Name: Muestreo y tratamiento previo del esmalte de los dientes carbonato de carbono estable e isótopos de oxígeno (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-15T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 57 s
Description: Aprende el muestreo secuencial de esmalte dental para análisis de isótopos estables de carbono y oxígeno. Esta técnica no destructiva permite reconstruir dietas y ambientes en estudios arqueológicos y paleontológicos.

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Nos gustaría agradecer a la sociedad Max Planck para la financiación de esta investigación, así como el reciente ajuste hacia arriba de un laboratorio de isótopos estables en el Departamento de Arqueología, Instituto Max Planck para la ciencia de la historia humana.

El siguiente protocolo sigue las pautas del laboratorio de espectrometría de masa de luz isótopos en el Instituto Max Planck para la ciencia de la historia humana. Deben obtenerse los permisos adecuados de ética comités nacionales e internacionales para análisis de muestras de fauna en peligro de extinción moderna o históricas y para el uso de materiales arqueológicos y fauna de interés para los actores contemporáneos . En este trabajo, las muestras utilizadas eran especímenes arqueológicos y fósiles. No hay seres humanos vivos fueron utilizados en este estudio y permisos completa éticos, institucionales y gubernamentales se han obtenido para cualquier análisis destructivo.
1. a granel muestreo
Nota: Para los seres humanos y animales, el método básico de la mayor parte del diente esmalte muestreo es la aplicación de un taladro en el borde bucal del diente.
<ol><li>Limpie la superficie externa del diente (~0.1 mm) con un disparo de bláster de aluminio o por la abrasión suave utilizando el taladro de montaje. Use un taladro de mano con una punta de diamante broca (ver abajo), de forma uniforme, conectada a través de un mandril para el montaje de taladro. Asegúrese de que la abrasión suave e incluso se realiza como un surco paralelo al eje de crecimiento todo (figura 1 y figura 2).</li>
	<li>Trate, siempre que sea posible, aplicar el método a la misma porción de diente para cada ser humano o animal muestreado. Nota: En la investigación de juegos humanos, terceros molares son generalmente favorecidos como representante juvenil/adulta de dieta mientras que los primeros molares son evitados debido a efectos23el destete. El diente preferido para cada taxón y el período de vida representado, variará con las muestras disponibles y pregunta en estudio.</li>
	<li>Taladro en una habitación bien ventilada mientras se está usando una máscara para evitar la inhalación de polvo de esmalte de diente. Gafas para protegerse los ojos. Tenga en cuenta que la cantidad de polvo de la muestra perforada variará dependiendo de los equipos utilizados para el análisis, protocolo de pretratamiento y tamaño del diente. Taladro a baja velocidad para evitar el calentamiento de la muestra. Nota: Aproximadamente, 4-8 mg de polvo de la muestra es un objetivo apropiado para múltiples análisis utilizando un sistema de preparación e introducción de gas en línea para pruebas diagenéticas y espectrometría de masas de relación isotópica. Tenga en cuenta que la velocidad del taladro elegido dependerá de la fragilidad de la muestra y requiere cierto nivel de ensayo y error. En general, en un taladro de mano, dos de cada cinco bares de fuerza son suficientes. Taladre el polvo de diente sobre un trozo de papel de aluminio limpio o papel de peso.</li>
	<li>Recoger el polvo resultante de esmalte y transferir a un tubo de microcentrífuga de 1,5 mL que ha sido tarado con una balanza adecuada precisa antes de la perforación. Etiquetar cada tubo con la designación de la muestra (figura 3). Registrar el peso de la muestra números y esmalte en un cuaderno de laboratorio, así como una base de datos electrónica.</li>
	<li>Antes de perforar cada nuevo diente, limpiar las brocas utilizadas primero con 0,5 M de HCl en un tejido sólido. Luego lavar la broca con un disolvente orgánico (por ejemplo, acetona, metanol o etanol) con un tejido sólido.</li>
	<li>Después de una perforación sentado, limpiar el espacio de trabajo con un aspirador o un cepillo y recogedor. Limpiar el espacio de toma de muestras con metanol. Vacío o rocíe el taladro con aire comprimido para remover polvo y muestra el polvo entre las muestras.</li>
