H. Stachelberger

Analytical investigations of the problem of “Kupferfra\” in illuminated manuscripts

SummaryThe paper gives an introductory survey of the complex problem of “Kupferfraß”. Possible chemical changes in the copper pigments, caused by environmental influences or reduction with other components of the paint layer or with cellulose are discussed. Attempts to characterize some pigments have been successful. Reactions of different green copper pigments with cellulose can be detected by infrared spectroscopy. In all decayed samples, Cl and S can be detected by energy-dispersive spectroscopy. The presence of basic copper chlorides seems to be proved although structural identification has not so far been possible. The above-mentioned results make the assumption that the browning of the paper carrier is caused by a Fehling-type reaction. The initial step is not yet quite clear, however.ZusammenfassungIn der vorliegenden Arbeit wird versucht, einführend einen Überblick zum komplexen Problem des „Kupferfraßes” zu geben. Möglichkeiten chemischer Reaktionen der Kupferpigmente mit anderen Komponenten der Malschicht, Zellulose oder Schadstoffen in der Atmosphäre werden diskutiert. Die Bemühungen zur Identifizierung der Pigmente waren in einigen Fällen erfolgreich. Auf Grund der IR-Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß einige Pigmente Reaktionen mit der Zellulose eingehen. In allen Proben von geschädigten Blättern konnten Cl und S nachgewiesen werden. Die Existenz basischer Kupferchloride scheint erwiesen, obwohl es bisher nicht gelang, diese exakt auf Grund von Röntgenstrukturanalysen zu identifizieren.Die bisher erzielten Ergebnisse machen die Vermutung wahrscheinlich, daß die Bräunungsreaktion im Verlauf des Degradationsprozesses auf eine Art Fehling-Reaktion zurückzuführen ist. Die Ursache für die Startreaktion ist noch nicht geklärt.

Microchemical characterization of paintings — A case study

SummaryThe fundamental importance of scientific research for the preservation and restoration of works of art is uncontestable. The methods described in this paper, such as light microscopy, microchemical tests, emission spectroscopy, chromatography, scanning electron analysis, electron microprobe analysis and infrared spectroscopy, are of special significance in this filed. Nevertheless a better understanding of the problems that arise out of new special questions of art history can be obtained only by the right interpretation of the data obtained by scientific methods.ZusammenfassungDie grundlegende Bedeutung wissenschaftlicher Forschung für die Erhaltung und Restaurierung von Kunstwerken ist unbestritten. Die hier beschriebenen Methoden (Lichtmikroskopie, mikrochemische Reaktionen, Emissionsspektroskopie, Chromatographie, Rasterelektronen-Analyse und Infrarotspektroskopie) sind hierfür von zunehmender Bedeutung. Sie ermöglichen ein besseres Verständnis neuerer kunsthistorischer Probleme nur durch die richtige Interpretation der Ergebnisse wissenschaftlicher Methoden.

Der Einfluß der γ-Bestrahlung auf die Glutaminsäuredecarboxylase-Aktivität in gelagertem Weizen

ZusammenfassungIn mit 50 und 500 krad bestrahltem Winterweizen „Rekord“ wurde die Glutaminsäuredecarboxylase-Aktivität mit jener der unbestrahlten Kontrolle verglichen und über einen Lagerungszeitraum von einem Jahr verfolgt. Als Bestimmungsverfahren kam eine manometrische Methode zur Anwendung. Die Untersuchungsergebnisse zeigen einen deutlichen Anstieg der GDC-Aktivität in den mit 50 und 500 krad bestrahlten Mustern im Vergleich zur unbestrahlten Kontrolle. Diese Aktivitätsunterschiede bleiben über die gesamte Lager-dauer erhalten. Der Aktivitätsverlauf aller drei Untersuchungsreihen weist ein Maximum im vierten Lagermonat auf.SummaryThe winter wheat “Rekord” was irradiated with 50 and 500 krad and its glutaminic acid decarboxylase activity compared with that of an non-irradiated control; this actively was followed over a storage period of one years duration. A manometric method was employed for the determination procedure. The results of the study showed a distinct rise of the GDC-activity in the samples that had been irradiated with 50 and 500 krads as compared with nonirradiated controls. These activity differences persist over the entire storage period. The activity courses of all three experimental series exhibited a maximum in the fourth month of storage.

Der Einfluß der γ-Bestrahlung auf die Aktivitäten einiger stärkeabbauender Enzyme in ruhenden und keimenden Roggenkörnern

ZusammenfassungVergleichende Untersuchungen über die Aktivitäten vonα- undβ-Amylase in unbestrahlten und mit 50 bzw. 500 kradγ-bestrahlten Roggenkörnern während verschiedener Keimstadien und im Lagerversuch wurden durchgeführt. Bei den Keimversuchen ergab sich gegenüber den unbestrahlten Kontrollen eine deutliche Abnahme der Aktivitäten vonα- undβ-Amylase. Bei den Lagerversuchen ergab ein Vergleich von unbestrahlten und bestrahlten Roggenkörnern in den gleichen Zeitintervallen hinsichtlich ihrerα-Amylaseaktivität deren Zunahme mit einem Maximalwert am 3. Lagertag und nachfolgender Abnahme. Ähnliches gilt auch für die Aktivität derβ-Amylase, nur mit der Ausnahme, daß unmittelbar nachγ-Bestrahlung mit 50 krad eine im Vergleich zur unbestrahlten Kontrolle verminderteβ-Amylaseaktivität auftritt. Für die nachfolgende Lagerzeit gilt dann aber Gleiches wie für dieα-Amylase.SummaryComparison trials were made of the activities ofα- andβ-amylase in non-irradiated and those rye seeds that have been exposed to 50 or 500 krad of radiation during various germination stages and in storage trials. It was found in the germination experiments that, in contrast to the non-irradiated controls, there was a marked decrease in theα-andβ-amylase activities. In the storage experiments, a comparison of the non-irradiated and the irradiated rye seeds at the same time intervals showed with regard to theirα-amylase activity an increase with a maximum value on the third storage day with subsequent decrease. The same holds likewise for the activity of theβ- amylase, only with the exception that immediately afterγ-irradadiation with 50 krad there appears a lessenedβ- amylase activity in comparison with non-irradiated controls. However, for the subsequent storage time, the same holds true as for theα-amylase.

