Name: sampling and pretreatment of tooth enamel carbonate for stable carbon and oxygen isotope analysis
Uploaded: 2018-08-15T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 57 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Sampling and Pretreatment of Tooth Enamel Carbonate for Stable Carbon and Oxygen Isotope Analysis at JoVE.com

Max Planck Derneği bu araştırma yanı sıra son ayarı kadar kararlı izotop Laboratuvarı bölümü Arkeoloji, Max Planck Enstitüsü bilim insanlık tarihinin için finansman için teşekkür etmek istiyorum.

Aşağıdaki protokol kuralları ışık izotop kütle spektrometresi laboratuvar Max Planck Enstitüsü'nde insanlık tarihinin bilim izler. Ulusal ve uluslararası komiteler izinlerinden uygun etik nesli tehlike altında olan modern ya da tarihsel faunal örnekler içeren analizleri ve çağdaş paydaşların ilgi arkeolojik ve faunal malzeme kullanımı için aranan olmalıdır . Bu yazıda, arkeolojik ve fosil örnekleri kullanılan örnekleri vardı. Hiçbir yaşayan insanlar bu çalışmada kullanılan ve tam etik, kurumsal ve hükümet izinleri yıkıcı herhangi bir analiz için elde edilmiştir.
1. toplu örnekleme
Not: insanlar ve hayvanlar için toplu temel yöntemi diş mine bir tatbikat uygulama dişin bukkal kenarına örnektir.
<ol><li>Blaster vurdu bir alüminyum kullanarak diş (~0.1 mm) veya hafif aşınma matkap kurulumu kullanarak dış yüzeyi temizleyin. Bir el matkap (aşağıya bakın), matkap set-up bir chuck ile bağlı bile şeklinin biraz temiz elmas uçlu matkap ile kullanın. Nazik ve hatta aşınma bir oluk tüm büyüme eksenine paralel olarak gerçekleştirilmesini sağlamak (resim 1 ve Şekil 2).</li>
	<li>, Mümkün olan yerlerde, her insan için aynı diş bölümünde veya örneklenmiş hayvan yöntemi uygulamak girişimi. Not: ilk büyük azı dişleri etkileri23sütten kesme nedeniyle önlenmesini iken insan paleodietary araştırma, üçüncü büyük azı dişleri genellikle temsilcisi geç Genç/Yetişkin diyet olarak tercih. Tercih edilen diş her takson ve temsil, yaşam süresi için kullanılabilir örnekler ve soru altında eğitim ile değişir.</li>
	<li>İyi havalandırılmış bir odada diş minesini toz teneffüs önlemek için bir maske giyerken matkap. Gözleri korumak için gözlük takıyorum. Delinmiş örnek toz miktarı analizi, tedavi öncesi Protokolü ve diş boyutunu için kullanılan ekipman bağlı olarak değişir unutmayın. Örnek ısınma önlemek için düşük hızda matkap. Not: Yaklaşık, 4-8 mg örnek toz izotop oranı kütle spektrometresi ve diagenetic sınamak için bir online Gaz hazırlama ve giriş sistemi kullanarak birden çok analizleri için uygun bir hedef olduğunu. Seçilen matkap hız örnek kırılganlık bağlıdır ve deneme yanılma belli bir düzeyde gerektirir unutmayın. Genel olarak, bir el matkap üzerinde iki beş Bar güç yeterlidir. Diş tozu temiz alüminyum folyo bir parçası üzerinde matkap veya kağıt ağırlığında.</li>
	<li>Elde edilen emaye toz toplamak ve delme önce uygun şekilde hassas bir denge üzerinde Şeytan 1,5 mL mikro-santrifüj tüpü aktar. Her tüpün örnek atama (Şekil 3) ile etiketleyin. Örnek numaraları ve emaye ağırlık Laboratuvarı dizüstü yanı sıra elektronik bir veritabanını kaydedin.</li>
	<li>Her yeni diş delme önce ilk 0.5 M HCl sağlam doku üzerinde kullanarak kullanılan Matkap burguları temiz. Sonra matkap (aseton, metanol veya etanol gibi) organik bir çözücü ile yıkayın sağlam kağıt mendil kullanarak.</li>
	<li>Otururken, sondaj takip temiz iyice kullanarak özel bir çalışma alanı elektrikli süpürge, ya da bir faraş ve fırça. Metanol ile örnekleme alanı silin. Vakum veya hafifçe örnekleri arasında toz ve örnek toz kaldırmak için sıkıştırılmış hava ile matkap sprey.</li>
</ol>2. ardışık örnekleme
Not: Ardışık örnekleme çeşitli biçimlerde yaklaştı ve takson diş yanı sıra istenen zamansal çözünürlük boyutunu örnek, üzerinde bağlıdır.
<ol><li>Çok ince kaldırarak örnek diş yüzeyine temiz dış diş minesini tabakası (~0.1 mm).</li>
	<li>Örnekler diş taç tepesine emaye kök kavşak çalışan, büyüme eksenine dik bukkal yüzey boyunca matkap. Matkap yatay bantlar büyüme eksenine dikey bir 1-2 mm geniş oluk emaye katmanı arasında çıkan her örnek ile (Şekil 1 ve Şekil 4). Örnek ve elde edilen ölçüm kontamine gibi emaye dentin içine aracılığıyla Delme önlemek için dikkat ediniz. Not: Örnekleri sayısı istenen çözünürlüğüne bağlı olarak değişecektir ama c. 10/δ13C ve δ18O değerleri bir hypsodont Evcil hayvanların boyutu için mevsimsel değişiklikler çalışmaya uygun bir hedef gösterir.</li>
	<li>Örnekleme çizginin genişliğini matkap çapı tarafından belirlenen uygun matkap her örnek için seçin.</li>
	<li>Teçhizat set-up artımlı örnekleri (Şekil 2) daha fazla sayıda gerektiren daha hassas dişler için kullanın (Örneğin., insan dişleri), yanı sıra daha istikrarlı delme gibi için. Matkap, güvenli bir şekilde, matkap aşağı doğru işaret tutan teçhizat stand ayarlayın. Not: dört örnekleri el yaklaşım24kullanarak kalıcı insan azı kolayca elde edilebilir, ancak daha rafine örnekleme bir teçhizat gerektirir veya olmayacak CO2 lazer ablasyon yaklaşımı burada14ele. Başka bir ortak yaklaşım bir yarı otomatik microsampling25kullanmaktır.</li>
	<li>Diş tutun veya bir kelepçe takın. Diş minesini karşı matkap basın ve basınç uygulayın. Örnekleri artımlı olarak bukkal yüzeyi boyunca apex (oklüzal yüzey) için emaye-kök Kavşağı (ERJ) bulunduğu konumda taç Bankası gidilen. Strateji her ardışık çizgi paralel önceki örnek satıra birden çok kez sondaj sondaj aynı örnek çoğaltma. Küçük silindirik elmas matkap gibi koyun büyük azı dişleri, çapı 1 mm (Şekil 1 c) ile hassas dişler için kullanın.</li>
	<li>Çap pergeli kullanarak ERJ her örnekleme satırından uzaklığı ölçmek ve bu mesafe ürününü karşılaştırma listesine kaydedin.</li>
	<li>Adımları 1.3-1.6 yukarıdaki izleyin. Not: hassas dişleri çözümlenmekte ve tedavi öncesi ve diagenetic kontrol yöntemleri uygulanmaz, örnekleri 1-4 mg küçük bir on-line Gaz hazırlama ve giriş set-up karbonat analizi için üzerinde güvenilir sonuçlar üretecektir. Değiştirilen otomatik-periferik sistemleri daha düşük örnek ağırlıkları kullanımını kolaylaştırabilir, ancak kaçınılmaz olarak karbonat okudu emaye (wt % 4-5)26,27' deki oranı tarafından sınırlı. Araştırmacılar laboratuarda örnekleri örnek gerekli miktarını belirlemek için ölçülebilir nereye başvurmanız gerekir.</li>