</ol>2. secuencial muestreo
Nota: El muestreo secuencial puede abordarse en una variedad de formas y dependerá de la taxonomía se muestrea, el tamaño de los dientes, así como la resolución temporal deseada.
<ol><li>Limpie la superficie del diente se muestrearon quitando una muy delgada capa (~0.1 milímetros) del esmalte de diente externo.</li>
	<li>Las muestras a lo largo de la superficie bucal perpendicular al eje de crecimiento de los dientes, funcionamiento de la Unión de la raíz de esmalte en la parte superior de la corona del taladro. Taladro de bandas horizontales perpendiculares al eje de crecimiento, con cada muestra, dando por resultado una ranura ancha 1-2 mm a través de la capa de esmalte (figura 1 y figura 4). Tenga cuidado de evitar la perforación a través del esmalte a la dentina, que contaminarían la muestra y la medida resultante. Nota: El número de muestras tomadas variarán dependiendo de la resolución deseada pero c. 10 representa un objetivo apropiado para el estudio de los cambios estacionales en δ13C y valores δ18O para un hipsodontos tamaño de ganado domesticado.</li>
	<li>Elegir la broca adecuada para cada muestra, como el ancho de la línea de muestreo se determina por el diámetro de la broca.</li>
	<li>Utiliza un montaje de aparejo para dientes más delicados que requieren un mayor número de muestras elementales (figura 2) (por ej., dientes humanos), así como para perforación más estable. Configurar el soporte de la plataforma que sostiene el taladro firmemente, con el pedacito de taladro hacia abajo. Nota: Mientras que cuatro muestras pueden obtenerse fácilmente en un molar humano permanente usando un enfoque mano24, más refinada muestreo requiere una plataforma o CO2 láser ablación enfoque no será discutido aquí14. Otro enfoque común es utilizar un semiautomático microsampling25.</li>
	<li>Mantenga el diente o conecte a un dispositivo de sujeción. El esmalte dental contra el pedacito de taladro de la prensa y aplique presión. Las muestras se perforan incrementalmente a lo largo de la superficie bucal desde el ápice (superficie oclusal) a la base de la corona en la posición de la Unión esmalte-raíz (ERJ). Replicar la misma muestra estrategia varias veces cada línea consecutiva paralela a la línea anterior de la muestra de perforación de perforación. Utilice una broca de diamante cilíndrica pequeña de dientes delicados, tales como muelas de ovejas, con un diámetro de 1 mm (figura 1).</li>
	<li>Medir la distancia de cada línea de muestreo de lo ERJ utilizando pinzas y anote esta distancia para la comparación.</li>
	<li>Siga los pasos 1.3-1.6 anterior. Nota: Si están siendo analizados los dientes pequeños, delicados y no se aplican métodos de pretratamiento y diagenéticos verificación, las muestras tan pequeñas como 1-4 mg producirá resultados fiables en un gas en línea preparación e introducción configuración para el análisis de carbonato. Sistemas automatizados-periférico modificados pueden facilitar el uso de pesos muestra aún más bajos, pero inevitablemente están limitados por la proporción de carbonato en el esmalte estudiadas (4 a 5% en peso)26,27. Los investigadores deben consultar con el laboratorio donde las muestras van a ser medidos para determinar la cantidad de muestra necesaria.</li>
</ol>3. método Fourier transforma Spectrometry/atenuada Total reflectancia en el infrarrojo
<ol><li>El método de reflectancia Total atenuada, establecer un fondo de cámara de muestra, ya sea al vacío o en condiciones atmosféricas normales.</li>
	<li>Coloque aproximadamente 1 mg de esmalte sobre el cristal de diamante en la cámara de la muestra con una espátula. Baje y asegurar el poste de la muestra hasta que exista una firme conexión entre el poste, la muestra y la placa del diamante. Cerca de la cámara de muestra, con o sin un vacío estableciendo, dependiendo de la configuración o la disponibilidad.</li>
	<li>Medir los espectros FTIR de la muestra 64 veces el número que oscila entre 4.000 y 400 cm-1. El número deseado de repeticiones variará basado en los objetivos del estudio, aunque el análisis de tres repeticiones, idealmente con diferentes alícuotas tomadas y regresó a la vivienda la muestra, el tubo de microcentrífuga asegurará resultados robustos.</li>
	<li>Limpiar la espátula con metanol entre cada alícuota y entre cada muestra.</li>
