AMS dating bones

骨头、鹿茸和牙齿的放射性碳测年服务

建议样品量(若样品量较少,请联系我们
1-4 g 未烧过的骨头、火化的骨头或鹿茸
2-10 g 烧过的骨头
0.5-5 g 完全炭化的骨头
1-2 颗 人类牙齿
推荐包装
骨头、鹿茸和牙齿样品可使用自封袋包装
对骨胶原提取物,可使用铝箔纸或带螺旋盖的塑料/玻璃管装好,再放入自封袋
请使用小纸箱寄送样品,尽量避免选择信封寄送以防止样品在运输途中被压碎
我们可在常规骨胶原提取法后使用超细过滤。

请注意 – 费用包含 d13C测试、d15N 测试(火化骨头样品除外)、测试报告、年代校正(对于可校正的样品)以及全天候网页查询服务。骨胶原提取或骨碳酸盐提取需额外收费。

d13C以及d15N比例测试将使用稳定同位素比质谱仪(IRMS)完成。根据样品情况,对于炭化或已烧过的骨头我们无法提供d15N测试。您可在寄送之前与我们联系。

BETA实验室在样品提交碳测年的同时为未焚烧的骨头样品提供%C, %N, C:N 和骨胶原百分含量测试

骨胶原百分含量是通过测试提交的骨头样品中很小的一个分样得到的。这个测试没有碱预处理这个步骤,因为碱会降低蛋白质的含量,在去除污染物的同时给出错误的骨胶原百分含量值。提别注意:众所周知,骨头碎片中骨胶原的保存情况是不同的。很有可能测试的这个小的分样的骨胶原百分含量不能代表整个骨头的。骨胶原百分含量不能作为骨胶原蛋白好坏的唯一标准,因为他很可能会造成误导。C:N, %C 和 %N结果可能更好的指示骨胶原。

预处理 –  预处理的过程将直接影响最终的测试结果。对于骨头样品,我们通常提供常规的骨胶原提取方法或在常规方法基础上增加超滤法处理。如果您需要使用超滤法处理,请联系我们。

骨头 – 从较大的骨头(股骨、胫骨、上臂骨、颌骨、颅骨内板或肋骨)上选取骨密质较好的骨头。在严酷的条件下疏松的骨头如关节和脊椎不易保存,也不容易产生足够的骨胶原进行测试。对于鸟类或鱼类骨头的样品量,您可咨询实验室。

牙齿 – 对于人类牙齿,首选的样品是独立的门牙或犬牙。若寄送样品为臼齿,需连带4个牙根一起。若是动物牙齿,则样品量需根据动物本身来决定;大型动物需要1颗牙齿就足够了,而对于小型动物所需的牙齿量,您可咨询实验室。

一般我们会去除牙齿的牙釉质以及碳酸盐成分来测试测试牙齿的蛋白质部分。牙齿一般是一个理想的测试材料,因为牙釉质可能可以保护牙齿不受过多的污染。牙齿的测年费用也是在标准测试的前提下会增加蛋白质提取的费用。

鹿茸 – 鹿角块、片或屑都比较适合测年。若您的样品已粉末化,请在寄送前和实验室联系讨论。

我们可接受骨胶原提取物进行放射性碳测年。但是,在最终报告中我们会将样品类型写成“有机物”,而不是“骨胶原蛋白”。根据ISO 17025认证证书要求,若我们未进行化学预处理或提取工作,则我们无法特别说明所测样品的材料属性,这是由于某些影响样品质量的操作会超出我们的控制以及我们所认证的范围。

不要将骨胶原提取物直接放入自封袋中。我们建议先使用铝箔纸或者塑料/玻璃试剂瓶装好后,然后装入自封袋中。

牙釉质的有机成分太低,不足以进行C14测试。因此,实验室会选择碳酸盐部分进行测年,一般一颗牙齿就足够测试。

浸在水中或潮湿的沉积物中的骨头 – 您在送样前需咨询实验室。由于水会大量浸沥掉骨头中的骨胶原蛋白,仅留下骨碳酸盐,因此骨头中的骨胶原含量可能十分有限。

在寄送样品前,若您将骨头钻开或粉碎则可能导致样品无法进行预处理,这会影响到测试结果的准确性。我们并不推荐您在寄样前对样品进行钻孔或粉碎。您在钻开样品或粉碎时务必要清除掉附着以及内在的污染物。这需要做多次的表面打磨和化学处理。

 对于未经过燃烧的骨头,我们会通过预处理提取骨胶原蛋白。这是未火化骨头最可靠的测年材料。我们也可先通过外观检查骨胶原和其提取物的质量。

实验室会首先检查骨头的脆性(“柔软度”)。十分柔软的骨头样品说明骨胶原已有可能流失(基骨蛋白在磷灰石的晶体结构中充当“加强剂”的作用)。

评估骨胶原的保存情况,实验室会通过物理或化学处理清除骨头外部裸露面,随后在稀释的冷酸中脱矿处理以去除所有磷灰石和碳酸盐。将骨胶原仔细解剖,检查是否有神经束,若存在神经束,则继续填充盐酸溶液将其去除。

在这阶段,实验室会进行完整的视觉检查骨胶原质量。若骨胶原的保存条件不佳,我们会在下一步测试之前和您联系讨论。若骨胶原顺利完成外观检查,我们会使用氢氧化钠(NaOH)去除腐殖质和外源有机污染物。这一步骤一般会大量破坏骨胶原但是可以提供一个干净的测年样品。在最后酸洗之后,实验室会烘干骨胶原,并进行d13C测试。若d13C测试结果合理,我们会进行AMS测年,若结果误差较大,我们会在测年之前与客户联系。