</ol>3. Fourier Transform Infrared spektrometresi/Attenuated toplam yansıma yöntemi
<ol><li>Toplam yansıma zayıflatılmış yöntemi için bir örnek odası arka plan, vakum altında veya normal atmosferik koşullar oluşturun.</li>
	<li>Diş minesini yaklaşık 1 mg bir spatula kullanarak örnek odasında elmas kristal üzerine getirin. Daha düşük ve sonrası, örnek ve elmas plaka arasında sıkı bir bağlantı kadar örnek sonrası güvenli. Örnek odası ile veya olmadan bir vakum kuruluyor, ayarı veya kullanılabilirlik bağlı olarak kapatın.</li>
	<li>64 kez wavenumber 400 ile 4000 cm-1arasında değişen için örnek FTIR spectra ölçmek. İdeal olarak farklı aliquots alınan ve sonra döndürülen örnek konut microcentrifuge tüp ile üç çoğaltır analizini sağlam sonuçları sağlayacaktır rağmen çoğaltır istediğiniz sayıda çalışma, hedeflere göre değişiklik gösterir.</li>
	<li>Spatula ile metanol her aliquot arasında her örnek arasında temiz.</li>
	<li>Mevcut yazılım kullanarak temel düzeltme gerçekleştirin. Yazılım otomatik olarak elde edilen FTIR profili örnek odası kökenli çıkarır. Daha iyi tekrarlanabilirlik emin olmak için sadece emaye spectra 0,06 ~1035 cm-1 , en yüksek fosfat grubu en az bir absorbans ile dikkate alınmalıdır.</li>
	<li>Ortak ikincil kirletici karbonat kalsit tüm örneklerde varlığı 711 cm-1zirve denetleyerek izlemek.</li>
	<li>Analiz, dikkatle örnekleri bir spatula veya emme cihazı kullanarak kendi microcentrifuge tüpler dönmek ve Önarıtma veya analiz sonraki sahneye götür.</li>
	<li>Bir .csv dosyası olarak (veya benzeri) ham dalga boyu ve yoğunluğu verileri verme ve faiz endeksi hesaplamak için kullanın (yaygın olarak kullanılan dizinler dahil A-site fosfat dizini, B-site fosfat dizini, fosfat Crystallinity indeksi, su-Amid fosfat dizin üzerinde ve CO3/PO4 17,18,19dizin) (Tablo 1).</li>
	<li>FTIR modern faunal diş minesini veri kümeleri doğa ve diagenetic değişiklik için kapsamını belirlemek için edebiyat19,20 dakikaya kullanılabilir büyüyen şimdi için fosil veya arkeolojik örneklerinden sonuçları Karşılaştır örneklenmiş emaye.</li>
</ol>4. basit asetik asit (0,1 M) Önarıtma
<ol><li>Emaye toz her örnek için bir denge uygun şekilde kullanarak bir microcentrifuge tüp tartın. Buna göre tüp etiketleyin. Emaye toz parçacıkları benzer büyüklükte ile aynı derecede toprağa olmalıdır. Not: Pek çok araştırmacı seyreltik çamaşır suyu (NaClO) gibi bir oksitleyici ajan kullanmak veya % 30 hidrojen peroksit (H2O2) bir örnek ve bu organik kaldırmak için bu noktada eklenmelidir. Ancak, sadece bu reaktifler kararlı karbon ve oksijen izotop değerleri örneği alter, ama % 100 fosforik asit karbonat içinde kullanılan spectra kemik kollajen numunelerin hazırlanması ve giriş bir on-line gaz sisteminde göstermek ölçüm organik örnekler (Şekil 5), bu adım gerekli değildir düşündüren tepki vermez.</li>
	<li>0.1 mL 0.1 M asetik asit (başına 1 mg emaye) bir pipet kullanarak her örnek ekleyin. Pipet örnekleriyle dokunmaktan kaçının. Örnek ve pipet kişiye gelirsen, çapraz bulaşma önlemek için sonraki örnek için yeni bir pipet kullanın.</li>
	<li>Kışkırtmak, sallayarak veya bir elektronik karıştırıcı (Şekil 3) ve sonra 10 dk. emaye toz uzun bir süre için asetik asit bırakılmamalıdır için oturmak örnekleri bırakın (> 4 h).</li>
	<li>Örnekleri microcentrifuge 13,700 x g de 2 min için yerleştirin. Not: Bir düşük maliyetli alternatif daha az örnekleri tutan ancak zaman büyük örnek kümeleriyle ilgili daha az zaman alıcı 3.500 x g, 4 dk için mini santrifüj kullanmaktır.</li>
	<li>Microcentrifuge programı sona erdiğinde, asetik asit 2 mL Ultrasaf Su temiz bir pipet, sonra microcentrifuge 13,700 x g de 2 min için örnekler kullanarak değiştirin.</li>
	<li>Ultrasaf Su iki kez daha önceki gibi değiştirmek ve tarafsızlık için test. Kalan sıvı bir pipet (süpernatant bozmadan) kullanarak kaldırın. Not: Tarafsızlık için almak için standart bir prosedür Ultrasaf Su ile üç yıkama toplamıdır. Tarafsızlık ulaşılana kadar örnek yıkanmalıdır.</li>
	<li>Parafilm (1 cm × 1 cm) yaprak keser ve her microcentrifuge tüp yerleştirir. Örnek uygun şekilde kurur keskin bir nesne kullanarak ortasında küçük bir delik açmak.</li>
	<li>Tüpler bir dondurucuda kalan herhangi bir sıvı kaldırmak için kuru yerleştirin. Not: bir donma kurutma makinesi kullanılabilir, yumuşak fırın ise kurutma (40 ° C) da bir olasılık ve kararlı karbon ve oksijen izotop verileri herhangi bir yan etkisi olmamalıdır.</li>
	<li>Bir kez kuru, Parafilm kaldırmak ve microcentrifuge kapaklarını kapatın. Tüp etiketleme doğru olduğundan emin olun ve yeniden yazmak gerekirse. Not: Bu ın labs sınırlı fonları ile örnekleri dağıtım öncesinde son aşamada başka bir yerde analiz için olabilecek, tartmak için depolama önce son aşamada olduğunu.</li>
</ol>5. tartma ve örnekleri ve standartları ölçme
<ol><li>Bir spatula kullanarak, yaklaşık olarak 2 mg emaye tozu 0,001 mg (Şekil 6) hassas bir denge üzerinde teneke diske dışarı tartın. Ardından dikkatle örnek fosforik asit dirençli borosilikat cam şişe aktarın. Emaye bu miktarı nedeniyle karbonat diş mine nispeten küçük oranda güvenilir sonuç vermeye gerek yoktur.</li>
	<li>Spatula metanol kullanarak örnekleri arasında temiz ve taze, temiz bir disk kullanın veya her örnek için gemi ağırlığında.</li>
	<li>IAEA NBS18, IAEA 603, IAEA CO8 veya Merck CaCO3gibi uluslararası bir standart 0.2 mg tartın. Şirket içinde bir standart büyük bir diş minesini homojenize yapılan iyi20kullanılabilir. 76 örnekler ve standartları, kullanım 61 örnekleri ve 15 standartlarına tam bir çalışma için hangi eşit olarak dağıtılacak bütün Çalıştır. Çeşitli çalışmalarda standartlar ve arkeolojik araştırmalar20,28ayrıntılarda uygun sayıda bildirdi. Not: Tekrarlanan Önarıtma ve ishal arkeolojik örneklerin bir dizi genelinde ev standart bir emaye analizini de okudu örnekleri için uygun bir tedbir doğruluğu sağlamak büyük olasılıkla20.</li>
