Name: sampling and pretreatment of tooth enamel carbonate for stable carbon and oxygen isotope analysis
Uploaded: 2018-08-15T14:30:00
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Wir möchten die Max-Planck-Gesellschaft für die Finanzierung dieser Forschung sowie die aktuelle Einstellung von einem stabilen Isotop Labor der Abteilung Archäologie, Max Planck Institut für die Wissenschaft der menschlichen Geschichte zu danken.

Das folgende Protokoll folgt den Richtlinien des Licht Isotop Mass Spectrometry Laboratory am Max Planck Institut für die Wissenschaft der menschlichen Geschichte. Entsprechenden Ethik Berechtigungen von nationalen und internationalen Gremien sollte für Analysen mit vom Aussterben bedrohten modernen oder historischen faunal Proben und für die Verwendung von archäologischen und faunal Material für zeitgenössische Beteiligten von Interesse angestrebt werden . In diesem Dokument wurden verwendeten Proben archäologisc...

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	<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. 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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>

Die Herausforderungen der erfolgreichen Probenahme (Bulk und inkrementelle) des Gebisses stützt sich auf den Zugang zu wissen bezüglich Bohrverfahren und Probenaufbereitung, neben der Ausrüstungsinvestitionen relativ preiswert. Diese Herausforderungen sind leicht überwindbar, wenn klare Anweisungen über sampling und Vorbehandlung Ansätze sind. In diesem Artikel wollen wir diese in eine klare und präzise Art und Weise für Forscher, die neu in diese Methoden verbreitet haben. Gelehrte, die Anwendung dieser Methoden...

