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AMS dating bones

AMS測試骨頭樣品、鹿茸和牙齒

建議樣品量(若樣品量較少,請 聯繫我們)
   1-4 克未燃燒過的骨頭、火化的骨頭或鹿茸
   2-10 克燃燒過的骨頭
   0.5-5 克完全炭化的骨頭
   1-2 顆人類牙齒
碳定年服務和測試週期
   AMS標準測試 – 14個工作日或更少
   AMS優先測試 – 6個工作日或更少
推薦包裝
骨頭、鹿茸和牙齒樣品可使用夾鏈袋包裝
對骨膠原萃取物,可使用鋁箔纸或带螺旋蓋的塑料/玻璃管裝好,再放入夾鏈袋
請您使用堅固的小纸盒寄送您的樣品,而不要使用信封寄送,這樣能够防止您的樣品在運輸途中被壓碎。
我們可在常規骨膠原萃取法後使用超细過濾。

請注意 – 費用包含 d13C測試、d15N 測試(火化骨頭樣品除外)、測試報告、年代校正(對於可校正的樣品)以及全天候網頁查詢服務。骨膠原萃取或骨碳酸鹽萃取需額外收費。

d13C以及d15N比例測試將使用穩定同位素質譜儀(IRMS)完成。根據樣品情況,對於炭化或已燒過的骨頭我們無法提供d15N測試。您可在寄送之前與我們聯繫。

由於C/N比例需使用骨膠原萃取物直接測試,而實驗室在去除污染物時所做的强鹼預處理會使C/N比例發生很大的變化,因此我們不會進行C/N比例測試。

預處理預處理 的過程將直接影響最终的測試结果。對於骨頭樣品,我們通常提供常規的骨膠原萃取 方法或在常規方法基礎上增加超濾法處理。如果您需要使用超濾法處理,請聯繫我們。

骨頭 – 從較大的骨頭(股骨、脛骨、上臂骨、頜骨、顱骨內板或肋骨)上選取骨密質較好的骨頭。在嚴酷的條件下,如關節和脊椎等的海綿骨不易保存,也不容易產生足夠的骨膠原進行測試。對於鳥類或魚類骨頭的樣品量,請諮詢實驗室。

因為鳥骨的密度低,所以每克可萃取出的膠原蛋白量較其他動物骨頭少。另外,一般而言,可取得的鳥骨也很少。如保存狀態良好,則也可以300毫克的量來進行放射性碳定年。需考量食物來源及可能的水域影響。

牙齒 – 對於人類牙齒,首選的樣品是獨立的門牙或犬齒。若寄送樣品為臼齒,需連帶4個牙根一起。若是動物牙齒,則樣品量需根據動物本身來決定;大型動物需要1顆牙齒就足夠了,而對於小型動物所需的牙齒量,請諮詢實驗室。

鹿茸 – 鹿角塊、片或屑都比較適合定年。若您的樣品是粉末,請在寄送前和實驗室聯繫討論。

我們可接受骨膠原萃取物進行 放射性碳定年。但是,在測試報告中,我們會將樣品類型列為"有機物質",而不是"骨膠原蛋白"。根據ISO 17025認證證書要求,若我們未進行化學預處理或萃取工作,則我們無法特別說明所測樣品的材料屬性,這是由於某些影響樣品品質的操作會超出我們的控制以及我們所認證的範圍。

不要將萃取出的骨膠原直接放入夾鏈袋中。建議使用附螺旋蓋的塑膠或玻璃小瓶,或者是鋁箔紙裝好後,再裝入夾鏈袋中。

琺瑯質的有機成分太低,不足以進行碳14測試。因此,實驗室會就碳酸鹽部分進行定年,一般一顆牙齒就足夠測試

浸在水中或 潮濕沉積物中的骨頭 – 送樣前請諮詢實驗室。由於水會大量浸瀝掉骨頭中的骨膠原蛋白,僅留下骨碳酸鹽,因此,骨頭中的骨膠原含量可能十分有限。

送樣前,若已將骨頭鑽開或粉碎,則可能導致樣品無法進行預處理,這會影響到測試結果的準確性。我們並不推薦您在送樣前將樣品鑽孔或粉碎。在鑽開或粉碎樣品前,一定要清除掉附著以及內在的污染物。這需要做多次的表面打磨和化學處理。