	<li>Özel olarak tasarlanmış kapakları, septum sıkı ama değil şişeyi sucked kadar iğne için erişilebilir sıkın. Septum üzerinde baskı çok güçlü alacak ve sonuçta kırık bir iğne çözümleme sırasında neden olabilir gibi üzerinde kapağı sıkın değil. Tüpleri Isıtma bloğun 70 ° C'de listelenen sırayla yerleştirin Sırasını ve örnekler ağırlıkları güvenilir bilgisayar yazılımı girdiği için kaydedilmelidir.</li>
	<li>Üç adım takip ederek örnekleri ölçmek: 1) floş örnekleri ile saf helyum doldurun, 2) fosforik asit ekleyin, 3) ölçmek örnek.<ol>
<li>Saf helyum (grade 5.0) 100 mL/dk ortam havası floş 5 min için bir akış ile örnekleriyle floş.</li>
		<li>4-5 damla fosforik asit (% 99, Yoğunluk 1.85 g/mL) karbonat içeren örnek. Örnek ve H3PO4 arasındaki reaksiyon başlar. Reaksiyon sırasında CO2 Karbonat İyon CO32 - örnek izotopik değerini taşıyan yayınlandı.</li>
		<li>CO2 denge ulaşılana kadar örnek başına 1 saat bekleyin. 1 saat sonra örnekleri güvenilir sonuçlar elde etmek için ölçülmelidir. Sırasında satın alma, bir örnek gazı karışımı ve cihazın o geçer. Kurutma bir sahne örnek Gaz karışım su kaldırır.</li>
		<li>Örnek üç CO2 başvuru gaz bilinen izotopik bileşimi ile doruklarına başlayarak ölçmek. En yüksek yoğunluk yoğunluğu (arasında 4000-8000 mV) örnek doruklarına eşleştirmek için 4000 mV olmalıdır. Üç başvuru gaz doruklarına 20 sn uzun ve 30 sn ayrı olmalıdır. Ölçüm aralığı örnek tanımlama ile izleyin. Örnek 5 için 10 kez ölçmek s her ve 55 s ayrı. Pik yüksekliği uygun taşıma örnek/helyum karışımı (Şekil 5) gösteren zaman içinde azalır emin olun. Not: ölçüm sırasında bilinen izotopik değeri, pik yüksekliği ve başvuru gaz pik yüksekliği olan tepe ve alanları örnekleri doruklarına karşılaştırarak örnek izotopik kompozisyon yazılım hesaplar. Ham 13C /12C ve 18O /16O kompozisyon örnek hesaplanır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Örnekleri ölçüm sonra normale. Not: başvuru gaz aynı kimyasal ve fiziksel yolu kütle spektrometre tanıttığında örnek gaz olarak geçmesi değil çünkü bu önemlidir. Bu nedenle, bu örnekleri Ayrıca bu aynı fiziksel ve kimyasal tedavi çalışması içinde örnek olarak20tabi uluslararası standartlara (adım 5.3) kalibre esastır. Bu uluslararası karbonat standartları üzerine Uluslararası delta ölçüm ölçek örnekleri iki nokta kalibrasyon ve hassasiyet ve tekrarlanabilirlik belirli bir çalışma boyunca değerlendirilmesi etkinleştirin.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Balasse, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstructing+dietary+and+environmental+history+from+enamel+isotopic+analysis:+time+resolution+of+intra-tooth+sequential+sampling.">Reconstructing dietary and environmental history from enamel isotopic analysis: time resolution of intra-tooth sequential sampling.</a> International Journal of Osteoarchaeology. 12 (3), 155-165 (2002).</li><li>Balasse, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+biases+in+sampling+design+and+interpretation+of+intra-tooth+isotope+analysis.">Potential biases in sampling design and interpretation of intra-tooth isotope analysis.</a> International Journal of Osteoarchaeology. 13 (1-2), 3-10 (2003).</li><li>Lee-Thorp, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+isotopes+and+old+bones.">On isotopes and old bones.</a> Archaeometry. 50 (6), 925-950 (2008).</li><li>Clementz, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insight+from+old+bones:+stable+isotope+analysis+of+fossil+mammals.">New insight from old bones: stable isotope analysis of fossil mammals.</a> Journal of Mammalogy. 93 (2), 368-380 (2012).</li><li>Loftus, E., Roberts, P., Lee-Thorp, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+isotopic+generation:+four+decades+of+stable+isotope+analysis+in+African+archaeology.">An isotopic generation: four decades of stable isotope analysis in African archaeology.</a> Azania: Archaeological Research in Africa. 51 (1), 88-114 (2016).</li><li>Ventresca Miller, A. R., Makarewicz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotopic+approaches+to+pastoralism+in+prehistory:+Diet,+mobility,+and+isotopic+reference+sets.">Isotopic approaches to pastoralism in prehistory: Diet, mobility, and isotopic reference sets.</a> Isotopic Investigations of Pastoralism in Prehistory. , 1-14 (2018).</li><li>Hollund, H. I., Ariese, F., Fernandes, R., Jans, M. M. E., Kars, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+an+alternative+high-throughput+tool+for+investigating+bone+diagenesis:+FTIR+in+attenuated+total+reflection+(ATR)+mode.">Testing an alternative high-throughput tool for investigating bone diagenesis: FTIR in attenuated total reflection (ATR) mode.</a> Archaeometry. 55 (3), 507-532 (2013).</li><li>LeGeros, R. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+phosphates+in+oral+biology+and+medicine.">Calcium phosphates in oral biology and medicine.</a> Monographs in oral sciences. 15, 109-111 (1991).</li><li>Lee-Thorp, J. L., Van Der Merwe, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+isotope+analysis+of+fossil+bone+apatite.">Carbon isotope analysis of fossil bone apatite.</a> South African Journal of Science. 83 (11), 712-715 (1987).</li><li>Cerling, T. E., Harris, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+isotope+fractionation+between+diet+and+bioapatite+in+ungulate+mammals+and+implications+for+ecological+and+paleoecological+studies.">Carbon isotope fractionation between diet and bioapatite in ungulate mammals and implications for ecological and paleoecological studies.</a> Oecologia. 120 (3), 347-363 (1999).</li><li>Koch, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotopic+study+of+the+biology+of+modern+and+fossil+vertebrates.">Isotopic study of the biology of modern and fossil vertebrates.</a> Stable Isotopes in Ecology and Environmental Science. , 99-154 (2007).</li><li>Nelson, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Wheeler's Dental Anatomy, Physiology and Occlusion-E-Book. , (2014).</li><li>Tsutaya, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+cradle+to+grave:+multi-isotopic+investigations+on+the+life+history+of+a+higher-status+female+from+Edo-period+Japan.">From cradle to grave: multi-isotopic investigations on the life history of a higher-status female from Edo-period Japan.