Optimization of protein extraction and ELISA immunodetection from protein-based paint models with mesoporous silica nanoparticles and MCM41

Protein-based biological materials such as albumin, casein and collagen are found in various cultural heritage (CH) artefacts. This study focuses on the study of protein binders from easel paintings media. Proteins have complex structures which are difficult to identify with non-invasive spectroscopic methods (FT-IR, Raman, UV). Immunoassays such as ELISA determine the protein’s source of origin which is necessary for art objects. To increase the detection and identification of proteins by immunoassays, the efficiency of micro-extraction of proteins from heritage materials is a crucial step. Extractions mediated by cycles of orbital agitation and ultrasonic radiation give the possibility to extract proteins from easel painting sample. In this work, protein-based paint models coupled with silica nanoparticles were used for micro-extraction. Nanoparticles possess high surface-to-volume ratios that can attach bioactive molecules such as proteins and increase the total protein recovered from microsamples. Protein extracts were quantified with Bradford Assay in the presence of Coomassie blue. The protein recovery results were statistically computed, and the SPSS analysis shows significant (p <0.05) increase in protein recovery, above 1.3 times for NPSiO2 and above 1.6 times for MCM-41. The statistical data shows evidence that silica nanoparticles intensify the total protein recovered from paint microsamples. Finally, ELISA was realized on the protein extracts to verify and compare the immunodetection of protein from the paint models with and without the use of silica nanoparticles

Etude chimique des matériaux résineux (oliban, dammar et mastic)

Ce travail porte principalement sur l étude de la partie triterpénique de trois résines végétales naturelles et commercialement disponibles, l oliban, la dammar et la mastic, par diverses techniques analytiques (IRTF, CLHP/UV, CLHP/UV/Fluorimétrie etCPG-SM). Une étude fluorimétrique a été réalisée sur ces trois résines via réaction de greffage d un marqueur de fluorescence(chlorure de dansyle), ce qui a permis de détecter les molécules triterpéniques par fluorimétrie, de diminuer leur seuil de détection et d obtenir une empreinte digitale fluorimétrique spécifique pour chaque résine étudiée. Ce protocole a été appliqué avec succès sur un échantillon archéologique (G14) et le matériel résineux a été identifié (résine oliban, espèce B. frereana). La partie triterpénique a été extraite par divers procédés d extraction (le reflux, le Soxhlet et les ultrasons) en utilisant trois différents solvants (le méthanol, le n-hexane et le d-limonène) dans le but de déterminer les conditions optimales pour l extraction et l identification des molécules triterpéniques par CLHP/UV. Deux colonnes de phase inverse ont été testés dans ce travail : une colonne classique RP-18 (Merck) et une colonne core-shell Kinetex (Phenomenex) pour essayer d optimiser les conditions d analyse. La colonne Kinetex a permis une diminution de temps d analyse de 73% pour l oliban et de 70% pour la dammar et la mastic, ce qui représente un résultat très encourageant. Le protocole optimisé a été appliqué avec succès sur l échantillon archéologique G12 supposé contenir de la mastic, ce qui a été confirmé par les analyses CLHP/UV et CPG-SM. Une étude quantitative de rendement et d aire relative du pic a été également réalisée. Les extraits ont été analysés par CLHP/UV etCPG-SM. Pour l analyse en CPG-SM, la préparation des échantillons a été faite à travers la formation des dérivés TMS(triméthylsilylés) dans le but de créer une base de données de dérivés TMS pour les résines dammar et mastic. L identification des composés caractérisés dans ce travail a été faite selon la littérature spécialisée, les tR et les spectres UV correspondants. Led-limonène, un solvant vert , a été utilisé pour la première fois pour l extraction de ce genre de matériaux, à notre connaissance et il permet une formation directe des dérivés TMS, en présence de solvant d extraction. Au même temps, sep téchantillons artistiques supposés contenir un vernis à base d une résine naturelle, en provenance de la Galerie Nationale de Sarajevo (Bosnie-Herzégovine) ont été analysés et seulement pour un de ces sept échantillons, il a été mis en évidence la présence d une gomme-résine naturelle. L étude scientifique des échantillons bosniens agrandira la documentation sur l Art et sur le patrimoine culturel de Bosnie-Herzégovine, qui rencontre une période difficile depuis la dernière guerre (1992-1995)This work is focused on the study of triterpene part of three natural plant resins commercially available, olibanum(frankincense), dammar and mastic, by various analytical techniques (FTIR, HPLC / UV, HPLC / UV / Fluorimetry and GC -MS). Afluorimetric study was conducted on these three resins via grafting reaction of a fluorescent marker (dansyl chloride), whichallowed to detected triterpene molecules by fluorimetry, decreasing their detection threshold and to obtain a specificfluorimetric fingerprint for each studied resin. This protocol has been successfully applied on an archaeological sample (G14)and the resinous material has been identified (the olibanum resin, the species B. frereana). A triterpenic fraction was extractedby various extraction procedure (reflux, Soxhlet and ultrasounds) using three different solvents (methanol, n-hexane, and dlimonene)in order to determine the optimal conditions for the extraction and identification of triterpenic molecules by HPLC /UV. Two reversed phase columns were tested in this work: a classical column RP-18 (Merck) and column core-shell Kinetex(Phenomenex) to try to optimize the analysis conditions. Kinetex column has allowed a reduction of analysis time to 73% foranalyses of olibanum and to 70% for analyses of dammar and mastic resin, and this is a very encouraging result. The optimizedprotocol was successfully applied on the archaeological sample G12, which was supposed to contain mastic resin and thishypothesis was confirmed by HPLC/UV and GC-MS analysis. A quantitative study of performance and the relative area of thepeaks were also performed. The extracts were analyzed by HPLC / UV and GC-MS. Concerning GC-MS analysis, samplepreparation was done through formation of TMS derivatives (trimethylsilyl) with the aim of creating a database of TMSderivatives for dammar and mastic resins. The identification of compounds characterized in this work was done according tothe literature, and corresponding tR et UV spectra. D-limonene, one of green solvents, has been used for the first time for theextraction of these materials, according to our knowledge and it allows a direct formation of TMS derivatives in the presence ofextraction solvent. At the same time, seven artistic samples supposed to contain a varnish based on a natural resin from theNational Gallery of Sarajevo (Bosnia and Herzegovina) were analyzed and for only one of these seven samples we found thepresence of a natural gum resin. The scientific study of Bosnian samples expands the scientific documentation in art andcultural heritage of Bosnia and Herzegovina, which encounters a difficult period after the last war (1992-1995)AVIGNON-Bib. numérique (840079901) / SudocSudocFranceF

