يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

أخذ العينات والمعالجة المسبقة لميناء الأسنان كربونات الكربون مستقرة وتحليل نظائر الأكسجين

14.4K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/58002

⸱

أغسطس 15, 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Max Planck Institute for the Science of Human History, 2School of Archaeology, University of Oxford

في هذه المقالة

ملخص

قد استخدمت تحليل النظائر مستقرة الكربون والأكسجين من كربونات مينا الأسنان البشرية والحيوانية كوكيل للنظام الغذائي الفردي والإعمار البيئي. هنا، نحن نقدم وصفاً مفصلاً والوثائق البصرية الأكبر ومتسلسلة الأسنان أخذ العينات المينا فضلا عن المعالجة الأولية للعينات الأثرية والحفريات.

الملخص

تحليل النظائر مستقرة الكربون والأكسجين من كربونات مينا الأسنان البشرية والحيوانية قد طبقت في باليوديتاري، باليوكولوجيكال، والبحوث باليونفيرونمينتال من الفترات التاريخية الأخيرة يعود إلى أكثر من 10 مليون سنة. توفر النهج جل عينة تمثيلية لفترة تمعدن المينا، بينما عينات متسلسلة داخل الأسنان يمكن تعقب التغييرات الغذائية والبيئية خلال هذه الفترة. في حين تم تطبيق هذه المنهجيات والموصوفة في علم الآثار وعلم البيئة وعلم الحفريات القديمة على نطاق واسع، وكانت هناك أي مبادئ توجيهية واضحة للمساعدة في اختيار معدات مختبر اللازمة وفي دقة وصف العينات المخبرية المفصلة و البروتوكولات. في هذه المقالة، نحن توثيق نصوصها مع وبصريا، العملية برمتها من أخذ العينات من خلال الفحص دياجينيتيك والمعالجة المسبقة لإتاحة المنهجية على نطاق أوسع للباحثين النظر في تطبيقها في مجموعة متنوعة من الإعدادات المختبر.

المقدمة

وقد استخدمت مستقرة تحاليل النظائر الكربون والأكسجين من كربونات مينا الأسنان لدراسة الماضي المدخول الغذائي البشري، والفطام، والتنقل، فضلا عن الاعتماد ترسبها على الغطاء النباتي، وحركة الحيوانات، وتربية الماشية فوديرينج. نوقشت هذه التطبيقات شاملة واستعراض لمجموعة متنوعة من الظروف البيئية التي تشير إلى آثار الجفاف المحلية ودرجة الحرارة، ومصادر المياه، والغطاء النباتي التراكيب1،2، 34،،،من56. تنوع التطبيقات المحتملة في علم الآثار والحفريات، وكذلك الحفاظ على حسن من كربونات مينا الأسنان، جعلت مادة جذابة للنظائر المستقرة العمل3. طرق أخذ العينات، والمعالجة والفرز تصلد يرد بإيجاز في عدد من المنشورات السابقة1،7. ومع ذلك، تظل المظاهرات اللفظي والبصري شامل متاحة إلى حد كبير، لا سيما للأشخاص خارج مختبرات العلوم الأثرية وبين المجموعات المختبر مع محدودية التمويل حيث يتزايد الاهتمام باستخدام هذه التقنية 5.

ميناء الأسنان أساسا تتكون من بذر بلوري هيدروكسيباتيت (بيواباتيتي)8 أكبر من تلك الموجودة في العظام، ويجعلها أكثر مقاومة لاستبدال الأيونية دياجينيتيك الجثة والتلوث3. وقد أثبتت الدراسات الحديثة أن الكربون استقرارا النظائر (δ13ج) القياسات للأسنان ترسبها المينا سجل موثوق الحيوان النظام الغذائي والسلوك9،10. يتم تحديد القيمة النظائر (δ18س) الأكسجين مستقر لميناء الأسنان بالتركيب النظائري الأوكسجين من المياه المستهلكة، التي تشمل المياه في النباتات والأغذية الحيوانية، ومياه الشرب، التنفس، فضلا عن مختلف التأثيرات البيئية على المياه التي يمكن أن تؤدي إلى مزيد من تجزئة النظائر المشعة (مثلاً.، الجفاف، درجة الحرارة، الارتفاع، وكمية الأمطار، الموقع القاري)11. هذا جعلت من طريقة شعبية لإعادة إعمار الغذائية والبيئية في مجال البحوث الأثرية وباليوكولوجيكال والمستحاثات.