	<li>Realizar una corrección de línea de base utilizando el software disponible. El software automáticamente resta el fondo de la cámara de muestra del perfil resultante de FTIR. Para asegurar la reproducibilidad mejor, sólo espectros de esmalte con una absorbancia mínima de 0,06 para la banda más alta de fosfato en ~cm 1035-1 deben tenerse en cuenta.</li>
	<li>Vigilar la presencia de la Calcita de carbonato secundario contaminante común en todas las muestras buscando un pico en el 711 cm-1.</li>
	<li>Tras el análisis, cuidadosamente regresar las muestras a sus tubos de microcentrífuga utilizando un dispositivo de aspiración o espátula y tomar en la próxima etapa de pretratamiento o análisis.</li>
	<li>Los datos brutos de la longitud de onda y la intensidad de la exportación como un archivo .csv (o similar) y utilizar para calcular los índices de interés (índices comúnmente usados incluyen índice de fosfato de un sitio, sitio B fosfato índice, índice de cristalinidad de fosfato, agua-amida en el índice de fosfato, y CO3/PO4 índice17,18,19) (tabla 1).</li>
	<li>Compara el FTIR resultados de las muestras fósiles o arqueológicas a crecimiento datasets del esmalte de diente fauna moderna ahora disponibles en la literatura19,20 para determinar la naturaleza y el alcance de alteraciones diagenéticas a la esmalte muestreado.</li>
</ol>4. tratamiento previo de ácido acético simple (0,1 M)
<ol><li>Pesar el polvo de esmalte para cada muestra en un tubo de microcentrífuga utilizando un equilibrio según el caso. Etiquetar el tubo en consecuencia. Polvo de esmalte debe ser tierra en el mismo grado, con las partículas de un tamaño similar. Nota: Muchos investigadores utilizan a un agente oxidante, como la lejía diluida (NaClO) o 30% peróxido de hidrógeno (H2O2) para eliminar materia orgánica de una muestra y esto se debe agregar en este punto. Sin embargo, pueden estos reactivos alteran el carbono estable y valores de isótopos de oxígeno de una muestra, no sólo espectros de muestras de colágeno de huesos en un sistema de preparación e introducción de gas en línea demuestran que el ácido fosfórico al 100% utilizado en carbonato de medición no reacciona con muestras de orgánicas (figura 5), lo que sugiere que este paso es innecesario.</li>
	<li>Añadir 0,1 mL de 0.1 M ácido acético (por cada 1 mg de esmalte) para cada muestra con una pipeta. Evite tocar las muestras con la pipeta. Si la muestra y la pipeta de entran en contacto, utilice una nueva pipeta para la siguiente muestra para evitar la contaminación cruzada.</li>
	<li>Agitar, sacudir o un agitador electrónico (figura 3) y luego dejar las muestras a sentarse por 10 minutos polvo de esmalte no debe dejar en ácido acético por un tiempo prolongado (> 4 h).</li>
	<li>Coloque las muestras en una microcentrífuga durante 2 min a 13.700 x g. Nota: Una alternativa de bajo costo es el uso de una mini centrífuga durante 4 min a 3.500 x g, que tiene muestras menos pero es mucho menos tiempo cuando se trata con conjuntos grandes de muestra.</li>
	<li>Cuando se detiene el programa microcentrífuga, sustituir el ácido acético con 2 mL de agua ultrapura mediante una pipeta limpia, luego microcentrífuga las muestras por 2 min a 13.700 x g.</li>
	<li>Cambiar el agua ultrapura dos veces más, como antes y prueba de neutralidad. Eliminar el líquido restante con una pipeta (sin molestar el sobrenadante). Nota: Un total de tres lavados con agua ultrapura es el procedimiento estándar para llegar a la neutralidad. La muestra se debe lavar hasta que se alcance la neutralidad.</li>
	<li>Cortar hojas de Parafilm (1 cm x 1 cm) y colocar sobre cada tubo de microcentrífuga. Hacer un pequeño agujero en el centro con un objeto punzante para que la muestra se seca adecuadamente.</li>
	<li>Colocar los tubos en un congelamiento seco para quitar cualquier líquido restante. Nota: Si una secador de congelación no es disponible, suave horno secado (40 ° C) también es una posibilidad y no deberían tener efectos adversos sobre el carbono estable y los datos de isótopos de oxígeno.</li>
	<li>Una vez seco, retire el Parafilm y cierre las tapas de microcentrífuga. Asegúrese de que el tubo etiquetado es correcto y vuelva a escribir si es necesario. Nota: Esta es la etapa final antes de un almacenaje para pesar hacia fuera, que en laboratorios con recursos limitados puede ser la etapa final antes de la distribución de las muestras para análisis en otro lugar.</li>