骨胶原提取可能会使用到碱。若骨样中含有二级有机酸,则需要用氢氧化钠(NaOH)进行额外的碱预处理,而若由于样品保存条件不佳,则会跳过碱预处理步奏,以防止在处理过程中将全部可测年有机物都清除掉。

 

超滤处理使用超细过滤器在每分钟高转速下过滤骨胶原,这是去除胡敏酸的额外操作。该测试步骤需额外收费,若您需要可与我们联系。

请注意 -超滤处理并不一定可提高测试的精确度。由于胡敏酸会通过过滤器而仅留下骨胶原,因此这一步额外预处理可将样品中不同碳“分离”。然而该理论是否可行得根据骨胶原的保存情况而定。经过超滤处理的样品对比仅做碱预处理的骨胶原,测试结果有可能偏古老或年轻。骨头的埋葬方法、保存条件以及污染物情况都将影响该额外预处理是否有效。

 

不同骨头类型的AMS测年

若您不确定骨头样品的种类,您可将样品寄送给我们。实验室会检查样品并建议样品是否适合测年以及所对应的测试方法。

骨头在低于 600°C的温度下燃烧,则会在外部或内部出现黑色、蓝色或灰色的斑点,这表示骨头中的脂肪和蛋白质未被完全烧掉,骨钙蛋白未完全转化为结构碳酸根。

燃烧的温度和埋葬条件会最终决定已烧过的骨头是否可用于AMS测年,但是我们无法预知将获得何种物质。有些情况下得到的骨胶原仍可适用于测年,然而有时获得的是非骨胶原的有机成分。这部分“残留骨有机物”也可测出合理的数据,但在分析这些数据时需注意到此情况。

预处理 – 骨胶原提取, 酸/碱/酸洗

若烧过的骨头样品在预处理后认为不适合测年,那么取消样品将不收取任何费用。

高温燃烧可有效的保存骨头样品。若高温足以炭化骨胶原,那么骨头中的碳会十分稳定且不易受污染,就像对木炭样品的处理方法一样,可进行完整的酸碱预处理。

此类骨头内外都已完全炭化,看起来就像一块木炭。它们一般在温度低于600°C的低氧环境下,进行长时间的炭化。骨钙蛋白已被完全烧光,只剩下炭化的脂肪和蛋白质(骨胶原)。这类型的骨头一般可做测年,但是为了防止碳酸盐被清除掉,一般无法做酸预处理。很多情况下由于它们十分脆弱,所以不能用碱清除掉腐植酸。

炭化的骨头是否能用于放射性碳测年主要是根据其炭化时的温度。由于某些特殊原因,骨头会在低温中加热。含有炭化蛋白质的骨头是很好的测年样品。在这种情况下,碳的衰减变得较有规律,同时也可以进行完全预处理。若蛋白质只是部分炭化,则骨头十分容易被破坏且衰减迅速。这种情况一般都无法进行完整的预处理(或被认定为蛋白质)。

一般情况下,若骨头都已被漂成白色,那么炭化的骨胶原是不可用的;若是黑色或蓝色,那则仍有可能利用炭化的骨胶原残留物进行测年。实验室只有在进行预处理后才能了解骨头的具体情况。

若炭化的骨头样品在预处理后认为不适合测年,那么取消样品将不收取任何费用。

预处理 – 强酸/碱/酸洗

对于未经过燃烧的骨头,我们会通过预处理提取骨胶原蛋白。对于未火化的骨头样品,这部分是最可靠的测年材料。

保存条件与骨头样品的保存质量十分重要。实验室会通过预处理进行评估。如果骨胶原保存较好,则会继续预处理(酸/碱/酸洗);若样品本身质量很差,则实验室会与客户联系,讨论是否取消测试。

在最初的评估后,实验室会将骨胶原烘干进行C13/C12比例分析,若测试结果合理,我们会继续AMS测年;若比例不理想,则客户可选择取消测年,若样品在预处理后认为不适合测年,那么取消样品将不收取任何费用。

 骨胶原提取, 酸/碱/酸洗 (可选择超滤处理)

 

火化的骨头经过 600°C 以上的长时间高温焚烧会烧掉所有的骨胶原、脂肪和蛋白质。此类骨头一般都是白色,若将其一分为二,您也会发现它的内部也是白色。

当骨头在600°C以上的高温下焚烧,骨头中骨钙蛋白(磷灰石)会转化为结构碳酸根。这就是用于测年的骨碳酸盐。炭化后,结构碳酸根不易发生改变和受到污染,因此适合做测年。

当炭化的骨样中不含任何骨胶原时,可选择碳酸盐部分进行测年。该方法在2000年第17届国际放射性碳测年会议上发布并被广为接受。研究表明, 在高度加热的骨头中,所含的碳酸盐和木炭十分一致。只有当样品中不含骨胶原或炭化的骨胶原才会采用此方法测年。

最近研究表明,骨头不同部分产生的碳酸盐代表了火化的不同完整性。因此,实验室会取两部分骨头测试其碳酸盐。若结果相近,那么实验室会继续做C14测年,若结果不一致,那么实验室将会联系客户,以确定客户的选择- 您可取消测试或用这两部分继续做C14测年(将产生2份测试费用)。

我们仅在无法提取到骨胶原或炭化骨胶原时才建议使用骨碳酸盐进行测年。但是必须注意的是我们无法保证其他碳酸盐污染物可被完全处理掉。若在加热过程中所有碳酸盐都被清除,那么余下的氧化钙会和燃料中的二氧化碳发生反应。在这个情况下,则需要考虑到燃料中可能带来的旧木效应。

 

 

 

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