فترة تكوين المينا الأسنان قصيرة نسبيا (بالسنوات) وتختلف تبعاً للأسنان يتم أخذ عينات. بالنسبة للبشر، المينا المولى الأولى مينيراليزيس بين الولادة وعمره 3 سنوات premolars طاغية بين 1، 5 و 7 سنوات من العمر والاضراس الثانية طاغية بين 2.5 و 8 سنوات من العمر، وطاغية الأضراس الثالثة خلال فترة المراهقة، بين 7 و 16 عاماً12 . ونظرا لأن أشكال المينا الأسنان تدريجيا على مدى فترة تشكيل، يمكن أخذ عينات بكميات كبيرة على طول محور النمو الكامل أو عينات تسلسلياً من أجل التحقيق في التغييرات في النظام الغذائي، والبيئة التي حدثت أثناء فترة تشكيل13 . أمرت زمنياً التغيير الغذائية داخل الأسنان معين ملاحظتها للبشر وسائر الحيوانات1،14، توفير المعلومات فيما يتعلق بالتباين الموسمي والغذائية السنوية.

في حين عادة ما تكون مقاومة تصلد المينا، التعديلات النظائر المشعة الناتجة عن البيئة الدفن ممكنة وقد لوحظت15،16، مما يجعل التحقق التجريبي وخيارات المعالجة مفيدة. في حين أنها ليست الأسلوب الوحيد المتاح، فورييه تحويل الأشعة تحت الحمراء الطيفي (FTIR)، لا سيما في "تخفيف الوضع الإرسال"، برز سريعة وغير مكلفة، والأسلوب موجوداً نسبيا لتقييم التغيير تافونوميك في ميناء الأسنان، لا سيما في السياقات المستحاثات17،18،،من1920. ومع ذلك، تسجيل معايير وبروتوكولات مفصلة تظل نسبيا غير قابلة للوصول إلى كثير من الناس خارج مجالات العلوم الكيمياء الجيولوجية أو المواد.

رد فعل مرات والمواد الكيميائية يستخدمها الباحثون في المعالجة المسبقة لميناء الأسنان أيضا تختلف اختلافاً كبيرا في الأدب، غالباً مع محدودية النظر فيما قد يفعله هذا التغير للكربون مستقرة والأكسجين النظائر قيم العينة21 ،22. هنا، نحن تقرير نهج أن يضعف استخدامات حمض الخليك (0.1 M) للمعالجة المسبقة لعينات مسحوق المينا. ومع ذلك، نظراً لأن الاختلافات في القياسات النظائر المشعة الناتجة عن المعالجة المسبقة بسيطة نسبيا لميناء الأسنان، فمن الأفضل للباحثين باتباع بروتوكولات لمجموعات البيانات التي يرغبون في مقارنة البيانات الخاصة بهم إلى11. وعلاوة على ذلك، حيث تؤخذ عينات متسلسلة صغيرة، لا سيما على عينات هولوسيني، المعالجة المسبقة لا يمكن اختيار (بعد إجراء اختبارات دياجينيتيك) لتجنب الهدر عينة.

على الرغم من أن الأساليب التي يمكننا تقرير هنا لا حال من الأحوال الجديدة، على حد علمنا، هذه هي المرة الأولى التي المينا وثائق المكتوبة والمرئية شامل السائبة وأخذ العينات متسلسلة وخيارات المعالجة وأساليب الاختيار دياجينيتيك (في شكل فتير) للأسنان بذلت متاحة على نطاق واسع لجمهور أكاديمية متنوعة. بينما نأمل أن جهودنا سوف تجعل هذا النهج أكثر سهولة الوصول إلى عدد أكبر من الأفراد، والمختبرات، الباحثين الذين يريدون تطبيق ونشر هذا الأسلوب يجب أن يدرك الحد الأدنى الإبلاغ عن المعايير والاعتبارات دياجينيتيك، و شرح متطلبات العرض في أي مكان آخر20، فضلا عن التعقيدات المحتملة التفسيرية التي سوف تكون فريدة من نوعها إلى منطقة الدراسة، الأصناف التي تم تحليلها، والوقت الفترة5.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

البروتوكول التالي المبادئ التوجيهية الضوء النظائر وسائل قياس الطيف الكتلي المختبر في معهد ماكس بلانك "علوم التاريخ البشري". وينبغي التماس الأذونات المناسبة الأخلاق من اللجان الوطنية والدولية للتحليلات التي تنطوي على العينات ترسبها الحديثة أو التاريخية المهددة بالانقراض، واستخدام المواد الأثرية وترسبها تهم أصحاب المصلحة المعاصرة . وفي هذه الورقة، كانت العينات المستخدمة العينات الأثرية والاحفوريه. واستخدمت لا البشر الذين يعيشون في هذه الدراسة وقد اكتسبت أذونات كاملة الأخلاقية والمؤسسية والحكومية لأي تحليل المدمرة.

1-أخذ العينات المجمعة

ملاحظة: للبشر والحيوانات، الأسلوب الأساسي لمعظم الأسنان المينا أخذ العينات هو تطبيق تدريبات على حافة الشدقى للأسنان.

