. Die aktuelle kunstwissenschaftliche Begutachtung des Innungspokals lässt begründete Fragen zum Alter und zur Originalität des Objektes, welches heute in der Sammlung des Grünen Gewölbes präsentiert wird, aufkommen. Die kunst-wissenschaftliche und kunsttechnologische Expertise reicht hier allein ftir eine gesicherte Altersbestimmung nicht aus und soll deshalb durch naturwissenschaftliche Untersuchungen zur Materialzusammensetzung unterstützt werden.