Stabile Kohlenstoff und Sauerstoff-Isotop Analysen der Zahn Emaille Karbonat wurde verwendet, um vorbei an menschlichen Nahrungsaufnahme, Entwöhnung, und Mobilität sowie faunal Abhängigkeit von Vegetation, die Bewegung der Tiere und tierische foddering zu studieren. Diese Anwendungen wurden umfassend diskutiert und überprüft für eine Vielzahl von Umweltbedingungen zeigt die Auswirkungen der lokalen Trockenheit, Temperatur, Wasser-Quellen und Vegetation Kompositionen1,2, 3,4,5,6. Die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten in der Archäologie und Paläontologie sowie die gute Erhaltung der Zahn Emaille Carbonat, hat es einen attraktiven Werkstoff für stabiles Isotop Arbeit3gemacht. Probenahmeverfahren, Vorbehandlung und Diagenese Screening werden kurz in einer Reihe von früheren Publikationen1,7beschrieben. Gründliche verbale und visuelle Vorführungen bleiben jedoch weitgehend nicht verfügbar, insbesondere für Menschen außerhalb der archäologischen Wissenschaft Labors und unter laborgruppen mit beschränkten Mitteln wo steigt das Interesse an der Verwendung dieser Technik 5.
Zahnschmelz ist hauptsächlich von Hydroxylapatit (Bioapatite) Kristallite8 größer als diejenigen in den Knochen, so dass es weniger anfällig für Post-Mortem-diagenetischen Ionischen Substitutionen und Kontamination3zusammengesetzt. Moderne Studien haben gezeigt, dass stabile Kohlenstoff-Isotop (δ-13C) Messungen des Berggebietes Zahn zuverlässig Rekord-tierische Ernährung und Verhalten9,10Schmelz. Der stabile Sauerstoff-Isotop (δ18O) Wert des Zahnschmelzes richtet sich nach der Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung von angesaugte Wasser inklusive Wasser in pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln, Trinkwasser, Atmung sowie verschiedene Auswirkungen auf die Umwelt auf dem Wasser zu weiteren isotopische Fraktionierung führen kann (zB., Trockenheit, Temperatur, Höhe, Niederschlagsmenge, continental-Standort)11. Dies machte es eine beliebte Methode für diätetische und ökologischen Umbau in der paläoökologischen archäologischen und paläontologischen Forschung.
Die Zeit der Zahnbildung Emaille ist relativ kurz (Jahre) und unterscheidet sich je nach den Zahn wird abgetastet. Für den Menschen ersten molaren Emaille mineralisieren zwischen Geburt und 3 Jahre alt, Prämolaren mineralisieren zwischen 1,5 und 7 Jahre alt, zweite molaren mineralisieren zwischen 2,5 und 8 Jahre alt und dritte molaren mineralisieren während der Adoleszenz, zwischen 7 und 16 Jahren12 . Angesichts dieser Zahnformen Emaille schrittweise über die Zeit seiner Entstehung, kann in loser Schüttung entlang der Achse des gesamten Wachstums abgetastet oder sequenziell abgetastet, um die Änderungen in der Ernährung und Umwelt zu untersuchen, die während der Formationsperiode13 aufgetreten sind . Chronologisch geordnet ernährungsumstellung innerhalb eines bestimmten Zahnes ist zu beobachten, für Menschen und andere Tiere1,14, Informationen über saisonale und diätetische Inter Jahresvariation.
Emaille ist in der Regel resistent gegen Diagenese, isotopische Änderungen infolge die Bestattung Umwelt sind möglich und eingehalten worden15,16, experimentelle Prüfungen und Vorbehandlung Entscheidungen nützlich zu machen. Es ist, zwar nicht die einzige verfügbare Methode entstanden Fourier Transform Infrarotspektroskopie (FTIR), insbesondere im Übertragungsmodus gedämpft, als eine schnelle, preiswerte, und relativ zugänglich Methode für die Bewertung der abgestorbene Veränderung im Zahnschmelz, vor allem im paläontologischen Zusammenhänge17,18,19,20. Detaillierte Protokolle und Aufnahme-Standards bleiben jedoch für viele Menschen außerhalb Geochemie oder Material Wissenschaft relativ unzugänglich.
Reaktionszeiten und die Chemikalien, die von Forschern in der Vorbehandlung des Zahnschmelzes beschäftigt unterscheiden sich auch deutlich in der Literatur oft mit begrenzten berücksichtigen, was diese Variabilität zu stabilen Kohlenstoff und Sauerstoff-Isotopen-Werte der Probe21 tun kann ,22. Hier berichten wir ein Konzept, dass Verwendungen Essigsäure (0,1 M) verdünnen für die Vorbehandlung von Pulverproben Schmelz. Angesichts der Tatsache, dass die Unterschiede in der isotopischen Messungen durch Vorbehandlung für Zahnschmelz relativ gering sind, ist es jedoch am besten für die Forscher, die Protokolle für Datasets zu folgen, mit denen sie ihre Daten mit11vergleichen wollen. Darüber hinaus wo kleine sequentielle Proben, besonders im Holozän Proben genommen werden ist keine Vorbehandlung (nach diagenetischen Pilotversuche) wählbar Probe Verschwendung zu vermeiden.
Obwohl die Methoden, die wir hier berichten keineswegs neu, nach unserer Kenntnis sind, ist dies das erste Mal, das eine gründliche schriftliche und visuelle Dokumentation von Masse und sequentielle Probenahme, Vorbehandlung Entscheidungen und diagenetischen Check Methoden (in Form von FTIR) für Zahn Schmelz weit verbreitet wurden an einer akademischen Publikum vorgenommen. Während wir hoffen, unsere Bemühungen machen diesen Ansatz für eine größere Zahl von Einzelpersonen und Labors leichter zugänglich, müssen Forscher, die anwenden möchten und veröffentlichen diese Technik mindestens Financial reporting Standards, diagenetischen Überlegungen bewusst sein und Präsentation-Anforderungen geht anderswo20sowie potenzielle interpretative Komplexität, die eindeutig sein, um ihre Studienregion Taxa analysiert, und Zeit Periode5.

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	<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&#38;region=DE&#38;gclid=EAIaIQobChMI7pHRpauW2QIV77ftCh1p1wjhEAAYASAAEgKzkvD_BwE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Linear Formula:&#160;CH3OH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic Acid</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Linear Formula:&#160;CH3CO2H</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

Stabile Kohlenstoff und Sauerstoff-Isotopen-Analyse von Mensch und Tier Zahn Emaille Karbonat wurde in Paleodietary, paläoökologischen, und Paleoenvironmental Forschung aus den vergangenen Epochen zurück auf über 10 Millionen Jahren angewendet. Bulk Ansätze bieten eine repräsentative Stichprobe für den Zeitraum der Emaille-Mineralisierung, während sequenzielle Proben innerhalb eines Zahnes diätetische und ökologische Veränderungen in diesem Zeitraum verfolgen können. Während diese Methoden häufig angewendet und in Archäologie, Ökologie und Paläontologie beschrieben wurden, gab es keine expliziten Leitlinien zur Unterstützung bei der Auswahl der erforderlichen Laborgeräte und detaillierte Labor Probenahme gründlich zu beschreiben und Protokolle. In diesem Artikel dokumentieren wir inhaltlich und visuell, den gesamten Prozess von der Probenahme durch Vorbehandlung und diagenetischen Screening die Methodik Forscher unter Berücksichtigung ihrer Anwendung in einer Vielzahl von Labor Einstellungen allgemein zur Verfügung stellen.

