Electron Spin Resonance Investigations of Tanning Development

Paper presented at the 1982 International Congress of Photographic Science, organized by The Royal Photographic Society on 6-10 September 1982 in Cambridge, England.

Abstract

Tanning development in silver halide films involves crosslinking amino side groups of gelatin with oxidized developer. Because tanning is rapid only when the oxidized developer is generated during development, an intermediate such as semiquinone may be responsible. Support for this possibility was found using electron spin resonance by comparing the effects of lysine, arginine and gelatin on semiquinone concentration. Semiquinone is rapidly quenched by lysine’s c-amino group but is only slightly affected by arginine’s guanidino group. Comparison of the quenching rates of unmodified gelatin and phthalylated gelatin emphasize lysine’s importance in tanning.

Résumé

Le développement tannant des surfaces sensibles aux halogénures d’argent implique la réticulation des groupes aminés latéraux de la gélatine par le développateur oxydé. Un intermédiaire du type semiquinone doit intervenir puisque le tannage n’est rapide que lorsque le développateur oxydé est formé pendant le développement. Cette interprétation est étayée par la comparaison des effets de la lysine, de l’argnine et de la gélatine sur la concentration de la semiquinone déterminée par résonance paramagnétique électronique. La semiquinone est rapidement neutralisée par les groupes £ amino de la lysine, mais n’est que peu affectée par les groupes guanido de l’arginine. La comparaison des cinétiques d’extinction du signal par une gélatine non modifiée et par une gélatine phtalilée fait nettement ressortir le rôle primordial de la lysine dans la tannage.

Zusammenfassung

Die gerbende Entwicklung in Silberhalogenidfilmen beruht auf der Vernetzung seitenständiger Amino-Gruppen der Gelatine durch oxidierten Entwickler. Da die Gerbung nur dann schnell verläuft, wenn die oxidierte Form des Entwicklers während der Entwicklung gebildet wird, könnte ein intermediäres Reaktionsprodukt wie Semichinon für die Gerbung verantwortlich sein. Diese Hypothese wurde mit Hilfe von ElektronenSpinResonanz-Messungen untersucht, indem der Einfluss von Lysin, Arginin und Gelatine auf die Abnahme der Semichinon-Konzentration zeitlich verfolgt werden konnte. Das Semichinon-Signal nimmt rasch ab in Gegenwart von Lysin (e-Amino-Gruppe) wird hingegen wenig beeinflusst durch das Arginin (Guanidino-Gruppe). Ein weiterer Vergleich des Einflusses von unmodifizierter Gelatine und Phthaloyl- Gelatine lässt die Bedeutung des Lysins für die Gerbung deutlich erkennen.

Riassunto

Lo sviluppo tannante dei film ad alogenuro d’argento comporta il crosslinking dei gruppi amminici terminali della gelatina con lo svilluppo ossidato. Poiché il tannaggio è rapido soltanto quando lo sviluppatore ossidato viene generato nel corso dello svilippo, un intermedio quale il semichinone potrebbe esserne il responsabile. Prove a favore di questa possibilità sono state trovate usando la risonanza spin-elettronica per paragonare gli effetti di lisina, arginina e gelatina con la concentrazione del semichinone. Il semichinone viene rapidamente eliminato daü’amino gruppo della lisina mentre il gruppo guanidinio dell’arginina é quasi privo di effetto. Il confronto fra la velocità di scomparsa con gelatina non modificata e con gelatina ftalata, conferma l’importanza della lisina nel tannaggio.

Notes

Paper presented at the 1982 International Congress of Photographic Science, organized by The Royal Photographic Society on 6-10 September 1982 in Cambridge, England.