丝绢是东亚地区古代绘画、书籍、衣物等文物中*常用的材料,其作为*高光敏感等级的藏品极易在博物馆光源辐射下产生光损伤。造成丝绢光损伤的参数有三种：光源的光谱功率分布(SPD)、曝光量Q(照射强度和照射时间的乘积)和丝绢对光子能量的响应特性。卤素灯、钠灯、荧光灯和LED等光源即因光谱能量差异对丝绢有不同的照明损伤度,因此，揭示SPD、Q、材料特性耦合作用下的光损伤规律，是对丝绢文物进行有效照明保护的基础。光照老化实验是进行文物照明损伤研究的国际通行方法,其中损伤评价参数的选取和分析是关键。色差是一种用于评价文物色彩损伤的有效方法，但色差却不能评价文物的机械损伤，而机械损伤恰恰是丝绢文物*主要的光化学损伤形式。文物的色彩损伤和机械损伤在本质上都是因为内部的分子结构发生了改变，因此从微观上评价丝绢的光致损伤才是解决问题的根本途径。
丝心蛋白中发生肽键的断裂和结构域的转化是丝绢文物光致损伤的微观机理，其中肽键的断裂可以通过高度感光的酪氨酸来评估,结构域的转化可以通过结晶度来评估。在测取珍贵丝绢文物的微观变化时，无损的光谱分析法明显优于氨基酸水解等破坏性分析方法。相较于拉曼光谱信号易受到丝绢荧光效应的干扰,傅里叶变换红外(FTIR)光谱法则更适合测取丝绢文物的微观变化。因此，从光老化丝绢样品的FTIR光谱中找到表征酪氨酸和结晶度的特征信号，并验证两者是否适合表征丝绢文物的照明损伤是解决问题的关键。实现丝绢文物有效照明保护的关键是得到可见光对于丝心蛋白的影响规律，但是酪氨酸和结晶度是否能够有效表征丝绢文物对于可见光波长λ和曝光量Q的响应特性目前仍有待明确。
实验选用19世纪末经脱胶处理的平纹未染色桑蚕丝绢材料制作实验样品。经过前处理后，从丝绢上切下11组1cm×1cm的正方形材料作为标准实验样品。其中10组样品用于窄带光辐照实验，1组样品用于照明损伤度模型的验证实验。
实验分为10个照射组同时进行，每个辐照周期定为240h(Q=2400W·h·m-2),共设置六个辐照周期(记为t1—t6),其中无曝光的初始状态记为t0。使用由金刚石制成的衰减全反射(ATR)晶体在反射模式下对样品各辐照周期的标记点进行测量，所使用的FTIR光谱仪型号为BRUKER Invenio R,光谱分辨率为4cm-1,波数测试范围为4000～400cm-1,样品扫描频率为32次。
以高感光性酪氨酸为主的丝心蛋白侧链氨基酸在可见光照射下会从主链上被切断。研究表明：1160cm-1处信号可以反映丝聚合物上酪氨酸残基中酚基的振动吸收，1621cm-1处相对稳定的酰胺Ⅰ带信号可以作为内标峰，两处信号的峰强比能够表示酪氨酸的相对含量。
结晶区是维持丝纤维形态的*重要结构，起着刚性和定向增强的作用，而非结晶区起着柔软、柔韧的基体作用。两个区域的降解均可通过结晶度来反映，CFTIR上升说明无规卷曲构象的降解速率快于β-折叠构象，降解主要发生在非结晶区，意味着丝绢压力传导和缓冲能力的减弱；CFTIR下降说明β-折叠构象的降解速率快于无规卷曲构象，降解主要发生在结晶区，意味着丝绢承载能力的减弱。
酪氨酸指数
首先，读取样品的红外光谱数据；然后，对数据进行自动基线校正；接着，分别读取1160和1621cm-1处信号的吸收峰强度；*后计算各辐照组样品t0—t6周期的TFTIR。
各辐照组丝绢从t0至t6的TFTIR
各辐照组样品的TFTIR测试误差均在合理区间，且随测试周期的增加呈现出振荡的趋势。上述结果表明，可见光的照射不会使丝绢的TFTIR单调下降，这与光照通过加剧肽链断裂致使TFTIR下降，从而加重丝绢照明损伤程度的基本事实不符。
除595nm辐照组外(Sig<0.05),其余辐照组中Q对TFTIR均无**影响(Sig>0.05)。在可见光的照射下，丝绢的TFTIR与Q没有**相关关系，说明TFTIR不适合表征Q对丝心蛋白的影响。
结晶度指数
首先，读取样品的红外光谱数据；然后，在*小常数基线模式下自动减去基线；接着，从中分离出1230和1263cm-1两处特征峰并进行峰拟合；*后，计算各辐照组样品t0—t6周期的CFTIR。
各辐照组丝绢从t0至t6的CFTIR
各辐照组样品的CFTIR测试误差均在合理区间，且随测试周期的增加呈现先上升后下降的趋势。上述结果表明，丝心蛋白的非结晶区在可见光的照射下会首先发生降解，且其中无规卷曲构象的降解速率快于β-折叠构象；从而导致丝绢缓冲能力的下降和CFTIR的上升。在可见光的进一步作用下，丝心蛋白非结晶区的降解速率逐渐趋缓，结晶区伴随着β-折叠构象的破坏逐步开始降解，从而导致丝绢承载能力和CFTIR的下降。
同时不同波段的可见光对于丝绢CFTIR的影响有一定的差异性：例如，447nm辐照组样品的CFTIR在降解的前中期稳定不变，说明近紫外光会以相似的速率同时降解丝心蛋白的结晶区和非结晶区；随后样品的CFTIR快速下降，说明此时非结晶区的无规卷曲构象基本降解完成，而结晶区的β-折叠构象仍在快速降解；接着样品的CFTIR在稳定了一个周期后继续下降，说明结晶区的β-折叠构象在突破瓶颈期后继续降解直至稳定。而733nm辐照组样品的CFTIR在整个老化过程中以近似线性的趋势缓慢下降直至稳定，说明近红外光会以较慢的速率降解丝心蛋白的结晶区和非结晶区，且结晶区的β-折叠构象的降解速率要快于非结晶区的无规卷曲构象。上述结果表明，丝绢文物的照明损伤规律较为复杂，其损伤程度不仅与光子能量有关，还与材料对各能量光子的吸收特性有关；而本质上是与丝绢的光照响应度有关。由上述分析可知，CFTIR具有表征在不同波段可见光的作用下丝绢材料的Q响应特性的潜力。
经过十种窄带光源的长周期辐照实验，丝绢样品的红外光谱发生了明显的变化。光照不会持续破坏肽链上高感光性的酪氨酸从而导致TFTIR单调下降，这与光照会持续加重丝绢损伤程度的基本事实不符；同时TFTIR和Q的相关性分析结果也表明两者间无**相关关系，说明TFTIR不适合表征丝绢的光照响应度。丝绢CFTIR随Q的增加呈现出先上升后下降的趋势，说明光照会首先破坏主要位于非结晶区的无规卷曲构象，进而破坏主要位于结晶区的β-折叠构象，这与无规卷曲构象相较β-折叠构象更易光降解的基本事实相符；同时CFTIR和Q的相关性分析结果也表明两者间具有**相关关系，说明CFTIR能够表征丝绢材料对于Q的响应特性。
基于FTIR光谱提出了一种非破坏性的丝绢文物照明损伤评价指标CFTIR,并通过对窄带光源辐照实验结果的数据分析证实了该指标的有效性。也为馆藏丝绢文物的照明损伤评价、光源损伤判定和照明标准制定提供有效的帮助。