</a> Anthropological Science. 124 (3), 185-197 (2016).</li><li>Sponheimer, M., Passey, B. H., De Ruiter, D. J., Guatelli-Steinberg, D., Cerling, T. E., Lee-Thorp, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotopic+evidence+for+dietary+variability+in+the+early+hominin+Paranthropus+robustus.">Isotopic evidence for dietary variability in the early hominin Paranthropus robustus.</a> Science. 314 (5801), 980-982 (2006).</li><li>Lee-Thorp, J., Sponheimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+case+studies+used+to+reassess+the+reliability+of+fossil+bone+and+enamel+isotope+signals+for+paleodietary+studies.">Three case studies used to reassess the reliability of fossil bone and enamel isotope signals for paleodietary studies.</a> Journal of Anthropological Archaeology. 22 (3), 208-216 (2003).</li><li>Zazzo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+and+enamel+carbonate+diagenesis:+a+radiocarbon+prospective.">Bone and enamel carbonate diagenesis: a radiocarbon prospective.</a> Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 416, 168-178 (2014).</li><li>Sponheimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Isotopic paleoecology of the Makapansgat Limeworks fauna (Australopithecus africanus, South Africa). , (1999).</li><li>Sponheimer, M., Lee-Thorp, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alteration+of+enamel+carbonate+environments+during+fossilization.">Alteration of enamel carbonate environments during fossilization.</a> Journal of Archaeological Science. 26 (2), 143-150 (1999).</li><li>Roche, D., S&#233;galen, L., Balan, E., Delattre, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preservation+assessment+of+Miocene-Pliocene+tooth+enamel+from+Tugen+Hills+(Kenyan+Rift+Valley)+through+FTIR,+chemical+and+stable-isotope+analyses.">Preservation assessment of Miocene-Pliocene tooth enamel from Tugen Hills (Kenyan Rift Valley) through FTIR, chemical and stable-isotope analyses.</a> Journal of Archaeological Science. 37 (7), 1690-1699 (2010).</li><li>Roberts, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calling+all+archaeologists:+guidelines+for+terminology,+methodology,+data+handling,+and+reporting+when+undertaking+and+reviewing+stable+isotope+applications+in+archaeology.">Calling all archaeologists: guidelines for terminology, methodology, data handling, and reporting when undertaking and reviewing stable isotope applications in archaeology.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. , (2018).</li><li>Snoeck, C., Pellegrini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+bioapatite+carbonate+pre-treatments+for+isotopic+measurements:+Part+1-Impact+on+structure+and+chemical+composition.">Comparing bioapatite carbonate pre-treatments for isotopic measurements: Part 1-Impact on structure and chemical composition.</a> Chemical Geology. 417, 394-403 (2015).</li><li>Pellegrini, M., Snoeck, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+bioapatite+carbonate+pre-treatments+for+isotopic+measurements:+Part+2-Impact+on+carbon+and+oxygen+isotope+compositions.">Comparing bioapatite carbonate pre-treatments for isotopic measurements: Part 2-Impact on carbon and oxygen isotope compositions.</a> Chemical Geology. 420, 88-96 (2016).</li><li>Wright, L. E., Schwarcz, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+carbon+and+oxygen+isotopes+in+human+tooth+enamel:+identifying+breastfeeding+and+weaning+in+prehistory.">Stable carbon and oxygen isotopes in human tooth enamel: identifying breastfeeding and weaning in prehistory.</a> American Journal of physical anthropology. 106 (1), 1-18 (1998).</li><li>Roberts, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fruits+of+the+forest:+Human+stable+isotope+ecology+and+rainforest+adaptations+in+Late+Pleistocene+and+Holocene+(&#8764;+36+to+3+ka)+Sri+Lanka.">Fruits of the forest: Human stable isotope ecology and rainforest adaptations in Late Pleistocene and Holocene (&#8764; 36 to 3 ka) Sri Lanka.</a> Journal of human evolution. 106, 102-118 (2017).</li><li>Zazzo, A., Balasse, M., Patterson, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+&#948;13C+intratooth+profiles+in+bovine+enamel:+Implications+for+mineralization+pattern+and+isotopic+attenuation.">High-resolution &#948;13C intratooth profiles in bovine enamel: Implications for mineralization pattern and isotopic attenuation.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 69 (14), 3631-3642 (2005).</li><li>Sydney-Zax, M., Mayer, I., Deutsch, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbonate+content+in+developing+human+and+bovine+enamel.">Carbonate content in developing human and bovine enamel.</a> Journal of dental research. 70 (5), 913-916 (1991).</li><li>Rink, W. J., Schwarcz, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tests+for+diagenesis+in+tooth+enamel:+ESR+dating+signals+and+carbonate+contents.">Tests for diagenesis in tooth enamel: ESR dating signals and carbonate contents.</a> Journal of Archaeological Science. 22 (2), 251-255 (1995).</li><li>Szpak, P., Metcalfe, J. Z., Macdonald, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Best+practices+for+calibrating+and+reporting+stable+isotope+measurements+in+archaeology.">Best practices for calibrating and reporting stable isotope measurements in archaeology.</a> Journal of Archaeological Science: Reports. 13, 609-616 (2017).</li><li>Wright, L. E., Schwarcz, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correspondence+between+stable+carbon,+oxygen+and+nitrogen+isotopes+in+human+tooth+enamel+and+dentine:+infant+diets+at+Kaminaljuyu.">Correspondence between stable carbon, oxygen and nitrogen isotopes in human tooth enamel and dentine: infant diets at Kaminaljuyu.</a> Journal of Archaeological Science. 26 (9), 1159-1170 (1999).</li><li>Schoeninger, M. J., Hallin, K., Reeser, H., Valley, J. W., Fournelle, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotopic+alteration+of+mammalian+tooth+enamel.">Isotopic alteration of mammalian tooth enamel.</a> International Journal of Osteoarchaeology. 13 (1-2), 11-19 (2003).</li></ol>