  1. تنظيف السطح الخارجي للأسنان (~0.1 ملم) باستخدام ألومنيوم النار مكبر أو عن طريق لطيف التآكل باستخدام الإعداد الحفر. استخدام حفر باليد مع حفر نظيفة ذات الرؤوس الماس بت (انظر أدناه)، حتى الشكل، تعلق عبر تشاك لإقامة الحفر. ضمان أن يتم إجراء كشط لطيف وحتى كأخدود موازية لمحور النمو الكامل (الشكل 1 و الشكل 2).
  2. محاولة، حيثما أمكن، لتطبيق الأسلوب على نفس الجزء الأسنان لكل البشرية أو الحيوانية عينات.
    ملاحظة: في البحوث باليوديتاري البشرية، والاضراس الثالثة هي عموما يفضل كالممثل الراحل الأحداث/بالغ حمية بينما يتم تجنب الأضراس الأولى بسبب الفطام آثار23. سوف تختلف الأسنان المفضل لكل الأصناف، وفترة الحياة تمثل، مع العينات المتوفرة والمسألة قيد الدراسة.
  3. حفر في غرفة جيدة التهوية بينما يرتدي قناعاً لتجنب استنشاق مسحوق مينا الأسنان. ارتداء نظارات واقية لحماية العينين. كن على علم أن كمية مسحوق عينة حفر ستختلف المعدات المستخدمة للتحليل، وبروتوكول المعالجة المسبقة، وحجم الأسنان. حفر على سرعة منخفضة للحيلولة دون تدفئة العينة.
    ملاحظة: تقريبا، 4-8 ملغ مسحوق العينة هدف مناسب لتحليلات متعددة باستخدام نظام إعداد وإدخال غاز عبر إنترنت لنسبة النظائر الطيف الكتلي واختبار دياجينيتيك. أن تدرك أن سرعة الحفر الذي تم اختياره سيعتمد على مدى هشاشة العينة، وسوف تتطلب قدرا من التجربة والخطأ. بشكل عام، على حفر باليد، أشرطة اثنين من أصل خمسة من قوة كافية. حفر مسحوق الأسنان على قطعة من رقائق الألومنيوم نظيفة أو وزن الورق.
  4. جمع مسحوق المينا الناتجة وتحويلها إلى أنبوب مايكرو--أجهزة الطرد مركزي 1.5 مل وقد كانت تريد على توازن دقيق على نحو مناسب قبل الحفر. قم بتسمية كل أنبوبة مع تسمية العينة (الشكل 3). تسجيل وزن العينة الأرقام والمينا في دفتر الملاحظات مختبرية، فضلا عن قاعدة بيانات إلكترونية.
  5. قبل الحفر كل الأسنان الجديدة وتنظيف لقم الثقب المستخدمة أولاً باستخدام 0.5 M HCl على نسيج قوية. ثم تغسل مثقاب مع مذيب عضوي (مثل الأسيتون أو الميثانول والإيثانول) استخدام أنسجة قوية.
  6. بعد الحفر الجلوس وتنظيف مساحة العمل باستخدام دقة مخصصة مكنسة كهربائية، أو فرشاة مكنسة وفرشاة. مسح الفضاء أخذ العينات مع الميثانول. فراغ أو طفيفة الرذاذ الحفر مع الهواء المضغوط لإزالة الغبار وعينه مسحوق بين العينات.

2-متسلسلة أخذ العينات

ملاحظة: أخذ العينات متسلسلة يمكن تناولها في مجموعة متنوعة من الأشكال وسوف يعتمد على الأصناف يتم أخذ عينات، حجم الأسنان، فضلا عن الدقة الزمنية المطلوبة.

