Сделать «невидимое» видимым: Новая методика анализа археологических костей
Итальянские исследователи разработали инновационный метод, способный произвести революцию в археологии и радиоуглеродном датировании для защиты культурного наследия. Учёные применили его с удивительными результатами к археологическим костям, сделав «невидимое» видимым.
Эта важная работа, опубликованная в журнале Communications Chemistry, стала результатом обширных исследований под руководством профессора Сахры Таламо с участием экспертов в области аналитической химии из Болонского и Генуэзского университетов. Группа разработала новую методику анализа археологических костей, которая впервые позволяет количественно определять и картировать с высоким разрешением наличие коллагена — невидимого белка, необходимого для радиоуглеродного датирования и получения новой информации об эволюции человека.
Многие редчайшие доисторические кости, найденные археологами, чрезвычайно ценны и считаются частью нашего культурно-исторического наследия. Однако их потенциал по передаче информации ограничен количеством сохранившегося в них коллагена. Чтобы совместить необходимость максимально сохранить целостность артефактов с потребностью в проведении радиоуглеродного анализа, исследователи разработали инновационный метод, который с помощью камеры, работающей в ближнем инфракрасном диапазоне, позволяет обнаружить среднее содержание коллагена в образцах.
«Мы использовали технологию визуализации, чтобы количественно определить наличие коллагена в образцах костей неразрушающим способом и выбрать наиболее подходящие образцы (или области образца) для радиоуглеродного датирования», — говорит Кристина Малегори, первый автор статьи и исследователь из Фармацевтического департамента Университета Генуи. Использовалась гиперспектральная визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне (HSI) вместе с хемометрической моделью для создания химических изображений распределения коллагена в древних костях.
«Этот новый метод позволяет не только отбирать лучшие образцы, но и выбирать точку отбора проб в выбранных образцах на основе прогнозируемого количества коллагена», — добавляет Паоло Оливери, соавтор статьи и профессор Фармацевтического департамента Университета Генуи. Это помогает резко сократить количество образцов, разрушаемых для ¹⁴C-анализа, и избегать выбора областей с недостаточным для датирования количеством коллагена, повышая сохранность ценных археологических материалов.
«Потенциал предложенного метода заключается в типе и объёме информации, которую предоставляет прогностическая модель, отвечая на два фундаментальных и взаимодополняющих вопроса о коллагене в костях: сколько и где», — подчеркивает Кристина Малегори. Сочетание системы HSI с регрессией PLS впервые позволило на образцах древних костей не только определить общее содержание коллагена, но и локализовать его с высоким пространственным разрешением (около 30 мкм), получая количественные химические карты.
«Что касается радиоуглерода, мы могли бы стратегически отбирать пробы из костей высокой исторической ценности. Например, зная точное количество коллагена, сконцентрированного в определённой области кости, мы можем отрезать только эту часть», — объясняет Сахра Таламо. В целом, это инновационное сочетание предварительного скрининга методом NIR-HSI спектроскопии и радиоуглеродного метода впервые предоставляет детальную информацию о наличии коллагена на археологических костях, сокращая лабораторные затраты за счёт датирования только подходящих материалов и увеличивая количество костей, которые могут быть сохранены для будущих исследований.