Методы разделения и концентрирования в археологической пробоподготовке

1.

Методы разделения и
концентрирования в археологической
пробоподготовке
Подготовили: Кузьмина У.А,
Кривошеина М.И.
Преподаватель: д.х.н. Костин Г. А.
1

2.

Почему именно кости?
Привлекательность радиоуглеродного
датирования костей для археологии[1]:
1. Кость одна из самых распространенных
археологических находок;
2. Кость содержит дополнительную
археологическую информацию о виде
животного;
3. Кости встречаются в виде достаточно
больших кусков, поэтому они менее
подвижны стратиграфически, по
сравнению с древесным углем;
4. Основной компонент костей – белок,
имеющий в исходном виде определенную
химическую структуру;
5. В костях содержатся неорганические
вещества, которые могут быть предметом
отдельного исследования.
Рис. 1. Объекты радиоуглеродного
анализа: почва, уголь, кости
[1] van Klinken, G.J., and R.E.M. Hedges, 1992. Experiments on 14C dating of contaminated bone using peptides resulting from
enzymatic cleavage of collagen. Radiocarbon, 34(3):292-295.
2

3.

Что датируют в кости?
Компоненты
Компактное
вещество
Губчатое
вещество
Кальций
26,4 ± 0,4
21,4 ± 2,6
Общий белок
5,3 ± 0,4
5,68 ± 0,54
Оксипролин
2,77 ± 0,15
-
Коллаген
15,2 ± 0,2
19,6 ± 4,6
Неколлагеновые
белки
5,8 ± 1,1
6,5 ± 1,6
Гексозамины
0,11 ± 0,03
0,18 ± 0,01
Гексуроновая
кислота
0,09 ± 0,03
0,13 ± 0,03
Рибонуклеиновая
кислота
0,14 ± 0,04
0,18 ± 0,07
Дезоксирибонуклеи
новая кислота
0,21 ± 0,05
0,24 ± 0,15
Рис. 2. Строение кости
Таблица 1. Химический состав большеберцовой
кости человека (в граммах на 100г сухой
обезжиренной кости
3

4.

Подходы к обработке [2]
Механическая очистка, измельчение и удаление карбонатов
HCl нерастворимые
HCl растворимые
Выпаривание
досуха
Добавление 0,5% NaOH,
центрифугирование
NaOH
нерастворимые
NaOH
растворимые
Нейтрализация до pH=7 и
выпаривание досуха
Доведение до pH=3, нагревание до 90
0С, перемешивание 8 часов и
фильтрование
«В» фракция, растворимая
в щелочах органика
Растворимая фракция
Высушивание
«D» фракция
«А»
кислотрастворимая
фракция
Нерастворимая фракция
Выпаривание досуха
«С» фракция
[2] Taylor, R.E., 1992. Radiocarbon dating of bone: To collagen and beyond. In Taylor, R.E., A. Long, R.S. Kra (eds) Radiocarbon after
four decades: An Interdisciplinary Perspective, pp375-402. New York, Springer-Verlag
4

5.

0. Описание
sheep
cow
Характеризация:
• Вес
• Цвет
• Плотность
• Сохранность
• Наличие внешней
грязи (мел, плесень)
• Запах при распиле
• Пометки археологов
Рис. 3. Фрагменты костей овцы (слева) и коровы (справа)
5

6.

1. Механическая
обработка
Рис. 4. Очистка и распиливание,
аппарат Dremel.
6

7.

1. Механическая
обработка
2. Промывка
ДЕКАНТАЦИЯ и ИСПАРЕНИЕ
Рис. 4. Очистка и распиливание,
аппарат Dremel.
Рис. 5. Промывка H2O в УЗ-ванне (60W) с
дальнейшим высушиванием при 70◦С
7

8.

3. Дробление
Рис. 6. Получившийся порошок после
дробления костного материала
Для работы используют вибрационную
шаровую мельницу
8

9.

3. Дробление
4. Обезжиривание
ЭКСТРАКЦИЯ, ДЕКАНТАЦИЯ, ИСПАРЕНИЕ
Рис. 6. Порошок, получившийся после
дробления костного материала
Для работы используют вибрационную
шаровую мельницу
Рис. 7. Процесс растворения остатков жиров
в СH2Сl2 при перемешивании (180об/мин), с
последующим высушиванием при 70◦С
9

10.

5. Обработка ABA
HCl (0,25-1М) – NaOH (0,1М) - HCl (0,25-1М),
шейкер, центрифуга (3000 об/мин)
ХИМИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ, ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ, ДЕКАНТАЦИЯ
Рис. 8. Процесс последовательной обработки порошка кости кислотой и щелочью
10

11.

6. Желатинизация
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
Смесь доводят до рН = 3
HCl, сушат при 70◦С,
затем центрифугируют
12000 об/мин
Рис. 9.1 Центрифуга
Рис. 9.2. Замороженные растворы коллагена
11

12.

6. Желатинизация
7. Лиофилизация
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
ИСПАРЕНИЕ
Смесь доводят до рН = 3
HCl, сушат при 70◦С,
затем центрифугируют
12000 об/мин
Рис. 9.1 Центрифуга
Рис. 9.2. Замороженные растворы коллагена
Рис. 10. Лиофильная установка
12

13.

Вывод
Изотопный
анализ
археологических костных образцов
невозможно
осуществить
без
пробоподготовки,
неотъемлемой
частью которой являются методы
разделения и концентрирования.
Рис. 11. Готовый коллаген
Описание
Обработка АВА
Желатинизация
Измельчение
Обезжиривание и сушка
Очистка
Промывка и сушка
Дробление
Лиофилизация
Краткая схема пробоподготовки коллагена для изотопного анализа
13