</ol>5. pesar y medir las muestras y estándares
<ol><li>Con una espátula, pesar aproximadamente 2 mg de polvo de esmalte en un disco de lata en una balanza sensible a 0.001 mg (figura 6). Entonces cuidadosamente transfiera la muestra en un frasco de vidrio de borosilicato resistente a ácido fosfórico. Esta cantidad de esmalte es necesaria para producir resultados fiables debido a la relativamente pequeña proporción de carbonato en el esmalte de los dientes.</li>
	<li>Limpiar la espátula entre las muestras con metanol y use un disco fresco, limpio o pesando el recipiente para cada muestra.</li>
	<li>Pesar 0,2 mg de una norma internacional como NBS18 de la OIEA, OIEA 603, OIEA CO8 o Merck CaCO3. Un estándar interno de homogeneizado esmalte de un diente grande puede utilizarse como bien20. Para un completo funcionamiento de 76 muestras y estándares, uso 61 muestras y 15 normas, que deberían distribuirse uniformemente sobre toda la carrera. Varios estudios han reportado números apropiados de estándares y detalles en la investigación arqueológica20,28. Nota: El pretratamiento repetida y el análisis de un esmalte en la norma de la casa, a través de un número de funcionamientos de muestras arqueológicas, es probable que también proporcionan una medida adecuada de exactitud para las muestras estudiadas20.</li>
	<li>Apriete las tapas especialmente diseñadas, accesibles a la aguja hasta que el tabique se aspira firmemente pero no en el frasco. No apriete demasiado la tapa ya que la presión sobre el tabique conseguirá demasiado fuerte y puede resultar en una aguja rota durante el análisis. Colocar los frascos en un orden indicado dentro de un bloque de calentamiento a 70 ° C. El orden y los pesos de las muestras deben ser registradas confiablemente para la entrada en el software de computadora.</li>
	<li>Medir las muestras siguiendo tres pasos: 1) al ras las muestras se llenan de helio puro, 2) Añadir ácido fosfórico, 3) medir la muestra.<ol>
<li>Lavar las muestras con helio puro (grado 5.0) con un flujo de 100 mL/min durante 5 minutos eliminar el aire ambiente.</li>
		<li>Añadir 4-5 gotas de ácido fosfórico (99%, densidad 1,85 g/mL) a la muestra que contiene carbonato. Comienza la reacción entre la muestra y H3PO4 . Durante la reacción, se libera CO2 que lleva el valor isotópico del ion carbonato CO32 - de la muestra.</li>
		<li>Esperar 1 h por ejemplo hasta que se alcanza el equilibrio de CO2 . Después de 1 h, las muestras se deben medir para obtener resultados fiables. Durante la adquisición, una mezcla de gas de la muestra y pasa al dispositivo. Una etapa de secado elimina agua de la mezcla de gas de muestra.</li>
		<li>A partir de tres picos de CO2 gas de referencia con una composición isotópica conocida para medir la muestra. Intensidad máxima debe ser de 4000 mV para que coincida con la intensidad de los picos de la muestra (entre 4000 a 8000 mV). Los tres picos de gas de referencia deben ser 20 s larga y 30 s apart. Seguir con definir el intervalo de medición de la muestra. Medir la muestra 10 veces para 5 s cada uno y 55 s apart. Asegúrese de que la altura del pico disminuye con el tiempo que indica el correcto transporte de la mezcla de la muestra del helio (figura 5). Nota: Durante la medición, el software calcula la composición isotópica de la muestra comparando el valor isotópico conocido, la altura del pico y área del pico del gas de referencia con la altura y área de los picos de las muestras. El crudo 13C /12C y 18O /16O composición de la muestra se calcula.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Normalizar las muestras después de la medida. Nota: Esto es importante porque el gas de referencia no experimentan el mismo camino físico y químico como el gas de muestra cuando se introduce en el espectrómetro de masas. Por lo tanto, es esencial que las muestras además se calibra conforme a las normas internacionales (paso 5.3) que sufren el mismo tratamiento físico y químico dentro de una corrida que la muestra sí mismo20. Estas normas internacionales carbonato permiten la calibración de dos puntos de las muestras en la escala de medición internacional delta y la evaluación de la precisión y repetibilidad a lo largo de un plazo determinado.</li>
</ol>