Yazarlar hiçbir çıkar çatışması beyan ederim.

Başarılı (toplu ve artımlı) örnekleme sorunları diş bilgi erişimine sondaj teknikleri ile ilgili olarak ve numune hazırlama, nispeten ucuz ekipman yatırımı yanında. Bu sorunlara açık zaman örnekleme ve tedavi öncesi yaklaşımları ile ilgili yönergeler mevcuttur kolayca halledilebilir. Bu makalede, bunlar açık, özlü bir biçimde araştırmacılar bu yöntemlere yeni için Dissemine umuyoruz. Bilim adamları ilk kez bu yöntemleri uygulayarak önce analiz ve örnekleme değerli örnekleri arkeoloji...

Diş minesini karbonat stabil karbon ve oksijen izotop analiz insan diyet alımı, sütten kesme ve mobilite yanı sıra bitki örtüsü, hayvan ve hayvan foddering hareketi faunal güven geçmiş çalışma için kullanılmıştır. Bu uygulamalar edilmiş kapsamlı bir şekilde ele ve çevresel koşullar yerel kurutmak, sıcaklık, su kaynakları ve bitki örtüsü besteleri1,2, etkileri gösteren çeşitli için gözden 3,4,5,6. Arkeoloji ve paleontoloji potansiyel uygulamalar çeşitliliği yanı sıra diş minesini karbonat, iyi korunması, kararlı izotop çalışmaları3için çekici bir malzeme sağlamıştır. Örnekleme, Önarıtma ve diagenesis tarama yöntemleri bir dizi önceki yayınları1,7kısaca açıklanmıştır. Ancak, ayrıntılı sözlü ve görsel gösteriler büyük ölçüde kullanılamaz, özellikle için insanlar dışında arkeolojik fen laboratuarları ve nerede bu tekniğin kullanımı ilgi artmaktadır sınırlı fonları ile laboratuvar grupları arasında kalır 5.
Diş minesini öncelikle hidroksiapatit (bioapatite) crystallites8 / kemik yapım o öldükten sonra diagenetic iyonik oyuncu değişikliği ve kirlenme3daha dayanıklı, daha büyük oluşur. Modern çalışmalar kararlı karbon izotop (δ13C) ölçümleri faunal diş güvenilir bir şekilde kayıt hayvan beslenme ve davranış9,10emay gösterdi. Diş minesini istikrarlı oksijen izotop (δ18O) değerinin bitki ve hayvan gıdalar, içme suyu, solunum yanı sıra çeşitli çevresel etkileri su su içeren alınan su, oksijen izotopik bileşimi tarafından belirlenir daha fazla izotopik ayırma için neden olabilir (Örn., kuraklık, sıcaklık, rakım, yağış miktarı, kıta yer)11. Bu arkeolojik, paleoecological ve paleontolojik araştırmada, diyet ve çevresel yeniden inşası için popüler bir yöntem sağlamıştır.
Diş minesini oluşumu süre (yıl) nispeten kısa olduğunu ve örnek diş bağlı olarak farklılık gösterir. İnsanlar için ilk molar emaye Doğum ve 3 yaşları arasında mineralizes, premolars 1,5 ile 7 yaş arasında mineralize, ikinci büyük azı dişleri 2.5 ile 8 yaş arasında mineralize ve 7-16 yaş12 arasında ergenlik sırasında üçüncü büyük azı dişleri mineralize . O diş minesini formları artımlı olarak oluşumu, süre içinde göz önüne alındığında, bu tüm büyüme eksen boyunca toplu olarak örnek veya ardışık olarak diyet ve çevre13 oluşumu döneminde meydana gelen değişiklikleri öğrenmek için örnek . Kronolojik olarak sıralanan diyet değişikliği içinde belirli bir diş observable arası yıllık mevsimlik ve diyet varyasyon ile ilgili bilgi sağlayan diğer hayvanlar1,14ve insanlar için olduğunu.
Emaye diagenesis için genellikle dayanıklı olmakla birlikte, mezar ortamından kaynaklanan izotopik modifikasyonlar mümkündür ve15,16deneysel kontrol ve tedavi öncesi seçimler faydalı hale, gözlemledim. Yalnızca kullanılabilir yöntemi değildir, ancak Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopi (FTIR), özellikle modunda zayıflatılmış iletim, hızlı, ucuz ve diş minesini taphonomic değişiklik değerlendirmek için nispeten erişilebilir yöntemi olarak ortaya çıkmıştır, Özellikle paleontolojik bağlamlarda17,18,19,20. Ancak, ayrıntılı iletişim kuralları ve kayıt standartlar nispeten ulaşılmaz-e doğru Jeokimya veya malzeme bilim alanları dışında birçok kişi kalır.
Tepki süreleri ve araştırmacılar tarafından diş minesini Önarıtma içinde istihdam kimyasallar da önemli ölçüde bu değişkenliği kararlı karbon ve oksijen izotop değerleri örnek21 için ne olarak genellikle sınırlı dikkate alınarak literatürde değişebilir ,22. Burada, emaye toz örnekleri Önarıtma için bir yaklaşım kullanır asetik asit (0,1 M) seyreltik raporu. Ancak, izotopik ölçümleri Önarıtma kaynaklanan farklılıkları diş minesini için görece küçük olduğunu göz önüne alındığında,11kullanıcıların verilerini karşılaştırmak istedikleri veri kümeleri için protokolleri takip araştırmacılar için en iyisidir. Nerede küçük sıralı örnekleri alınır, özellikle Holosen örnekleri üzerinde Ayrıca, hiçbir ön (pilot diagenetic testleri) örnek israfını önlemek için seçilebilir.
Biz burada rapor yöntemleri suretiyle bilgimizi yeni olmakla birlikte, bu ayrıntılı yazılı ve görsel belgeleri toplu ve ardışık örnekleme, tedavi öncesi seçimler ve diagenetic onay Yöntemleri (FTIR formu) diş emay ilk. yaygın olarak kullanılan bir çeşitli Akademik dinleyiciye yapılmıştır. Umarız çabalarımızı-ecek yapmak bu yaklaşım bireylerin ve laboratuvarlar daha geniş bir dizi için daha kolay erişilebilir iken, uygulamak ve bu teknik yayımlamak isteyen araştırmacılar raporlama standartları, diagenetic dikkat edilmesi gereken noktalar, en az farkında olmalı ve sunu gereksinimleri başka bir yerde20, aynı zamanda onların çalışma bölge takson analiz, benzersiz olması ve dönem5zaman potansiyel yorumsal karmaşıklığı uyarlanan.

