L’importanza dello studio dei pigmenti nella spettroscopia Raman

L’importanza dello studio dei pigmenti nella spettroscopia Raman

a cura del Prof. Luigi Campanella

I pigmenti svolgono un ruolo significativo nella fisiologia di molti organismi dalle alghe unicellulari ai funghi, dalle piante agli animali. La pigmentazione biologica è, ad esempio, utilizzata per la comunicazione e per il camaleontismo, come anche per mantenere lo stato di salute, per produrre e fare circolare i gas respiratori.

Gli studi sui pigmenti impegnano competenze di formazione biologica e chimico analitica strumentale. Le prime finalizzate agli aspetti teorici e di base, le seconde alla sperimentazione. La spettroscopia visibile/uv e la cromatografia liquida ad alta prestazione/pressione (HPLC) sono punti fermi della ricerca biocroma, la prima più riferita all’analisi non distruttiva, la seconda all’analisi chimica in generale.

La spettroscopia Raman riunisce in sé queste due caratteristiche, ma è relativamente poco utilizzata nell’analisi dei pigmenti. La spettroscopia Raman fornisce informazioni su gruppi funzionali presenti in una molecola e può quindi essere utilizzata per identificare pigmenti biologici, tanto da potere assumere in un laboratorio tecnico, lo stesso ruolo di spettroscopia e cromatografia. La prima dimostrazione a favore di questa affermazione è rappresentata dalle ricerche con Raman spettroscopia intorno ai carotenoidi, responsabili della colorazione giallo-arancio di carote, canarini, farfalle. La loro molecola contiene 40 atomi di Carbonio. Sono divisi in due gruppi sulla base della presenza o meno dell’ossigeno nella molecola, rispettivamente xantofille e caroteni. I carotenoidi sono composti da una catena di doppi legami coniugati che può avere o non avere una struttura ad anello come terminale della catena. La spettroscopia Raman consente di caratterizzare questo gruppo, quando presente o, se assente, di individuare le unità legate dai doppi legami o ancora la lunghezza della catena. Con questo approccio è stato possibile identificare i carotenoidi contenuti in 36 specie di uccelli, anche se l’analisi è risultata complicata a causa dell’effetto matrice dovuto alla materia, le piume degli uccelli, nella quale i carotenoidi venivano individuati.

Raman energy levels

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