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</ol>

Los autores no declaran conflicto de intereses.

Los retos de la exitosa toma de muestras (a granel y incremental) de la dentición se basa en el acceso al conocimiento sobre técnicas de perforación y muestra la preparación, junto a la inversión en equipos relativamente baratos. Estos desafíos son fácilmente superables cuando claro las instrucciones están disponibles sobre métodos de muestreo y tratamiento previo. En este artículo, esperamos que han difundido estos de una manera clara y concisa a los investigadores nuevos a estos métodos. Aplicando estos métodos por pri...

Estables análisis de isótopos de carbono y el oxígeno del carbonato del esmalte de diente se ha utilizado para estudiar más allá de la dieta humana, destete y movilidad, así como fauna dependencia de la vegetación, el movimiento de animales y ganado foddering. Estas aplicaciones han sido ampliamente discutidas y revisado para una variedad de condiciones ambientales que indican los efectos de la aridez local, temperatura, fuentes de agua y vegetación composiciones1,2, 3,4,5,6. La diversidad de posibles aplicaciones en Arqueología y paleontología, así como la buena conservación de carbonato del esmalte de diente, ha hecho un material atractivo para isótopos estables de trabajo3. Métodos de muestreo, tratamiento previo y proyección de la diagénesis se describen brevemente en un número de publicaciones anteriores1,7. Sin embargo, permanecen en gran medida de carácter, especialmente a las personas fuera de los laboratorios de ciencia arqueológica y entre los grupos de laboratorio con financiamiento limitado donde está aumentando el interés en el uso de esta técnica exhaustivas manifestaciones verbales y visuales 5.
Esmalte de los dientes está formada básicamente por cristalitos de hidroxiapatita (bioapatita)8 más grande que las de hueso, haciéndolo más resistente a substituciones iónicas diagenéticos post mortem y contaminación3. Estudios modernos han demostrado que del carbono estable isótopo (δ13C) medidas de fauna diente esmalte confiablemente registro animal dieta y comportamiento9,10. El valor de oxígeno estable isótopo (δ18O) del esmalte de los dientes está determinado por la composición isotópica del oxígeno del agua ingerida, que incluye el agua en plantas y alimentos de origen animal, agua potable, la respiración, así como varios impactos en el agua que puede conducir a mayor fraccionamiento isotópico (e.g., aridez, temperatura, altitud, cantidad de precipitaciones, ubicación continental)11. Esto ha hecho un método popular para la reconstrucción de la dieta y medio ambiente en la investigación paleontológica, arqueológica y paleoecológicas.
El período de formación del esmalte de diente es relativamente corto (años) y varía según el diente siendo muestreado. Para los seres humanos, primer molar esmalte mineraliza entre el nacimiento y los 3 años de edad, premolares mineralizar entre 1,5 y 7 años de edad, segundos molares mineralizar entre 2.5 y 8 años de edad y terceros molares mineralizarse durante la adolescencia, entre 7 y 16 años12 . Dado formas del esmalte de diente progresivamente durante su período de formación, puede ser muestreada a granel en el eje de todo crecimiento o muestrean secuencialmente con el fin de investigar los cambios en la dieta y medio ambiente que han ocurrido durante el período de formación13 . Cambio dietético ordenadas cronológicamente en un diente determinado es observable para los seres humanos y otros animales1,14, proporcionando información sobre la variación inter-anual de la temporada y dieta.
Mientras que el esmalte es generalmente resistente a la diagénesis, isotópicas modificaciones resultantes del entorno funerario son posibles y se han observado15,16, haciendo útil experimentales cheques y opciones de tratamiento previo. Aunque no es el único método disponible, espectroscopia infrarroja de transformación de Fourier (FTIR), particularmente en el modo de transmisión atenuada, ha surgido como un rápido, barato y un método relativamente accesible para evaluar alteración tafonómica en el esmalte de los dientes, particularmente en contextos paleontológicos17,18,19,20. Sin embargo, protocolos detallados y los estándares de grabación siendo relativamente inaccesibles para muchas personas fuera de los campos de la ciencia material o geoquímica.
Tiempos de reacción y los productos químicos empleados por los investigadores en el pretratamiento del esmalte dental también varían considerablemente en la literatura, a menudo con la limitada consideración en cuanto a lo que esta variabilidad puede hacer carbono estable y valores de isótopos de oxígeno de la muestra21 ,22. Aquí, Divulgamos un acercamiento que utiliza diluir ácido acético (0,1 M) para el tratamiento previo de muestras de polvo de esmalte. Sin embargo, dado que las diferencias en las mediciones isotópicas resultantes de tratamiento previo son relativamente de menor importancia para el esmalte de los dientes, es mejor para los investigadores a seguir los protocolos para conjuntos de datos con los que quieren comparar sus datos a11. Además, donde se toman pequeñas muestras secuenciales, particularmente en muestras del Holoceno, tratamiento previo no puede ser elegido (tras pruebas piloto diagenéticas) para evitar el despilfarro de la muestra.
Aunque los métodos que se presenta aquí no están nuevos, a nuestro conocimiento, esta es la primera vez que una exhaustiva documentación escrita y visual de a granel y muestreo secuencial, opciones de pretratamiento y métodos de verificación diagenéticos (en forma de FTIR) diente esmalte se hicieron ampliamente disponible a una audiencia académica variada. Mientras esperamos que nuestros esfuerzos hará que este enfoque más accesible a un mayor número de personas y laboratorios, los investigadores que desean aplicar y publicar esta técnica debe conocer mínimo de informes estándares, consideraciones diagenéticos, y requisitos de presentación en otros lugares ya20, así como la potencial complejidad interpretativa que será única en su región de estudio, taxones analizados y tiempo de período5.

<table><tbody><tr><td>Dremel Micro</td><td>Dremel</td><td></td><td>https://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/8050-micro</td></tr><tr><td>Broca con punta de diamante</td><td>Dremel</td><td></td><td>https://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/accessories/7122-diamond-wheel-point</td></tr><tr><td>tubo de microcentrífuga de 1,5 ml</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t2422?lang=de&region=DE&gclid=EAIaIQ obChMI7pHRpauW2QIV77ftCh1p1 wjhEAAYASAAEgKzkvD_BwE</td></tr><tr>Fórmula lineal de<td>metanol</td><td></td><td></td><td>:&nbsp; CH3OH</td></tr><tr>Fórmula lineal de<td>ácido</td><td></td><td></td> acético<td>:&nbsp; CH3CO2H</td></tr><tr><td>Configuración de la plataforma Dremel (estación de trabajo)</td>Microcentrífuga <td>https://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/220-01-workstation Dremel</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/75002401</td></tr><tr><td>Minicentrífuga</td><td>Sprout</td><td></td><td>http://www.heathrowscientific.com/sprout-mini-centrifuge-4</td></tr><tr><td>liofilizador</td><td>Tecnología Zirbus</td><td></td><td>http://www.zirbus.com</td></tr></tbody></table>

muestreo y tratamiento previo del esmalte de los dientes carbonato de carbono estable e isótopos de oxígeno