<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>Diamond-tipped drill bit</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>1.5 mL micro-centrifuge tube</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t2422?lang=de&amp;amp;region=DE&amp;amp;gclid=EAIaIQ&lt;br/&gt;obChMI7pHRpauW2QIV77ftCh1p1&lt;br/&gt;wjhEAAYASAAEgKzkvD_BwE</td></tr><tr><td>Methanol</td><td></td><td></td><td>Linear Formula:&amp;nbsp;CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;OH</td></tr><tr><td>Acetic Acid</td><td></td><td></td><td>Linear Formula:&amp;nbsp;CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;H</td></tr><tr><td>Dremel rig set-up (workstation)</td><td>Dremel</td><td></td><td>https://www.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/220-01-workstation</td></tr><tr><td>Microcentrifuge</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/75002401</td></tr><tr><td>Mini-centrifuge</td><td>Sprout</td><td></td><td>http://www.heathrowscientific.com/sprout-mini-centrifuge-4</td></tr><tr><td>Freeze drier</td><td>Zirbus Technology</td><td></td><td>http://www.zirbus.com</td></tr></tbody></table>

sampling and pretreatment of tooth enamel carbonate for stable carbon and oxygen isotope analysis

İnsan ve hayvan diş minesini karbonat stabil karbon ve oksijen izotop analizi paleodietary, paleoecological ve paleoenvironmental araştırma son tarihsel dönemlere ait geri 10 milyon yıldan fazla için uygulanmıştır. Bir diş içinde sıralı örnekleri bu dönemde beslenme ve çevre değişiklikleri izleyebilirsiniz iken toplu yaklaşımlar emaye Qafqaz, süre için temsil edici bir örnek sağlar. Bu metodolojileri edilmiş yaygın olarak uygulanan ve Arkeoloji, ekoloji ve paleontoloji bölümünde açıklandığı iken, gerekli laboratuar ekipmanları seçiminde yardımcı olmak için ve iyice ayrıntılı laboratuvar örnekleme açıklamak için hiçbir açık kurallar olmuştur ve iletişim kuralları. Bu makalede, biz onlara ve görsel olarak, işlemin tamamı örnekleme yöntemi araştırmacılar çeşitli laboratuvar ayarları kendi uygulamasında dikkate alınarak daha yaygın olarak kullanılabilir yapmak için tedavi öncesi ve diagenetic tarama yoluyla gelen belge.

Yukarıda sunulan örnekleme işlemi uygulayarak, artımlı emaye bioapatite örnekleri hazırlanmıştır. Mine bioapatite analizi, ister toplu veya artımlı örnekleme doğruluğunu bağlıdır. Bu durumda, farklı iklim bölgeleri arkeolojik örnekleri (iki koyun) sonuçlarını seçtiniz. Artımlı örnekleri koyun ikinci büyük azı dişleri analiz ve ERJ (Şekil 4) başlayan etiketli. Artımlı örnek mekanlar numaralandırılmış ve her konum uzakl?...

Watch this Scientific Journal Video about Sampling and Pretreatment of Tooth Enamel Carbonate for Stable Carbon and Oxygen Isotope Analysis at JoVE.com

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

Örnekleme ve diş minesini Önarıtma kararlı karbon ve oksijen izotop analizi için karbonat

İnsan ve hayvan diş minesini karbonat stabil karbon ve oksijen izotop analizi bireysel diyet ve çevresel yeniden inşa için bir proxy olarak kullanılmıştır. Burada ayrıntılı bir açıklama sağlamak ve görsel belgeleri toplu ve sıralı diş mine örnekleme yanı sıra Önarıtma arkeolojik ve paleontolojik örnekleri.

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

sampling-pretreatment-tooth-enamel-carbonate-for-stable-carbon-oxygen

Research

JoVE Journal

Biochemistry

13.9K Görüntüleme.  Max Planck Institute for the Science of Human History. İnsan ve hayvan diş minesini karbonat stabil karbon ve oksijen izotop analizi bireysel diyet ve çevresel yeniden inşa için bir proxy olarak kullanılmıştır. Burada ayrıntılı bir açıklama sağlamak ve görsel belgeleri toplu ve sıralı diş mine örnekleme yanı sıra Önarıtma arkeolojik ve paleontolojik örnekleri.

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

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate the environment. This radiocarbon signal &#8212; or rather the absence of signal &#8212; is evenly distributed throughout a contaminant source pool (unlike an added tracer) and is not impacted by biological, chemical or physical processes (e.g., the 14C radioactive decay rate is immutable). If the fossil-derived contaminant is fully degraded to CO2, a harmless end-product, that CO2 will contain no radiocarbon. CO2 derived from natural organic matter (NOM) degradation will reflect the NOM radiocarbon content (usually &#60;30,000 years old). Given a known radiocarbon content for NOM (a site background), a two end-member mixing model can be used to determine the CO2 derived from a fossil source in a given soil gas or groundwater sample. Coupling the percent CO2 derived from the contaminant with the CO2 respiration rate provides an estimate for the total amount of contaminant degraded per unit time. Finally, determining a zone of influence (ZOI) representing the volume from which site CO2 is collected allows determining the contaminant degradation per unit time and volume. Along with estimates for total contaminant mass, this can ultimately be used to calculate time-to-remediate or otherwise used by site managers for decision-making.

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

A protocol is described wherein CO2 mineralized from organic contaminant (derived from petroleum feedstocks) biodegradation is trapped, quantified, and analyzed for 14C content. A model is developed to determine CO2 capture zone's spatial extent. Spatial and temporal measurements allow integrating contaminant mineralization rates for predicting remediation extent and time.

Ölçme Karbon bazlı Kirletici Mineralleştirme Kombine CO kullanma<sub&gt; 2</sub&gt; Akı ve Radyokarbon Analizleri

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate ...

Çevre

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonate (CaCO3) profiles. The objective is to describe a simple conceptual model and detailed protocol for repeatable field and laboratory measurements of these quantities. Here, accurate elevation is measured using a ground-based differential global positioning system (GPS); other data acquisition methods could be applied to the same basic method. Soil samples are collected from prescribed depth intervals and analyzed in the lab using an efficient and precise modified pressure-calcimeter method for quantitative analysis of inorganic carbon concentration. Standard statistical methods are applied to point data, and representative results show significant correlations between changes in soil surface layer CaCO3 and changes in elevation consistent with the conceptual model; CaCO3 generally decreased in depositional areas and increased in erosional areas. Maps are derived from point measurements of elevation and soil CaCO3 to aid analyses. A map of erosional and depositional patterns at the study site, a rain-fed winter wheat field cropped in alternating wheat-fallow strips, shows the interacting effects of water and wind erosion affected by management and topography. Alternative sampling methods and depth intervals are discussed and recommended for future work relating soil erosion and deposition to soil CaCO3.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonates. Repeatable methods for field and laboratory measurements of these quantities and data analysis methods are described here.