  1. تنظيف سطح الأسنان يتم أخذ عينات عن طريق إزالة رقيقة جداً (~0.1 ملم) طبقة ميناء الأسنان الخارجي.
  2. حفر العينات على طول السطح الشدقى عمودي على محور نمو الأسنان، يمتد من مفرق الجذر المينا إلى الجزء العلوي من التاج. حفر الأشرطة الأفقية عمودي على محور النمو، مع كل عينة أسفر أخدود 1-2 مم على نطاق واسع عبر طبقة المينا (الشكل 1 و الشكل 4). الحرص على تجنب الحفر عن طريق المينا إلى عاج كما أنها سوف تلوث العينة وقياس الناتج عن ذلك.
    ملاحظة: عدد العينات المأخوذة سوف تختلف حسب القرار المطلوب ولكن جيم 10 يمثل هدفا مناسباً لدراسة التغيرات الموسمية في δ13ج وقيم18س δ هيبسودونت حجم الماشية المستأنسة.
  3. اختر مثقاب المناسبة لكل عينة، كما يتم تحديد عرض الخط أخذ العينات بقطر مثقاب.
  4. استخدام هيكل جهاز الحفر لأكثر حساسية الأسنان التي تحتاج إلى عدد أكبر من العينات الإضافية (الشكل 2) (على سبيل المثال-، حقوق الأسنان)، فضلا عن حفر أكثر استقرارا. قم بإعداد موقف الزي الذي يحتفظ الحفر بشكل أمن، مع مثقاب مشيراً إلى أسفل.
    ملاحظة: في حين يمكن بسهولة الحصول على أربع عينات من المولى بشرية دائمة استخدام نهج اليد24، يتطلب أخذ العينات أكثر دقة من تلاعب أو CO2 ليزر تذرية النهج التي لن تكون مناقشتها هنا14. نهج مشترك آخر استخدام ميكروسامبلينج شبه الآلي25.
  5. عقد الأسنان أو إرفاقه المشبك. اضغط على ميناء الأسنان ضد مثقاب والضغط. عينات يتم حفر تدريجيا على طول السطح الشدقى من القمة (سطح أطباقي) إلى قاعدة للتاج في موقع ملتقى المينا-الجذر (عرج). تكرار نفس العينة الحفر استراتيجية الحفر عدة مرات كل خط على التوالي التوازي إلى السطر السابق عينة. تستخدم قليلاً حفر الماس أسطواني صغير للأسنان الحساسة، مثل الأضراس الأغنام، التي يبلغ قطرها 1 ملم (الشكل 1).
  6. قياس المسافة بين كل سطر أخذ العينات من عرج استخدام الفرجار، وتسجيل هذه المسافة للمقارنة.
  7. اتبع الخطوات 1، 3-1-6 أعلاه.
    ملاحظة: إذا كان يجري تحليل الأسنان الصغيرة والدقيقة، ولا يتم تطبيق أساليب الاختيار المعالجة المسبقة ودياجينيتيك، عينات صغيرة ملغ 1-4 سوف تنتج نتائج يمكن الاعتماد عليها في إنشاء إعداد وإدخال غاز على الخط تحليل كربونات. تم التعديل الآلي-الطرفية نظم يمكن تسهيل استخدام أوزان العينة أقل، ولكن تقتصر حتما من نسبة الكربونات في ال26،درس المينا (4 إلى 5% بالوزن)27. الباحثون أن يتشاور مع المختبر حيث تسير عينات يمكن قياسها لتحديد كمية العينة المطلوبة.

3. الأسلوب فورييه تحويل الأشعة تحت الحمراء يوهن/قياس الطيف الكتلي "مجموع الانعكاس"

  1. لتحديد أسلوب "الانعكاس الكلي يخفف"، إنشاء خلفية غرفة عينة، أما تحت الفراغ أو في الأحوال الجوية العادية.
  2. ضع حوالي 1 ملغ ميناء الأسنان على الكريستال الماس في قاعة العينة باستخدام ملعقة. انخفاض وتأمين الوظيفة عينة إلى أن هناك علاقة ثابتة بين الوظيفة والعينة، ولوحة الماس. إغلاق قاعة عينة، مع أو دون فراغ يجري إنشاء، اعتماداً على إعداد أو توافر.
  3. قياس الأطياف فتير العينة 64 مرات عن وافينومبير التي تتراوح بين 400 و 000 4 سم-1. العدد المطلوب من replicates تختلف حسب على أهداف هذه الدراسة، على الرغم من أن تحليل replicates الثلاثة، من الناحية المثالية مع مختبرين مختلفة يجري اتخاذها وثم عاد إلى أنبوب ميكروسينتريفوجي السكن العينة، ستضمن نتائج قوية.
  4. تنظيف الملعقة مع الميثانول بين كل قاسمة وبين كل عينة.
  5. إجراء تصحيح خط أساس باستخدام البرمجيات المتاحة. ينقص البرنامج تلقائياً الخلفية الدائرة عينة من التشكيل الجانبي فتير الناتجة. للتأكد من إمكانية تكرار نتائج أفضل، وينبغي مراعاة إلا المينا الأطياف مع امتصاص الحد أدنى من 0.06 للفرقة الفوسفات أعلى في ~سم 1035-1 .
  6. رصد وجود الكالسيت كربونات التلوث الثانوي المشترك في جميع العينات بالتحقق لذروتها في 711 سم-1.
  7. بعد التحليل، بعناية العودة العينات إلى أنابيب ميكروسينتريفوجي استخدام جهاز الشفط أو ملعقة وتأخذ إلى المرحلة التالية من المعالجة المسبقة أو التحليل.
  8. تصدير البيانات الخام بالطول الموجي، وكثافة كملف.csv (أو ما شابه) وتستخدم لحساب الأرقام القياسية للفائدة (تشمل الأرقام القياسية استخداماً مؤشر الفوسفات A-موقع، فهرس الفوسفات ب-الموقع، فوسفات كريستالينيتي الفهرس، المياه-أميد على "الرقم القياسي للفوسفات"، و مؤشر شركة3/PO4 17،،من1819) (الجدول 1).
  9. مقارنة فتير نتائج من العينات الأحفورية أو الأثرية إلى تزايد مجموعات البيانات لميناء الأسنان ترسبها الحديثة الآن متوفرة في19،الأدب20 لتحديد طبيعة ومدى تغيير في دياجينيتيك المينا عينات.