Vergleichende Untersuchungen zur Angreifbarkeit von Gliadin und Glutenin ausγ-bestrahltem Weizen durch Natriumhypochlorit

ZusammenfassungDer Einfluß einer60Co-γ-Bestrahlung (50 und 500 krad) von Winterweizen „Rekord“ auf die aus dem Mehl isolierten Kleberproteine Gliadin und Glutenin im Vergleich zur unbestrahlten Kontrolle wurde untersucht. Als Untersuchungsmethode diente die manometrische Messung der bei der Reaktion der genannten Proteine mit Natriumhypochlorit-Lösung entstehenden Gasmengen. Zu Beginn der Lagerzeit wurde in allen Fällen eine erhöhte Reaktionsfähigkeit der Proteine aus den bestrahlten Mustern gegenüber der unbestrahlten Kontrolle gefunden. Ab dem sechsten Lagermonat waren die entwickelten Gasmengen bei allen untersuchten Proben innerhalb der Fehlergrenzen gleich groß.SummaryA Study was made of the effect of60Coγ-irradiation of the winterwheat “Record” on the gluten proteins gliadin and glutenin isolated from the flour. The experiment consisted of manometric measurement of the quantity of gas released by reaction of the proteins with a sodium hypochlorite solution. At the beginning of the storage period the proteins from the irradiated samples were more reactive than those from the controls, but from the sixth month of storage on, the amount of gas evolved was the same from all samples, within the experimental error.

Der Einfluß derγ-Bestrahlung auf die Aktivitäten einiger glykolytischer Enzyme in ruhenden und keimenden Roggenkörnern

ZusammenfassungDer Einfluß derγ-Bestrahlung auf die Aktivitäten von Hexokinase. Phosphofructo-Kinase, Phosphogluco-Mutase und Phosphoglucose-Isomerase in Roggenkörnern während Lagerung und Keimung wurde untersucht.Bei Hexokinase und Phosphofructo-Kinase konnte zumeist eine Verminderung der Aktivität im Vergleich zur unbestrahlten Kontrollprobe beobachtet werden. Der Aktivitätsverlauf in Abhängigkeit von Keim- und Lagerzeit zeigt bei beiden Enzymen weitgehende Parallelen.Phosphogluco-Mutase und Phosphoglucose-Isomerase erfahren unmittelbar nach Bestrahlung eine Aktivierung. Phosphogluco-Mutase zeigt im Verlauf der Keimung für verschiedena Dosen unterschiedliche Tendenzen hinsichtlich Anstieg und Abfall der Enzymaktivität unter Bezug auf die unbestrahlte Kontrolle. Am 11. Keimtag liegen die Aktivitätswerte etwa in der Höhe der unbestrahlten Vergleichsprobe. Bei Phosphoglucose-Isomerase ist während der Keimung kein ausgeprägter Einfluß durchγ-Bestrahlung erkennbar.Der Lagerversuch ergab bei Phosphogluco-Mutase, bezogen auf den unbestrahlten Kontrollansatz, für beide Dosen am 1. bzw. 3. Lagertag eine starke Aktivitätszunahme, an den nachfolgenden Tagen aber einen rapiden Abfall. Bei Phosphoglucose-Isomerase liegen die Aktivitätswerte beim Lagerversuch etwa in der Höhe jener unmittelbar nach Bestrahlung, aber über jenen des Kontrollansatzes. Eine Ausnahme bildet nur das bei 500 krad am 3. Lagertag auftretende Aktivitätsminimum, das beträchtlich unter dem Ausgangswert liegt.SummaryThe influence ofγ-irradiation on the activities of hexokinase, phosphofructokinase, phosphogluco-mutase and phosphoglucose isomerase in rye seeds during storage and sprouting was studied.In the cases of hexokinase and phosphofructo-kinase there usually could be observed a decrease of the activity in comparison with the non-irradiated control specimens. The course of the activity in relation to the sprouting- and storage-time shows far-reaching parallels in both enzymes.Phosphogluco-mutase and phosphoglucose-isomerase undergo an activation immediatly after irradiation. Phosphogluco-mutase during the course of the sprouting exhibits for different radiation doses differing tendencies with regard to the rise and fall of the enzyme activity in relation to the nonirradiated control. On the 11th day of sprouting the activity values are approximately at the height of the unradiated comparison specimen. During the storage experiment, the phosphogluco-mutase, as compared with the non-irradiated control mixture, showed in both cases on the 1st and the 3rd day of storage, respectively, a strong increase in the activity, whereas on the succeeding days there was a rapid decrease. The activity values in the storage experiment with the phosphoglueose-isomerase are approximately at the height around the values directly after radiation, but above those of the controls. The sole exception was the activity minimum on the 3rd storage day, which was notably lower than the initial value.