Ölçme ve toprak erozyon ve toprak karbonat konsantrasyonları tarım Yönetimi'nin altında ilgili ifade eşleme

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Two-way Valorization of Blast Furnace Slag: Synthesis of Precipitated Calcium Carbonate and Zeolitic Heavy Metal Adsorbent

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with sufficient heavy metal adsorption capacity. To this end, blast furnace slag, a residue from iron-making, is utilized as the starting material. Calcium is selectively extracted from the slag by leaching with acetic acid (2 M CH3COOH) as the extraction agent. The filtered leachate is subsequently physico-chemically purified and then carbonated to form precipitated calcium carbonate (PCC) of high purity (&lt;2 wt% non-calcium impurities, according to ICP-MS analysis). Sodium hydroxide is added to neutralize the regenerated acetate. The morphological properties of the resulting calcitic PCC are tuned for its potential application as a filler in papermaking. In parallel, the residual solids from the extraction stage are subjected to hydrothermal conversion in a caustic solution (2 M NaOH) that leads to the predominant formation of a particular zeolitic mineral phase (detected by XRD), namely analcime (NaAlSi2O6&#8729;H2O). Based on its ability to adsorb Ni2+, as reported from batch adsorption experiments and ICP-OES analysis, this product can potentially be used in wastewater treatment or for environmental remediation applications.

A protocol for the parallel production of precipitated calcium carbonate and zeolitic material from blast furnace slag via mineral carbonation and alkaline hydrothermal conversion, respectively, is presented. The performance of the zeolitic material towards nickel adsorption is tested.

Yüksek Fırın Cüruf iki yönlü Valorizasyon: çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat ve Zeolitik Ağır Metal Adsorban Sentezi

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with ...

Mühendislik

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

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in agricultural soils. To this end, the core soil samples taken at different depth (including 0-15 cm, 15-30 cm, and 30-60 cm profiles) are collected from an agriculture field, the topsoil of which has already been enriched with an alkaline earth metal silicate containing mineral (such as wollastonite). After transporting to the laboratory, the soil samples are air-dried and sieved. Then, the inorganic carbon content of the samples is determined by a volumetric method called calcimetry. The representative results presented herein showed five folded increments of inorganic carbon content in the soils amended with the Ca-silicate compared to control soils. This compositional change was accompanied by more than 1 unit of pH increase in the amended soils, implying high dissolution of the silicate. Mineralogical and morphological analyses, as well as elemental composition, further corroborate the increase in the inorganic carbon content of silicate-amended soils. The sampling and analysis methods presented in this study can be adopted by researchers and professionals looking to trace pedogenic inorganic carbon changes in soils and subsoils, including those amended with other suitable silicate rocks such as basalt and olivine. These methods can also be exploited as tools for verifying soil inorganic carbon sequestration by private and governmental entities to certify and award carbon credits.

The verification method described here is adaptable for monitoring pedogenic inorganic carbon sequestration in various agricultural soils amended with alkaline earth metal silicate-containing rocks, such as wollastonite, basalt, and olivine. This type of validation is essential for carbon credit programs, which can benefit farmers that sequester carbon in their fields.

TarımSal Topraklarda Değiştirilen Silikat Minerallerinin Yıprağa MaruzLenmesi Nedeniyle Pedojenik inorganik Karbon Birikiminin İzlenmesi.

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in ...

Isolation of Quartz Grains for Optically Stimulated Luminescence (OSL) Dating of Quaternary Sediments for Paleoenvironmental Research

Optically stimulated luminescence (OSL) dating quantifies the time since mineral grains were deposited and shielded from additional light or heat exposure, which effectively resets the luminescence clock. The systematics of OSL dating is based on the dosimetric properties of common minerals, like quartz and feldspar. The acquired luminescence with exposure to natural ionizing radiation after burial provides a depositional age for many Quaternary sedimentary systems, spanning the past 0.5 Ma. This contribution details the procedures for separating pure quartz grains of a known range of particle sizes to facilitate luminescence analysis with small or single grain aliquots. Specifically, protocols are given for the needed data and interpretations for effective OSL dating of terrestrial sediment cores or sample tubes from exposures. These cores, 5-20 m long in 1.2 m sections, are split lengthwise and crown-cut leaving 80% of core volume undisturbed, which facilitates sampling of light-protected sediment for OSL dating deep within the core. Sediment samples are then subjected to a series of physical separations to obtain a certain grain-size interval (e.g., 150-250 &#181;m). Magnetic minerals are removed in wet and dry states using magnets. A series of chemical digestions starts with soaking in H2O2 to remove organic matter, followed by HCl exposure to remove carbonate minerals, followed by density separation. Subsequently, grains are soaked in HF for 80 min and after in HCl to render solely quartz grains. The mineralogic purity (&#62;99%) of the quartz extract is quantified with grain petrographic assessment and Raman spectroscopy. Repeating this quartz isolation procedure may be necessary with sediment that contains &#60;15% quartz grains. Excitation of the purified quartz grains by LED-derived blue and IR light allows calculations of the fast and IR depletion ratios, which are metrics to assess the dominance of luminescence emissions from quartz.

Isolation of Quartz Grains for Optically Stimulated Luminescence OSL Dating of Quaternary Sediments for Paleoenvironmental Research

This protocol is for the isolation of quartz grains by size for luminescence dating of sediments. Outlined are physical cleansing and chemical digestions by soaking sequentially in H2O2, HCl, HF, and HCl again to isolate quartz grains. The quartz purity is quantified with microscopic assessment, Raman spectroscopy, and IR depletion ratio.

Paleoçevresel Araştırmalar için Kuvaterner Sedimentlerin Optik Olarak Uyarılmış Lüminesans (OSL) Tarihlendirilmesi için Kuvars Tanelerinin İzolasyonu

Optically stimulated luminescence (OSL) dating quantifies the time since mineral grains were deposited and shielded from additional light or heat ...

Optimized Bone Sampling Protocols for the Retrieval of Ancient DNA from Archaeological Remains

The methods presented here seek to maximize the chances for the recovery of human DNA from ancient archaeological remains while limiting input sample material. This was done by targeting anatomical sampling locations previously determined to yield the highest amounts of ancient DNA (aDNA) in a comparative analysis of DNA recovery across the skeleton. Prior research has suggested that these protocols maximize the chances for the successful recovery of ancient human and pathogen DNA from archaeological remains. DNA yields were previously assessed by Parker et al. 2020 in a broad survey of aDNA preservation across multiple skeletal elements from 11 individuals recovered from the medieval (radiocarbon dated to a period of circa (ca.) 1040-1400 CE, calibrated 2-sigma range) graveyard at Krakauer Berg, an abandoned medieval settlement near Pei&#223;en Germany. These eight sampling spots, which span five skeletal elements (pars petrosa, permanent molars, thoracic vertebra, distal phalanx, and talus) successfully yielded high-quality ancient human DNA, where yields were significantly greater than the overall average across all elements and individuals. Yields were adequate for use in most common downstream population genetic analyses. Our results support the preferential use of these anatomical sampling locations for most studies involving the analyses of ancient human DNA from archaeological remains. Implementation of these methods will help to minimize the destruction of precious archaeological specimens.