4-بسيطة حمض الخليك (0.1 M) المعالجة المسبقة

  1. وزن مسحوق المينا لكل عينة في أنبوب ميكروسينتريفوجي استخدام توازن حسب الاقتضاء. قم بتسمية الأنبوب تبعاً لذلك. يجب أن يكون مسحوق المينا الأرض بنفس الدرجة، مع جزيئات ذات حجم مماثل.
    ملاحظة: كثير من الباحثين استخدام عامل مؤكسدة، مثل التبييض مخفف (ناكلو) أو 30% بيروكسيد الهيدروجين (حاء2يا2) لإزالة المواد العضوية من عينة، وهذا ينبغي أن يضاف في هذه المرحلة. ومع ذلك، قد تغير هذه الكواشف الكربون مستقرة وقيم نظائر الأكسجين عينة، بل أطياف عينات العظام الكولاجين في نظام إعداد وإدخال غاز على الإنترنت تبين أن حامض الفوسفوريك 100% المستخدمة في كربونات القياس لا تتفاعل مع العينات العضوية (الشكل 5)، مما يوحي بأن هذه الخطوة غير ضرورية.
  2. إضافة 0.1 مل حمض الخليك 0.1 M (لكل 1 ملغ مينا) لكل عينة باستخدام ماصة. تجنب لمس العينات مع الماصة. إذا كانت العينة وماصة تتلامس، استخدام ماصة جديدة للعينة التالي لتجنب التلوث المتبادل.
  3. تحرض، أما عن طريق الهز أو المحرض إلكترونية (الشكل 3)، وثم تترك العينات للجلوس لأدنى 10 مسحوق المينا لا ينبغي أن يترك في حمض الخليك لفترة ممتدة من الزمن (> ح 4).
  4. وضع العينات في ميكروسينتريفوجي لمدة 2 دقيقة في 13,700 س ز.
    ملاحظة: هي بديل منخفض التكلفة هو استخدام أجهزة الطرد المركزي المصغر لدقيقة 4 في 3,500 س ز، الذي يحمل عينات عدد أقل ولكن هو أقل استهلاكاً للوقت عند التعامل مع مجموعات عينة كبيرة.
  5. عند توقف برنامج ميكروسينتريفوجي، استبدال حمض الخليك مع 2 مل الماء عالي النقاوة العينات باستخدام ماصة نظيفة، ثم ميكروسينتريفوجي لمدة 2 دقيقة في س 13,700 ز.
  6. تغيير الماء عالي النقاوة أكثر مرتين، كما في السابق، واختبار للحياد. إزالة السوائل المتبقية باستخدام ماصة (دون الإخلال بالمادة طافية).
    ملاحظة: مجموع ثلاثة يغسل بالماء عالي النقاوة هو الإجراء القياسي للوصول إلى الحياد. وينبغي غسل العينة حتى يتم التوصل إلى الحياد.
  7. قص أوراق بارافيلم (1 سم × 1 سم) وتضع على كل أنبوبة ميكروسينتريفوجي. جعل ثقب صغير في مركز استخدام كائن حادة حتى أن يجف العينة على النحو المناسب.
  8. ضع الأنابيب في تجميد جفافاً لإزالة أي السوائل المتبقية.
    ملاحظة: إذا لم يكن تجميد جفافاً الفرن لطيف، تتوفر التجفيف (40 درجة مئوية) هو أيضا إمكانية ولا ينبغي أن يكون أي آثار سلبية على الكربون مستقرة وبيانات النظائر الأوكسجين.
  9. الجاف لمرة واحدة، وإزالة بارافيلم وإغلاق الأغطية ميكروسينتريفوجي. تأكد من أن العلامات أنبوب الصحيح وإعادة الكتابة إذا لزم الأمر.
    ملاحظة: هذه هي المرحلة النهائية قبل التخزين ليزن بها، في مختبرات ذات الموارد المالية المحدودة قد تكون المرحلة النهائية قبل توزيع العينات للتحليل في أماكن أخرى.