Verwenden die oben dargestellte Stichprobenverfahren, wurden inkrementelle Emaille Bioapatite Proben vorbereitet. Die Analyse der Bioapatite im Zahnschmelz hängt von der Genauigkeit der Probenahme, ob lose oder inkrementell. In diesem Fall haben wir die Ergebnisse der archäologischen Proben (zwei Schafe) aus verschiedenen Klimazonen zu präsentieren. Einzelproben wurden analysiert aus Schaf zweiten molaren und gekennzeichnet, beginnend bei der ERJ (Abbildung 4</stro...

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

Probenahme und Vorbehandlung des Zahnschmelzes Carbonat für stabile Kohlenstoff und Sauerstoff-Isotopen-Analyse

Stabile Kohlenstoff und Sauerstoff-Isotopen-Analyse von Mensch und Tier Zahn Emaille Carbonat hat stellvertretend für individuelle Ernährung und ökologischen Wiederaufbau verwendet. Hier bieten wir eine ausführliche Beschreibung und visuelle Dokumentation von Schüttgütern und sequentielle Zahn Emaille Probenahme sowie die Vorbehandlung der archäologischen und paläontologischen Proben.

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

Research

JoVE Journal

Biochemistry

A Method for Measuring Metabolism in Sorted Subpopulations of Complex Cell Communities Using Stable Isotope Tracing

Ein Verfahren zur Messung des Metabolismus in sortierter Subpopulationen von komplexen Zell Gemeinschaften Verwendung stabiler Isotopen-Tracing

Mammalian cell types exhibit specialized metabolism, and there is ample evidence that various co-existing cell types engage in metabolic cooperation. ...

Forschung

Biochemie

Quantitative and Qualitative Method for Sphingomyelin by LC-MS Using Two Stable Isotopically Labeled Sphingomyelin Species

Quantitative und Qualitative Methode für Sphingomyelin von LC-MS mit zwei stabilen isotopischer beschriftet Sphingomyelin Arten

We present a method of analyzing sphingomyelin (SM) qualitatively and quantitatively by liquid chromatography-electrospray Ionization-tandem mass ...

Electrochemical Detection of Deuterium Kinetic Isotope Effect on Extracellular Electron Transport in Shewanella oneidensis MR-1

Electrochemical Detection of Deuterium Kinetic Isotope Effect on Extracellular Electron Transport in Shewanella oneidensis MR-1

Elektrochemische Detektion von Deuterium kinetische Isotop Effekt auf extrazelluläre Elektronentransport in Shewanella Oneidensis MR-1

Direct electrochemical detection of c-type cytochrome complexes embedded in the bacterial outer membrane (outer membrane c-type cytochrome complexes; OM ...

Anaerobic Protein Purification and Kinetic Analysis via Oxygen Electrode for Studying DesB Dioxygenase Activity and Inhibition

Anaerobe Proteinreinigung und kinetische Analyse über Sauerstoff-Elektrode für das Studium DesB Dioxygenase Aktivität und Hemmung

Oxygen-sensitive proteins, including those enzymes which utilize oxygen as a substrate, can have reduced stability when purified using traditional aerobic ...

Measuring and Interpreting Oxygen Consumption Rates in Whole Fly Head Segments

Messung und Interpretation von Sauerstoff-Verbrauch im ganzen fliegen Kopf Segmente

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Proteomic Analysis of Human Macrophage Polarization Under a Low Oxygen Environment

Proteomic Analysen der menschlichen Makrophagen Polarisierung in einer sauerstoffarmen Umgebung

Macrophages are innate immune cells involved in a number of physiological functions ranging from responses to infectious pathogens to tissue homeostasis. ...

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Ein doppelt humanisiertes BLT-Mäuse-Modell mit einem stabilen humanähnlichen Gut-Mikrobiom und menschlichem Immunsystem

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Stable Isotope Tracing & LC-MS Analysis to Measure DHODH and SDH Activities

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Sauerstoffunabhängige Assays zur Messung der mitochondrialen Funktion bei Säugetieren

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