Identification de résines végétales datant de l'Egypte ancienne par Chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse

Trois échantillons, respectivement référencés L24, L42 et L36 provenant de la collection Victor Loret de l'Institut d'Egyptologie (Université Lyon II, Pr J.-C. Goyon), ont été analysés. Ils ont été prélevés lors de fouilles effectuées par l'archéologue J. de Morgan sur le site de Dashour dans les années 1894 et 1895. L'analyse de ces matériaux, menée par Chromatographic en Phase Gazeuse couplée à un Spectromètre de Masse (CPG/SM), a mis en évidence l'existence de véritables formulations. Le prélèvement L24 a été identifié comme étant un mélange constitué d'une résine appartenant à la famille des Ombellifères et plus précisément au genre Ferula, d'un corps gras ainsi que d'une résine de conifère.Three samples, respectively referred L24, L42 and L36 coming from the collection Victor Loret of the Egyptologic Institute (University Lyon II, Pr J.-C. Goyon), were analyzed. They were recovered from excavations at Dashour in 1894-1895 by the archaeologist J. de Morgan. The analysis of these materials carried out by Gas Chromatography coupled to a Mass Spectrometer (GC/MS) and the results show the existence of real formulations. L24 was identified as a mixture of a resin belonging to the family of Umbellifereae and more precisely to the Ferula genus, a fatty substance and a resin of conifer

Inventaire scientifique de la pharmacie de l'ancien Hôpital Sainte Marthe d'Avignon

International audienceWhen the research comments on the conservation of natural products, here is an integrated project around an old pharmacopoeia allowing to combine heritage conservation and technological progress. It raises a problem at the interface of conservation-restoration, humanities and chemistry within the framework of the scientific inventory of natural products belonging to the collection of the pharmacy of the former Sainte-Marthe Hospital in Avignon.This pharmacy offers a set of natural substances of a great interest because the products were kept intact since the nineteenth or even the eighteenth century. The scientific studies carried out on this collection allow the evaluation of the state of conservation of the naturally aged samples while informing on the taxonomic and pharmacological knowledge of the period.The authors wish you a good reading.A l'heure où la recherche se questionne sur la conservation des produits naturels, un projet intégré autour d’une pharmacopée ancienne permet d’allier conservation du patrimoine et avancée technologique. Il soulève une problématique à l’interface de la conservation-restauration, des sciences humaines et de la chimie dans le cadre de l’inventaire scientifique d’un ensemble de produits naturels appartenant à la collection de la pharmacie de l’Hôpital Sainte Marthe à Avignon.Cette officine offre un ensemble de substances naturelles d’un intérêt inestimable puisqu’une partie des produits a été conservée intacte depuis le XIXème voire même le XVIIIème siècle. Les études scientifiques réalisées sur cette collection autorisent l’évaluation de l’état de conservation des échantillons naturellement vieillis tout en renseignant sur les connaissances taxonomiques et pharmacologiques de l’époque.Les auteurs vous souhaitent une bonne lecture…

Resinous materials: chromatographic analysis and applications in cultural heritage.

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Gas chromatography and mass spectrometry.

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Applying the techniques on materials: Liquid chromatography analysis of ancient Egyptian organic material, chapter 5

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Analytical study of plant resins employed in Art and Archaeology.

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Objets archéologiques: le défi analytique.

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