Sampling and Pretreatment of Tooth Enamel Carbonate for Stable Carbon and Oxygen Isotope Analysis

Estable análisis de isótopos de carbono y el oxígeno del carbonato del esmalte de dientes humanos y animales se ha aplicado en investigaciones paleoambientales y juegos, paleoecológicos, desde periodos históricos recientes más de 10 millones años atrás. Enfoques a granel proporcionan una muestra representativa para el período de mineralización del esmalte, mientras que las muestras secuenciales dentro de un diente pueden seguir los cambios dietéticos y ambientales durante este período. Mientras que estas metodologías han sido ampliamente aplicadas y descritas en la arqueología, ecología y paleontología, no han sido pautas explícitas para ayudar en la selección de equipo de laboratorio necesario y describir minuciosamente detallada laboratorio muestreo y protocolos. En este artículo se documenta textualmente y visualmente, todo el proceso de muestreo a través de la evaluación pretratamiento y diagenéticos para hacer la metodología más ampliamente disponibles a los investigadores teniendo en cuenta su aplicación en una variedad de entornos de laboratorio.

Utilizando el procedimiento de muestreo presentado arriba, se prepararon muestras de bioapatita incrementales de esmalte. El análisis de bioapatita en esmalte depende de la precisión del muestreo, ya sea a granel o incremental. En este caso, hemos elegido presentar los resultados de las muestras arqueológicas (dos ovejas) de diferentes zonas climáticas. Las muestras elementales fueron analizadas de segundos molares ovejas y etiquetadas a partir de lo ERJ (figura 4</st...

Estable análisis de isótopos de carbono y el oxígeno del carbonato del esmalte de dientes humanos y animales se ha utilizado como un proxy para la dieta individual y reconstrucción ambiental. Aquí, ofrecemos una descripción detallada y documentación visual de masa y secuencial del diente esmalte muestreo así como el tratamiento previo de muestras arqueológicas y paleontológicas.

Muestreo y tratamiento previo del esmalte de los dientes carbonato de carbono estable e isótopos de oxígeno

Stable carbon and oxygen isotope analysis of human and animal tooth enamel carbonate has been applied in paleodietary, paleoecological, and ...

