Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Freilegung und Restaurierung historischer Wandmalereien haben seit Mitte des 19. Jahrhunderts zur R\u00fcckgewinnung vieler bedeutender Kulturdenkmale gef\u00fchrt. Es mu\u00df als tragisch gelten, da\u00df dabei auch Mittel angewendet wurden, deren Wirkungs- und Langzeitverhalten oft nicht hinl\u00e4nglich bekannt waren. Besondere Probleme sind mit der Fixierung von Wandmalereien mit Casein verbunden, wie sie bis in die j\u00fcngste Vergangenheit \u00fcblich war. Als Folge treten \u00fcber kurz oder lang erhebliche Sch\u00e4den auf, die zum Verlust der gesamten Malerei f\u00fchren k\u00f6nnen.
\nBislang gelang es nicht, diese Casein\u00fcberz\u00fcge ohne erhebliche Beeintr\u00e4chtigung der originalen k\u00fcnstlerischen Substanz zu entfernen. Durch die geplante Entwicklung eines kontrollierbaren Einsatzes von Enzymen zur Reduzierung der Caseinate bedeutet vor allem f\u00fcr die Anwender unter Beachtung allgemeing\u00fcltiger Arbeitsplatzvorschriften eine unbedenkliche Anwendung der Materialien, da Enzyme nicht toxisch sind und insbesondere in der immobilisierten Form keinerlei sch\u00e4digende Auswirkung auf den Anwender haben.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEnzymatische Verfahren zur definierten Caseinzersetzung sollen entwickelt werden. Dabei werden zuerst die effektivsten Enzyme ausgew\u00e4hlt und dann auf Membranen immobilisiert. Durch eine kontrollierte Durchsp\u00fclung der Membranen sollen die Abbauprodukte abtransportiert und eine weitgehende Steuerung der Abbauparameter erreicht werden. Ein Caseinabbau erfolgt nur solange die Membranen mit der Caseinschicht in Kontakt stehen. \u00dcber eine zu entwickelnde integrierte, aber nichtinvasive Analyseneinheit soll die Effizienz des Abbaus \u00fcberwacht werden.
\nDie Gefahren eines mikrobiellen Befalls werden eingehend getestet. Die gesamte zu entwickelnde Technik soll in enger Zusammenarbeit mit Restaurationsbetrieben erst an Testplatten und sp\u00e4ter erst an realen Objekten erprobt werden.
\nEine leicht einsetz- und erlernbare Methode soll entwickelt werden, die die definierte enzymatische Abnahme der Caseinschichten erm\u00f6glicht und keine Belastung von Umwelt oder Personal mit sich bringt. Durch den Aufbau und die Pflege einer Datenbank und durch gezielte Unterweisung von Betrieben sollen die Ergebnisse der Arbeit verbreitet werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Als f\u00fcr die enzymatische Anwendung geeigneteste Kombination aus Protease und Immobilisierungstr\u00e4ger wurden die Alkalase 2,5 DX L (Fa. Novo Nordisk) auf epoxidfunktionalisierten Tr\u00e4germembranen (Typ 18706 CJ 56 0,45 \u00b5m, Fa. Sartorius) ermittelt, mit denen sich hervorragende Abbauresultate von Casein-l\u00f6sungen gerade im n\u00f6tigen alkalischen Medium ergaben. Die kontrollierte Oberfl\u00e4chenanwendung dieser Immobilisate wurde mit Hilfe eines entwickelten pufferdurchstr\u00f6mten Membran-Stempelkissen erreicht, dass neben reproduzierbarem, gleichm\u00e4\u00dfigem Oberfl\u00e4chenkontakt, auch eine Kontrolle von Feuchtigkeitseintrag, pH, T, tR und der Pufferzusammensetzung des Tr\u00e4gerstromes erm\u00f6glichte. Dar\u00fcber hinaus konnte durch den Puffertr\u00e4gerstrom ein Abtransport der in L\u00f6sung vorliegenden Abbaufragmente des Caseins erreicht werden, so da\u00df keine N\u00e4hrsubstrate f\u00fcr eine sp\u00e4tere Besiedelung von Mikroorganismen zur\u00fcckblieben. Die als Standardanalytik f\u00fcr den Caseinabbau etablierte 2D-Fluoreszenzspektroskopie konnte mit Hilfe von Lichtleitertechnik, Messstutzen zur Abschirmung des Tageslichtes und Versuchen an Kalkputzprobeplatten zur Oberfl\u00e4chenanalytik transferiert werden. Es zeigen sich starke Abh\u00e4ngigkeiten der Fluoreszenzintensit\u00e4ten von den Eigenschaften der Pigmentierung (Absorption, Reflexion und Lichtstreuung) und der Verbindung, mit der das aufgetragene Casein