5-موازنة وقياس العينات والمعايير

  1. باستخدام ملعقة، تزن بها حوالي 2 ملغ مسحوق المينا على قرص تين على توازن حساس إلى 0.001 ملغ (الشكل 6). ثم نقل بعناية العينة في قنينة زجاج البورسليكات مقاوم لحامض الفوسفوريك. هذا المبلغ من المينا مطلوب تسفر عن نتائج يمكن الاعتماد عليها بسبب نسبة صغيرة نسبيا من الكربونات في ميناء الأسنان.
  2. تنظيف الملعقة بين العينات باستخدام الميثانول واستخدام قرص جديدة ونظيفة أو وزن السفينة لكل عينة.
  3. تزن من 0.2 مغ معيار دولي مثل NBS18 الوكالة أو الوكالة 603، CO8 الوكالة أو كربونات الكالسيوم ميرك3. يمكن استخدام مقياس داخلية مصنوعة من المينا المتجانس من الأسنان الكبيرة ك جيدا20. لتشغيل كامل عينات 76 والمعايير واستخدام عينات 61 ومعايير 15، التي يجب أن تكون موزعة بالتساوي على كامل التشغيل. وأفادت الدراسات عدة أرقام ملائمة للمعايير والتفاصيل في البحوث الأثرية20،28.
    ملاحظة: المعالجة المتكررة وتحليل المينا في مستوى البيت، عبر عدد من يدير من العينات الأثرية، ومن المحتمل أيضا أن توفير تدبير ملائم من الدقة للعينات التي تجري دراستها20.
  4. تشديد الأغطية مصممة خصيصا، موجوداً بإبرة حتى امتص الحاجز ضيق ولكن ليس إلى القنينة. لا تشديد على الغطاء بالضغط على الحاجز سيحصل قوية جداً ويمكن أن يؤدي في نهاية المطاف في إبرة مكسورة أثناء التحليل. وضع في قنينة في أمر مدرجة ضمن كتلة تدفئة في 70 درجة مئوية. يجب أن تسجل في ترتيب وأوزان العينات موثوق بها للدخول إلى برامج الكمبيوتر.
  5. قياس العينات باتباع ثلاث خطوات: 1) تدفق تعبئة العينات بالهيليوم النقي، 2) إضافة حمض الفوسفوريك، 3) قياس العينة.
    1. مسح العينات بالهيليوم النقي (الصف 5.0) مع تدفق 100 مل/دقيقة لمدة 5 دقائق لطرد الهواء المحيط.
    2. إضافة 4-5 قطرات حمض الفوسفوريك (99 ٪، كثافة 1.85 غ/مل) للعينة المحتوية على الكربونات. يبدأ رد الفعل بين عينة وح3ص4 . أثناء عملية التفاعل، يتم تحرير CO2 الذي يحمل قيمة النظائر أيون الكربونات CO32- العينة.
    3. انتظر ح 1 كل عينة حتى يتم التوصل إلى الموازنة من CO2 . بعد ح 1، ينبغي قياس العينات للحصول على نتائج يمكن الاعتماد عليها. خلال اكتساب وهي مزيج من الغاز عينة وأنه يمر بالجهاز. إزالة مرحلة تجفيف المياه من خليط الغاز عينة.
    4. قياس العينة بالبدء بثلاث قمم CO2 مرجع الغاز مع تركيبة النظائر المشعة معروفة. ينبغي أن تكون كثافة الذروة أم 4000 لتتناسب مع كثافة قمم عينة (ما بين 4000 إلى 8000 أم). ينبغي أن يكون الغاز مرجع ثلاث قمم 20 ثانية طويلة و 30 ثانية عن بعضها البعض. اتبع مع تحديد قياس الفاصل الزمني للعينة. قياس العينة 5 10 مرات دا كل و 55 ثانية عن بعضها البعض. التأكد من أن ذروة الارتفاع يتناقص مع مرور الوقت يشير إلى النقل السليم للمخلوط عينة/الهليوم (الشكل 5).
      ملاحظة: أثناء القياس، يحسب البرنامج تكوين النظائر للعينة بمقارنة قيمة النظائر المشعة المعروفة، وذروة الارتفاع، ومجال ذروة الغاز مرجع مع ذروة الذروة ومجال قمم العينات. الخام 13ج/12ج و 18س/16س تكوين العينة ويحسب.
  6. تطبيع العينات بعد القياس.
    ملاحظة: هذا أمر مهم للغاز مرجع لا تخضع لنفس المسار الكيميائية والفيزيائية كالغاز عينة عندما أدخلت مطياف كتلة. ولذلك، من الضروري أن العينات بالإضافة إلى ذلك هي محسوبة للمعايير الدولية (الخطوة 5.3) التي تخضع لنفس المعاملة الفيزيائية والكيميائية داخل تشغيل العينة نفسها20. تمكين هذه المعايير الدولية كربونات نقطتين معايرة العينات على مقياس القياس دلتا الدولية وتقييم الدقة والتكرار في جميع أنحاء تشغيل معينة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