Este método puede responder a preguntas clave en arqueología, paleontología y ecología, como las dietas de los animales domésticos, las estrategias de manejo de los animales y la movilidad de los animales. La principal ventaja de esta técnica es que es relativamente no destructiva y que se centra en un material que es razonablemente resistente a los cambios químicos en el entorno del enterramiento. Las personas nuevas en este método tendrán dificultades porque no hay ayudas visuales disponibles para el muestreo de restos paleontológicos y arqueológicos de humanos y animales.La demostración visual de este método es fundamental porque es difícil de aprender y la práctica con materiales arqueológicos es limitada. Para comenzar el muestreo a granel, configure un taladro de mano como se describe en el protocolo de texto, con un taladro limpio con punta de diamante de forma uniforme, unido a través de un mandril a la configuración del taladro. Con el taladro, limpie la superficie exterior del diente mediante una abrasión suave.A continuación, tara un tubo de microcentrífuga de 1,5 mililitros en una balanza adecuadamente precisa. Luego, coloque papel de aluminio limpio o papel de pesaje debajo del taladro para recoger el polvo de esmalte. Utilice el taladro para proporcionar una abrasión suave y uniforme, creando una ranura paralela a todo el eje de crecimiento.Tenga en cuenta que la cantidad de polvo de muestra perforada variará según el equipo utilizado para el análisis, el protocolo de pretratamiento y el tamaño del diente. Recoja el polvo de esmalte resultante y transfiéralo a un tubo de microcentrífuga de 1,5 mililitros. Registre tanto el número de muestra como el peso del esmalte en un cuaderno de laboratorio, así como en una base de datos electrónica.Después de perforar cada diente, limpie las brocas usadas con ácido clorhídrico 0.5 molar en un pañuelo de papel robusto. Vuelva a lavar las brocas con un disolvente orgánico sobre un pañuelo nuevo y robusto. Limpie el taladro con una aspiradora o aire comprimido.Una vez completada la sesión de perforación, limpie a fondo el espacio de trabajo con una aspiradora específica o un recogedor y un cepillo. Limpie el espacio de muestreo con metanol. Limpie el taladro con la aspiradora o con aire comprimido.Para la toma de muestras secuencial, primero limpie la superficie del diente eliminando una capa muy delgada de esmalte dental externo. Elija una broca adecuada para la muestra, ya que el ancho de la línea de muestreo está determinado por el diámetro de la broca. Para comenzar a perforar, presione el esmalte dental contra la broca y aplique presión.Taladre a lo largo de la superficie bucal perpendicular al eje de crecimiento del diente, desde la unión esmalte-raíz hasta la parte superior de la corona. Asegúrese de perforar desde el ápice hasta la base de la corona en la ubicación de la unión entre el esmalte y la raíz, lo que da como resultado una ranura a través de la capa de esmalte. Una vez completada la perforación, pesa la muestra para asegurarte de que haya suficiente polvo de esmalte y registra el peso.Repita el proceso de perforación varias veces por diente, con cada línea consecutiva paralela a la línea de muestra anterior y aproximadamente a uno o dos milímetros de distancia. Después de esto, use calibradores para medir la distancia de cada línea de muestreo desde la unión esmalte-raíz. Registre cada distancia para comparar.Para empezar, utilice una pipeta para añadir ácido acético 0,1-molar a cada muestra a una concentración de 0,1 mililitros por miligramo de esmalte. Agite las muestras agitándolas o utilizando un agitador. Deje reposar las muestras agitadas durante 10 minutos.Centrifugar las muestras a 13.700 g durante dos minutos. Con una pipeta limpia, sustituya el ácido acético por un mililitro de agua ultrapura y agite agitando agitando o utilizando un agitador. Centrifugar de nuevo a 13.700 g durante dos minutos.Repita el proceso de reemplazar el agua ultrapura y centrifugar dos veces más. Pruebe la neutralidad de las muestras. Si la muestra no ha alcanzado la neutralidad, repita el proceso de lavado hasta que lo haga.A continuación, utilice una pipeta para eliminar el líquido restante sin alterar el sobrenadante. Coloque un cuadrado precortado de un centímetro por un centímetro de Parafilm sobre cada tubo de microcentrífuga. Con un objeto afilado, haga un pequeño agujero en el Parafilm para asegurarse de que la muestra se seque adecuadamente y coloque los tubos en un congelador durante la noche.Al día siguiente, transfiera las muestras al liofilizador para eliminar cualquier líquido restante. Una vez que las muestras estén secas, retire el Parafilm y cierre las tapas de la microcentrífuga. Revise la etiqueta de los tubos y marque los tubos según sea necesario.En este estudio, se preparan muestras incrementales de bioapatita de esmalte. Cada ubicación de muestra incremental se numera y se mide la distancia entre cada ubicación y la unión esmalte-raíz. Los resultados de diversos isótopos estables de carbono y oxígeno de dos ovejas representativas confirman que estos animales vivían en diferentes ambientes.La oveja A proviene de un pastizal tropical y muestra oxígeno incremental 18 en un rango estrecho, entre 3,3 y 5,1 por mil. Esto sugiere la ingestión de agua de fuentes con valores isotópicos similares y la falta de cambios estacionales fuertes en las precipitaciones. En contraste, la oveja B, que proviene de un pastizal templado de estepa seca, tiene valores de oxígeno 18 con una alta amplitud de variación, que oscila entre -5,2 y -13,1 por mil.Esto indica una fuerte variación estacional de las precipitaciones. Los valores estables de isótopos de carbono sugieren que la dieta de la oveja A consiste principalmente en plantas C4, mientras que la dieta de la oveja B consiste principalmente en vegetación C3. Los valores incrementales de oxígeno 18 y carbono 13 para un diente humano de un entorno de selva tropical están muy restringidos.Estos valores, que se encuentran dentro de un rango de dos por mil, sugieren una falta de variación en las estrategias de forrajeo durante el período de mineralización del esmalte. Al intentar este procedimiento, es importante recordar que debe practicar el muestreo secuencial en dientes modernos antes de perforar muestras antiguas que no son reemplazables. El muestreo secuencial puede llevar varias horas de práctica antes de alcanzar la competencia.En el caso de las muestras antiguas, es importante elegir dientes que puedan soportar el proceso de muestreo. Es poco probable que los dientes que están mal conservados o que pueden desmoronarse resulten útiles para un muestreo secuencial detallado. Siguiendo este procedimiento, se pueden intentar otros métodos, como el análisis de isótopos de estroncio, para comprender la movilidad humana y animal.Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en los campos de la arqueología y la paleontología exploraran las estrategias de pastoreo y migración de animales a través de diversas regiones y períodos de tiempo. No olvide que trabajar con taladros y ácido acético puede ser extremadamente peligroso, y siempre se deben tomar precauciones como gafas, guantes y máscaras faciales al realizar este procedimiento.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Biochemistry

Bioquímica

Se describe un protocolo en el que se atrapa, cuantifica y analiza la biodegradación delCO2 mineralizado a partir de contaminantes orgánicos (derivados de materias primas de petróleo) para determinar su contenido de 14C. Se desarrolla un modelo para determinar la extensión espacial de la zona de captura de CO2. Las mediciones espaciales y temporales permiten integrar las tasas de mineralización de contaminantes para predecir el alcance y el tiempo de la remediación.