aufgeschlossen wurde ((NH4)2CO3; Ca-CO3), da anwesende Ca2+-Kationen die Micellenbildung von Caseinen initiieren. Keinen Einfluss auf die Intensit\u00e4t haben hingegen die verschiedenen Festigersubstanzen, die f\u00fcr einen Einsatz getestet wurden. Objektmessungen belegen die Nachweisbarkeit des Caseins an den Wandmalereien, zahlreiche Einfl\u00fcsse, wie Salzausbl\u00fchungen oder mikrobieller Bewuchs, erschweren jedoch die Anwendung. Biozidzus\u00e4tze (1% (v\/v) BAC) oder kurzfristiges Einweichen vermindern aber diese Probleme effektiv, so dass die Methode erfolgreich angewendet werden kann. Die als begleitende Analytik gew\u00e4hlte RP-HPLC belegt eine Freisetzung von Aminos\u00e4uren w\u00e4hrend des enzymatischen Caseinabbaus erst nach \u00fcber 24 Stunden; eine Bestimmung von Abbauprodukten zu fr\u00fcheren Abbauzeitpunkten gelingt nur mit Hilfe einer Applikation zum Nachweis von Peptidfragmenten. Ausgew\u00e4hlte Peptidfragmente konnten mit Hilfe eines Fraktionssammlers isoliert werden und durch die MALDI-MS identifiziert werden. So wurden weitere wichtige Details des Abbaumechanismus der enzymatischen Caseinzersetzung erarbeitet.
\nDie mikrobielle Besiedelung der Testobjekte Wienhausen und Wildeshausen wurde anhand von Proben analysiert, wobei vor allem gram positive Bakterien der Gattungen Micrococcus und Nocardia am Objekt Wienhausen gefunden wurden. Diese r\u00f6tlich gef\u00e4rbten Bakterien sind Eubakterien, im Gegensatz zu den am Objekt Wildeshausen gefundenen rosa St\u00e4mme, die den Archaebakterien zuzuordnen sind. Au\u00dferdem wurde an beiden Objekten eine Besiedelung mit Pilzen, wie Penicillium festgestellt. REM-Aufnahmen der Proben vom Objekt Wienhausen zeigen, dass eine starke Salzbelastung mit Ausbl\u00fchungen vorliegt. Durch die den enzymatischen Abbau flankierenden Untersuchungen konnten verschiedene Vorgaben des Prozesses erarbeitet werden, so der geeignete Biozideinsatz oder die Sterilit\u00e4tsvorschriften. Der positive Effekt der enzymatischen Abnahmemethode f\u00fcr eine vorhandene oder folgende Oberfl\u00e4chenbesiedelung durch Mikroorganismen konnte gezeigt werden.
\nAbbauuntersuchungen an den Objekten zeigen aus restauratorischer Sicht kein einheitliches Verhalten der Wandmalereioberfl\u00e4che auf die enzymatische Anwendung. Meistens ist eine deutliche Aufhellung der Messbereiche und eine effektive Ausd\u00fcnnung der Caseinschicht durch die Anwendung festzustellen. Bereiche, in denen caseingebundene Pigmente vorliegen, beginnen nach kurzer Abbauzeit zu pudern, lassen sich bei kontrolliertem Einsatz aber soweit bearbeiten, dass die Caseinspannungen der Oberfl\u00e4che herabgesetzt werden. Eine projektbezogene Datenbank wurde aufgebaut und laufend pr\u00e4zisiert. Des weiteren wurde ein Thesaurus in deutsch\/englisch erstellt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Biologie in unserer Zeit, 5\/2000, 30. Jahrgang, 09\/2000, S. 283 ff
\nHannoversche Allgemeine Zeitung, 19.07.2000, Nr. 166
\n\u00d6ffentliches Abschlusskolloquium Caseinprojekt Di., 21.11.2000, 10-16 h<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die enzymatische Abnahmemethode empfiehlt sich bei genauer Kenntnis des Oberfl\u00e4chenstatus und Schadensbildes zur Entfernung der sch\u00e4digenden \u00dcberz\u00fcge an den Objekten und ist anderen Methoden aufgrund der Effektivit\u00e4t, aber auch wegen der Steuerungs- und Kontrollm\u00f6glichkeiten des Abbauprozesses stets vorzuziehen. F\u00fcr einen Einsatz durch Restauratoren m\u00fcssen allerdings die Laborger\u00e4te in eine stark verkleinerte und vereinfachte Nutzapparatur umgewandelt werden. Die Erkenntnisse des Projektes sollten interessierten Anwendern in Seminaren, wie dem \u00f6ffentlichen Abschlusskolloquium vermittelt werden, die auch eine Einweisung in die Anwendung der Abnahmemethode beinhalten sollte.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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