استخدام إجراءات أخذ العينات المعروضة أعلاه، تم إعداد عينات بيواباتيتي المينا تزايدي. تحليل بيواباتيتي في المينا يعتمد على دقة أخذ العينات، وما إذا كانت الجملة أو تزايدي. وفي هذه الحالة، اخترنا أن يقدم نتائج العينات الأثرية (الأغنام اثنين) من مناطق مناخية مختلفة. حلل من الأغنام الأضراس الثانية العينات الإضافية والمسمى بدءاً من عرج (الشكل 4). تم ترقيم أماكن العينات الإضافية، وتم قياس كل موقع كبعدها في ملم من عرج (الشكل 7).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

تحديات نجاح أخذ العينات (السائبة وتزايدي) من التسنين وتعتمد على الحصول على المعرفة فيما يتعلق بتقنيات الحفر وعينه إعداد، جنبا إلى جنب مع الاستثمار في المعدات غير مكلفة نسبيا. هذه التحديات يمكن التغلب عليها بسهولة عندما تتوفر إرشادات بشأن النهج أخذ العينات والمعالجة واضحة. في هذه المقالة، ونأمل أن نشر هذه بطريقة واضحة وموجزة للباحثين جديدة إلى هذه الأساليب. يجب ممارسة العلماء تطبيق هذه الأساليب للمرة الأولى على الحيوانات الحديثة موجوداً قبل التحليل وأخذ العينات من قيمة العينات الأثرية والحفريات.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الكتاب يعلن لا تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

ونود أن نشكر "جمعية ماكس بلانك" لتمويل هذه البحوث، فضلا عن الإعداد الأخيرة حتى مختبر "النظائر المستقرة" في قسم علم الآثار، معهد ماكس بلانك "علوم التاريخ البشري".

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
Dremel MicroDremelhttps://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/8050-micro
مثقاب ذو رأس ماسيDremelhttps://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/accessories/7122-diamond-wheel-point
أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 ملSigma Aldrichhttps://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t2422?lang=de®ion=DE&gclid=EAIaIQ
obChMI7pHRpauW2QIV77ftCh1p1
wjhEAAYASAAEgKzkvD_BwE
للميثانول:   CH3< / sub>OH
لحمضالخليك:  CH3< / sub>CO2< / sub>H
إعداد جهاز الحفر Dremel (محطة العمل)Dremelhttps://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/220-01-workstation
أجهزة الطرد المركزيالدقيقة Thermo Scientifichttp://www.thermofisher.com/order/catalog/product/75002401
Mini-CentrifugeSprouthttp://www.heathrowscientific.com/sprout-mini-centrifuge-4
مجفف التجميدتقنية Zirbushttp://www.zirbus.com
الصيغة الخطيةالصيغة الخطية