La medición de contaminantes mineralización de base de carbono utilizando combinada CO<sub&gt; 2</sub&gt; flujo y análisis de radiocarbono

Presentamos el método del ácido policarboxílico de benceno (BPCA) para evaluar el carbono pirogénico (PyC) en el medio ambiente. El enfoque específico del compuesto proporciona de manera única información simultánea sobre las características, la cantidad y la composición isotópica (13C y 14C) de PyC.

Caracterización, cuantificación y compuesto específico análisis isotópico de carbono Pirogenica utilizando benceno policarboxílicos (BPCA)

Se presenta un protocolo para la producción paralela de carbonato de calcio precipitado y material zeolítico a partir de escorias de alto horno mediante carbonatación mineral y conversión hidrotermal alcalina, respectivamente. Se prueba el rendimiento del material zeolítico hacia la adsorción de níquel.

Dos vías de valorización de escoria de alto horno: Síntesis de carbonato de calcio precipitado y zeolíticos adsorbente de metales pesados

Demostramos el uso de varios métodos de microscopía que son útiles para observar la calcificación de un gusano tubular, Hydroides elegans, así como para localizar y caracterizar el primer material calcificado. La microscopía en vivo y la microscopía electrónica se utilizan juntas para proporcionar información funcional y material que es importante en el estudio de la biomineralización.

Caracterización de la calcificación Eventos en vivo mediante técnicas ópticas y microscopía electrónica en un Gusano Tubícola Marina

Patrones espaciales de la erosión del suelo y deposición pueden ser deducidos de las diferencias en la elevación de la tierra asignada en incrementos de tiempo apropiado. Tales cambios de elevación están relacionados con cambios en carbonatos del suelo cerca de la superficie. Aquí se describen los métodos repetibles para mediciones de campo y de laboratorio de estos métodos de análisis de datos y cantidades.

Medición y mapeo de patrones de erosión y deposición relacionadas las concentraciones de carbonato de suelo bajo manejo agrícola

Describimos un protocolo para la precipitación y caracterización de cristales de carbonato de calcio que se forman en presencia de biopolímeros.

Formación de carbonato de calcio en presencia de aditivos biopoliméricos

El método de verificación descrito aquí es adaptable para monitorear el secuestro inorgánico de carbono pedogénico en varios suelos agrícolas modificados con rocas alcalinas que contienen silicato de metal de tierra, como wollastonita, basalto y olivino. Este tipo de validación es esencial para los programas de crédito de carbono, que pueden beneficiar a los agricultores que secuestran carbono en sus campos.

Monitoring Pedogenic Inorganic Carbon Accumulation Due to Weathering of Amended Silicate Minerals in Agricultural Soils.

Este protocolo es para el aislamiento de granos de cuarzo por tamaño para la datación por luminiscencia de sedimentos. Se describen la limpieza física y las digestiones químicas al remojar secuencialmente enH2O2, HCl, HF y HCl nuevamente para aislar los granos de cuarzo. La pureza del cuarzo se cuantifica con evaluación microscópica, espectroscopia Raman y relación de agotamiento IR.

Aislamiento de granos de cuarzo para la datación por luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) de sedimentos cuaternarios para investigación paleoambiental

El protocolo presenta una serie de protocolos de mejores prácticas para la recolección de polvo óseo de ocho ubicaciones de muestreo anatómico recomendadas (ubicaciones específicas en un elemento esquelético dado) a través de cinco elementos esqueléticos diferentes de individuos medievales (radiocarbono fechado en un período de ca. 1040-1400 CE, rango calibrado 2-sigma).

Protocolos optimizados de muestreo óseo para la recuperación de ADN antiguo de restos arqueológicos

Este protocolo describe un método fácil de usar para examinar la oxidación del sustrato mediante el seguimiento de la producción de 14CO2 in vitro.

Evaluación de la oxidación del sustrato energético in vitro con 14capturas de CO2

El protocolo propuesto implica un enfoque global para evaluar la formación ósea en el contexto de la regeneración ósea mediante análisis multimodales. Su objetivo es proporcionar información cualitativa y cuantitativa sobre la formación de hueso nuevo, mejorando el rigor y la validez de las investigaciones básicas y preclínicas.

Caracterización integral de la mineralización tisular en un modelo ex vivo

Aprende el muestreo secuencial de esmalte dental para análisis de isótopos estables de carbono y oxígeno. Esta técnica no destructiva permite reconstruir dietas y ambientes en estudios arqueológicos y paleontológicos.

Muestreo y tratamiento previo del esmalte de los dientes carbonato de carbono estable e isótopos de oxígeno

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