對於未經過燃燒的骨頭,我們會透過預處理萃取骨膠原蛋白。這是未火化骨頭最可靠的定年材料。我們也可先透過外觀來檢查骨膠原和其萃取物的品質。

實驗室會先檢查骨頭的脆性("柔軟度")。十分柔軟的骨頭樣品,代表骨膠原可能已流失(基骨蛋白在磷灰石的晶體結構中扮演"增強劑"的角色)。

為評估骨膠原的保存情況,實驗室透過物理或化學處理,清除骨頭的外表面後,在稀釋的冷酸中脫礦處理,以去除所有的磷灰石和碳酸鹽。然後再將骨膠原仔細解剖,檢查是否有神經束,若有的話,則繼續填充鹽酸溶液將其去除。

在這階段,實驗室會對骨膠原品質進行徹底的視覺檢查。若骨膠原的保存狀況不佳,我們會先與您聯繫討論再繼續。若骨膠原通過了外觀檢查,我們會使用氫氧化鈉(NaOH)去除腐植質和外來的有機污染物。一般來說,這一步驟會大量破壞骨膠原,但是可以提供一個乾淨的定年樣品。在最終酸洗之後,實驗室會烘乾骨膠原,並進行d13C測試。若d13C測試結果合理,我們會進行AMS定年;若結果不合理,我們會與您聯繫再繼續下一步驟。

骨膠原萃取可能會用到鹼。若骨頭樣品中含有二級有機酸,則需要用氫氧化鈉(NaOH)進行額外的鹼預處理,但若樣品保存狀況不佳,則會跳過鹼預處理步驟,以防止在處理過程中將全部可定年的有機物都清除掉。

超濾處理使用超細過濾器,在每分鐘高轉速下過濾骨膠原,這是去除腐植酸的額外步驟。該處理步驟需另外計費,若有需要,請與我們聯繫。

請注意 – 超濾處理並不一定能提高測試的精確度。理論上,腐植酸會通過過濾器,僅留下骨膠原,所以此一額外預處理可將樣品中的不同碳"分離"。然而,該理論是否可行,得視骨膠原的保存情況而定。經過超濾處理的樣品對比僅做​​鹼預處理的骨膠原,測試結果有可能偏古老或年輕。骨頭的埋葬方法、保存狀況以及污染物情況都將影響該額外預處理是否有效。

不同骨頭類型的AMS定年

若您不確定骨頭樣品的種類,您可將樣品寄送给我們。實驗室會檢查樣品並建議樣品是否適合定年以及所對應的測試方法。

C14 放射性碳定年 骨頭(完全炭化)骨頭在低於600°C的溫度下燃燒,會在外部或內部出現黑色、藍色或灰色的斑點,這代表骨頭中的脂肪和蛋白質未被完全燒掉,因此骨鈣蛋白未完全轉化為結構碳酸根。

加熱溫度及埋葬狀況最終會決定燃燒過的骨頭是否可以進行AMS定年。沒有方法可以預測可從燃燒過的骨頭取得何種物質。有時可以取得可定年的膠原蛋白,有時可以取得非膠原蛋白的有機物質。將這些"殘留的骨頭有機物質"定年,可得到合理的AMS結果,但詮釋時請務必謹慎。

預處理 – 骨膠原萃取, 酸/鹼/酸洗

經預處理後,如確定該燃燒後骨頭不適進行定年,將不收取取消費用。

C14 放射性碳定年 骨頭 (未燃燒過)高溫燃燒可有效地保存骨頭樣品。若高溫足以炭化骨膠原,那麼骨頭中的碳會十分穩定且不易受污染,就像對木炭樣品的處理方法一樣,可進行完整的酸鹼預處理。

