Quantitative analysis by ¹³C solid-state NMR of eumelanins

¹ Laboratoire de RMN et de Modélisation Moléculaire, UMR 50 CNRS Bruker, Université L-Pasteur, Institut de Chimie, BP 296-R8, 67008 Strasbourg Cedex, France ;
² L’Oréal, Laboratoires de Recherche Fondamentale, 1, av E-Schueller, 93600 Aulnay-sous-Bois, France.

Abstract

The technique of cross-polarization (CP/MAS) offers many possibilities in the study of insoluble molecules such as the eumelanins. A dipolar dephasing of 43-μs permitted a determination of the resonances due to quaternary carbons. Moreover, after an extremely short polarization transfer time (35-μs), it is possible to selectively differentiate the protonated carbons. The spectra obtained by these two methods associated with those resulting from a cross-polarization experiment for a duration of 2-ms permitted a quantitative measurement of the ratio of protonated to non- protonated carbons in natural and synthetic melanins. The quantitative aspect of CP/MAS was verified by a comparison of MAS and CP/MAS spectra.

Résumé

La technique de polarisation croisée (CP/MAS) offre des possibilités pour l’étude de molécules insolubles telles que les eumélanines. Un déphasage dipolaire de 43 μs a permis de distinguer les raies dues aux carbones quaternaires. D’autre part, après un temps extrêmement court (35 μs) de transfert d’aimantation, les carbones protonés ont été sélectionnés. Les spectres obtenus par ces deux méthodes associées à celui résultant d’une polarisation croisée pendant un temps long (2 ms) ont permis de mesurer quantitativement le taux de carbones protonés et non-protonés dans des mélanines synthétiques et naturelles. L’aspect quantitatif du CP/MAS a été vérifié par comparaison des spectres MAS et CP/MAS.