The protocol presents a series of best practice protocols for the collection of bone powder from eight recommended anatomical sampling locations (specific locations on a given skeletal element) across five different skeletal elements from medieval individuals (radiocarbon dated to a period of ca. 1040-1400 CE, calibrated 2-sigma range).

Arkeolojik Kalıntılar'dan Antik DNA'nın Alınması için Optimize Edilmiş Kemik Örnekleme Protokolleri

The methods presented here seek to maximize the chances for the recovery of human DNA from ancient archaeological remains while limiting input sample ...

Genetik

Ratiometric Imaging of Extracellular pH in Dental Biofilms

The pH in bacterial biofilms on teeth is of central importance for dental caries, a disease with a high worldwide prevalence. Nutrients and metabolites are not distributed evenly in dental biofilms. A complex interplay of sorption to and reaction with organic matter in the biofilm reduces the diffusion paths of solutes and creates steep gradients of reactive molecules, including organic acids, across the biofilm. Quantitative fluorescent microscopic methods, such as fluorescence life time imaging or pH ratiometry, can be employed to visualize pH in different microenvironments of dental biofilms. pH ratiometry exploits a pH-dependent shift in the fluorescent emission of pH-sensitive dyes. Calculation of the emission ratio at two different wavelengths allows determining local pH in microscopic images, irrespective of the concentration of the dye. Contrary to microelectrodes the technique allows monitoring both vertical and horizontal pH gradients in real-time without mechanically disturbing the biofilm. However, care must be taken to differentiate accurately between extra- and intracellular compartments of the biofilm. Here, the ratiometric dye, seminaphthorhodafluor-4F 5-(and-6) carboxylic acid (C-SNARF-4) is employed to monitor extracellular pH in in vivo grown dental biofilms of unknown species composition. Upon exposure to glucose the dye is up-concentrated inside all bacterial cells in the biofilms; it is thus used both as a universal bacterial stain and as a marker of extracellular pH. After confocal microscopic image acquisition, the bacterial biomass is removed from all pictures using digital image analysis software, which permits to exclusively calculate extracellular pH. pH ratiometry with the ratiometric dye is well-suited to study extracellular pH in thin biofilms of up to 75 &#181;m thickness, but is limited to the pH range between 4.5 and 7.0.

A pH-sensitive ratiometric dye is used in combination with confocal laser scanning microscopy and digital image analysis to monitor extracellular pH in dental biofilms in real-time.

Diş Biyofilmler ekstraselüler pH rasyometrik Görüntüleme

The pH in bacterial biofilms on teeth is of central importance for dental caries, a disease with a high worldwide prevalence. Nutrients and metabolites ...

İmmünoloji ve Enfeksiyon

Micro-dissection of Enamel Organ from Mandibular Incisor of Rats Exposed to Environmental Toxicants

Enamel defects resulting from environmental conditions and ways of life are public health concerns because of their high prevalence. These defects result from altered activity of cells responsible for enamel synthesis named ameloblasts, which present in enamel organ. During amelogenesis, ameloblasts follow a specific and precise sequence of events of proliferation, differentiation, and death. A rat continually growing incisors is a suitable experimental model to study ameloblast activity and differentiation stages in physiological and pathological conditions. Here, we describe a reliable and consistent method to micro-dissect enamel organ of rats exposed to environmental toxicants. The micro-dissected dental epithelia contain secretion- and maturation-stage ameloblasts that may be used for qualitative experiments, such as immunohistochemistry assays and in situ hybridization, as well as for quantitative analyses such as RT-qPCR, RNA-seq, and Western blotting.

Understanding enamel formation and possible alterations requires the study of ameloblast activity. Here, we describe a reliable and consistent method to micro-dissect enamel organs containing secretion- and maturation-stage ameloblasts that may be used for further quantitative and qualitative experimental procedures.

Mikro-diseksiyon emaye Organ dan çene kemiğinde kesici sıçan için çevre Toxicants maruz

Enamel defects resulting from environmental conditions and ways of life are public health concerns because of their high prevalence. These defects result ...

Tıp

<meta charset="utf8"></head><body>Eksplant Modelleri Kullanılarak Kemik Oluşumunun Multimodal Analizi

Comprehensive Characterization of Tissue Mineralization in an Ex Vivo Model

The extensive characterization of tissue mineralization in the context of bone regeneration represents a significant challenge, given the numerous modalities that are currently available for analysis. Here, we propose a workflow for a comprehensive evaluation of new bone formation using a relevant large animal osseous ex vivo explant. A bone defect (diameter = 3.75 mm; depth = 5.0 mm) is created in an explanted sheep femoral head and injected with a macroporous bone substitute loaded with a pro-osteogenic growth factor (bone morphogenetic protein 2 - BMP2). Subsequently, the explant is maintained in culture for a 28-day period, allowing cellular colonization and subsequent bone formation. To evaluate the quality and structure of newly mineralized tissue, the following successive methods are set up: (i) Characterization and high-resolution 3D images of the entire explant using micro-CT, followed by deep learning image analyses to enhance the discrimination of mineralized tissues; (ii) Nano-indentation to determine the mechanical properties of the newly formed tissue; (iii) Histological examinations, such as Hematoxylin/Eosin/Saffron (HES), Goldner's trichrome, and Movat's pentachrome to provide a qualitative assessment of mineralized tissue, particularly with regard to the visualization of the osteoid barrier and the presence of bone cells; (iv) Back-scattering scanning electron microscopy (SEM) mapping with internal reference to quantify the degree of mineralization and provide detailed insights into surface morphology, mineral composition, and bone-biomaterial interface; (v) Raman spectroscopy to characterize the molecular composition of the mineralized matrix and to provide insights into the persistence of BMP2 within the cement through the detection of peptide bonds. This multimodal analysis will provide an effective assessment of newly formed bone and comprehensive qualitative and quantitative insights into mineralized tissues. Through the standardization of these protocols, we aim to facilitate interstudy comparisons and improve the validity and reliability of research findings.

<meta charset="utf8"></head><body>Yazar Spotlight: Kemik Rejenerasyon Araştırmalarında Doku Mineralizasyonunu Karakterize Etmek için İleri Teknikler

The proposed protocol entails a global approach to assess bone formation in the context of bone regeneration using multimodal analyses. It aims to provide qualitative and quantitative information on new bone formation, enhancing the rigor and validity of basic and pre-clinical investigations.

Örnekleme ve diş minesini Önarıtma kararlı karbon ve oksijen izotop analizi için karbonat

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Ölçme Karbon bazlı Kirletici Mineralleştirme Kombine CO kullanma