此類骨頭內外都已完全炭化,看起來就像一塊木炭。它們一般在溫度低於600°C的低氧環境下,進行長時間的炭化。骨鈣蛋白已被完全燒光,只剩下炭化的脂肪和蛋白質(骨膠原)。這類型的骨頭一般可做定年,但是為了清除掉碳酸鹽,一般僅能做酸預處理。 很多情況下,由於它們十分脆弱,所以不能用鹼萃取來清除掉,源自於採集地區中的腐植酸。

炭化的骨頭是否能用於放射性碳定年,主要是根據其炭化時的溫度。由於某些特殊原因,骨頭會在低溫中加熱。含有炭化蛋白質的骨頭是很好的定年樣品。在這種情況下,碳的衰減變得較有規律,同時也可以進行完整的預處理。若蛋白質只是部分炭化,則可能已經損害且衰減迅速。這種情況一般無法進行完整的預處理(或被認定為蛋白質)。

一般情況下,若骨頭已被漂成白色,則無法取得炭化的骨膠原;若骨頭是黑色或藍色,則仍有可能透過炭化的骨膠原殘留物進行定年。實驗室只有在進行預處理後,才能了解骨頭的具體情況。

經預處理後,如確定該炭化骨頭不適進行定年,將不收取取消費用。

預處理 – 強酸/鹼/酸洗

C14 放射性碳定年 骨頭 (火化)對於未經燃燒的骨頭,我們會通過預處理萃取骨膠原蛋白。對於未火化的骨頭樣品,這是最可靠的定年材料。

保存條件與骨膠原的保存品質十分重要。實驗室會通過預處理進行評估。如果骨膠原的品質良好,則會繼續預處理(酸/鹼/酸洗);若樣品本身品質很差,則實驗室會與客戶聯繫,討論是否取消測試。

最初評估後,實驗室會將骨膠原烘乾進行C13/C12比例分析,若分析結果合理,實驗室會繼續AMS定年;若d13C結果不理想,則客戶可選擇取消定年。經預處理後,如確定該骨頭不適進行定年,將不收取取消費用。

骨膠原萃取、酸/鹼/酸洗(可選擇超濾處理)

C14 放射性碳定年 骨頭 (燃燒過)火化的骨頭經 600°C 以上高溫、長時間焚燒,燒掉所有的骨膠原、脂肪和蛋白質。此類骨頭一般都是白色,若將其一分為二,它的內部也是白色的。

當骨頭在600°C以上的高溫下焚燒,骨頭中的骨鈣蛋白(磷灰石)會轉化為結構碳酸根。這就是用於定年的骨碳酸鹽。火化後,結構碳酸根不易發生改變,也不易受到污染,因此適合進行定年。

若無任何炭化的骨膠原,可使用碳酸鹽部分進行定年。該方法在2000年第17屆國際放射性碳定年會議上發布並被廣為接受。研究顯示,在高度加熱的骨頭中,所含的碳酸鹽和木炭十分一致。只有當樣品不含骨膠原或炭化骨膠原時,才會採用此方法定年。

最近的研究顯示,骨頭不同部分產生的碳酸鹽,代表了火化的不完整性。因此,實驗室會測試兩部分骨頭的碳酸鹽。若結果相近,那麼實驗室會繼續進行AMS定年;若結果不一致,客戶可選擇取消測試,或用這兩部分繼續AMS定年(將收取兩次測試費用)。

僅在無法取得骨膠原或炭化骨膠原時,我們才建議使用骨碳酸鹽進行定年。但是必須注意的是,我們無法保證其他碳酸鹽污染物可被完全處理掉。若在加熱過程中,所有碳酸鹽都被清除了,那麼餘下的氧化鈣可能會和燃料中的二氧化碳發生反應。在這個情況下,則需要考慮燃料可能帶來的舊木效應。

更多有關AMS骨頭定年的訊息

PVA骨頭樣品定年

骨頭的成分

骨頭樣品的年齡幅度

骨頭樣品污染物

污染物對AMS定年结果的影響

骨頭的物理預處理

骨頭的化學預處理

最後更新2020年2月