المراجع

  1. Balasse, M. Reconstructing dietary and environmental history from enamel isotopic analysis: time resolution of intra-tooth sequential sampling. International Journal of Osteoarchaeology. 12 (3), 155-165 (2002).
  2. Balasse, M. Potential biases in sampling design and interpretation of intra-tooth isotope analysis. International Journal of Osteoarchaeology. 13 (1-2), 3-10 (2003).
  3. Lee-Thorp, J. A. On isotopes and old bones. Archaeometry. 50 (6), 925-950 (2008).
  4. Clementz, M. T. New insight from old bones: stable isotope analysis of fossil mammals. Journal of Mammalogy. 93 (2), 368-380 (2012).
  5. Loftus, E., Roberts, P., Lee-Thorp, J. A. An isotopic generation: four decades of stable isotope analysis in African archaeology. Azania: Archaeological Research in Africa. 51 (1), 88-114 (2016).
  6. Ventresca Miller, A. R., Makarewicz, C. Isotopic approaches to pastoralism in prehistory: Diet, mobility, and isotopic reference sets. Isotopic Investigations of Pastoralism in Prehistory. , 1-14 (2018).
  7. Hollund, H. I., Ariese, F., Fernandes, R., Jans, M. M. E., Kars, H. Testing an alternative high-throughput tool for investigating bone diagenesis: FTIR in attenuated total reflection (ATR) mode. Archaeometry. 55 (3), 507-532 (2013).
  8. LeGeros, R. Z. Calcium phosphates in oral biology and medicine. Monographs in oral sciences. 15, 109-111 (1991).
  9. Lee-Thorp, J. L., Van Der Merwe, N. J. Carbon isotope analysis of fossil bone apatite. South African Journal of Science. 83 (11), 712-715 (1987).
  10. Cerling, T. E., Harris, J. M. Carbon isotope fractionation between diet and bioapatite in ungulate mammals and implications for ecological and paleoecological studies. Oecologia. 120 (3), 347-363 (1999).
  11. Koch, P. L. Isotopic study of the biology of modern and fossil vertebrates. Stable Isotopes in Ecology and Environmental Science. , 99-154 (2007).
  12. Nelson, S. J. Wheeler's Dental Anatomy, Physiology and Occlusion-E-Book. , Elsevier Health Sciences. (2014).
  13. Tsutaya, T., et al. From cradle to grave: multi-isotopic investigations on the life history of a higher-status female from Edo-period Japan. Anthropological Science. 124 (3), 185-197 (2016).
  14. Sponheimer, M., Passey, B. H., De Ruiter, D. J., Guatelli-Steinberg, D., Cerling, T. E., Lee-Thorp, J. A. Isotopic evidence for dietary variability in the early hominin Paranthropus robustus. Science. 314 (5801), 980-982 (2006).
  15. Lee-Thorp, J., Sponheimer, M. Three case studies used to reassess the reliability of fossil bone and enamel isotope signals for paleodietary studies. Journal of Anthropological Archaeology. 22 (3), 208-216 (2003).
  16. Zazzo, A. Bone and enamel carbonate diagenesis: a radiocarbon prospective. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 416, 168-178 (2014).
  17. Sponheimer, M. Isotopic paleoecology of the Makapansgat Limeworks fauna (Australopithecus africanus, South Africa). , (1999).
  18. Sponheimer, M., Lee-Thorp, J. A. Alteration of enamel carbonate environments during fossilization. Journal of Archaeological Science. 26 (2), 143-150 (1999).
  19. Roche, D., Ségalen, L., Balan, E., Delattre, S. Preservation assessment of Miocene-Pliocene tooth enamel from Tugen Hills (Kenyan Rift Valley) through FTIR, chemical and stable-isotope analyses. Journal of Archaeological Science. 37 (7), 1690-1699 (2010).
  20. Roberts, P., et al. Calling all archaeologists: guidelines for terminology, methodology, data handling, and reporting when undertaking and reviewing stable isotope applications in archaeology. Rapid Communications in Mass Spectrometry. , (2018).
  21. Snoeck, C., Pellegrini, M. Comparing bioapatite carbonate pre-treatments for isotopic measurements: Part 1-Impact on structure and chemical composition. Chemical Geology. 417, 394-403 (2015).
  22. Pellegrini, M., Snoeck, C. Comparing bioapatite carbonate pre-treatments for isotopic measurements: Part 2-Impact on carbon and oxygen isotope compositions. Chemical Geology. 420, 88-96 (2016).
  23. Wright, L. E., Schwarcz, H. P. Stable carbon and oxygen isotopes in human tooth enamel: identifying breastfeeding and weaning in prehistory. American Journal of physical anthropology. 106 (1), 1-18 (1998).
  24. Roberts, P., et al. Fruits of the forest: Human stable isotope ecology and rainforest adaptations in Late Pleistocene and Holocene (∼ 36 to 3 ka) Sri Lanka. Journal of human evolution. 106, 102-118 (2017).
  25. Zazzo, A., Balasse, M., Patterson, W. P. High-resolution δ13C intratooth profiles in bovine enamel: Implications for mineralization pattern and isotopic attenuation. Geochimica et Cosmochimica Acta. 69 (14), 3631-3642 (2005).
  26. Sydney-Zax, M., Mayer, I., Deutsch, D. Carbonate content in developing human and bovine enamel. Journal of dental research. 70 (5), 913-916 (1991).
  27. Rink, W. J., Schwarcz, H. P. Tests for diagenesis in tooth enamel: ESR dating signals and carbonate contents. Journal of Archaeological Science. 22 (2), 251-255 (1995).
  28. Szpak, P., Metcalfe, J. Z., Macdonald, R. A. Best practices for calibrating and reporting stable isotope measurements in archaeology. Journal of Archaeological Science: Reports. 13, 609-616 (2017).
  29. Wright, L. E., Schwarcz, H. P. Correspondence between stable carbon, oxygen and nitrogen isotopes in human tooth enamel and dentine: infant diets at Kaminaljuyu. Journal of Archaeological Science. 26 (9), 1159-1170 (1999).
  30. Schoeninger, M. J., Hallin, K., Reeser, H., Valley, J. W., Fournelle, J. Isotopic alteration of mammalian tooth enamel. International Journal of Osteoarchaeology. 13 (1-2), 11-19 (2003).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

أخذ العينات والمعالجة المسبقة لميناء الأسنان كربونات الكربون مستقرة وتحليل نظائر الأكسجين
اتصل بنا
أوصِ بها للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.