Detailansicht
Collagen extraction with assistance of microwave irradiation
Simona Plančíková
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Evolutionäre Anthropologie
Betreuer*in
Thomas Higham
DOI
10.25365/thesis.80535
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24025.87497.289192-1
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Für das Erreichen des besseren Wissens über unsere Vergangenheit und des Verstehens der Schlüsselaspekte über menschliche Geschichte, ist es unentbehrlich eine korrekte und zuverlässige Zeitleiste zu haben. Unsere nächsten Vorfahren lebten in der Zeitperiode namens Jungpaläolithikum (50,000-12,000 BP). Radiokarbondatierung ermöglicht uns in der Vergangenheit lebendes Material von heutigen Zeiten bis ~50,000 Jahre before present (BP) zu datieren. Es misst das radioaktive Isotop 14C mit Beschleuniger-Massenspektrometrie. Für archäologische Datierung sind vor allem die Knochen wegen ihres Kollageninhalts sehr attraktiv. Kollagen ist das am häufigsten vorkommende Protein in Säugetieren und macht etwa ~25 % des Gesamtproteingewichts in menschlichen Knochen aus. Klassische Methoden, die sich mit Extraktion von Kollagen Typ 1 auseinandersetzen, erfordern mehrere Stunden bis Tage. Diese Arbeit fokussiert sich auf die Beschleunigung vom Extraktionsprozess mit Verwendung von Mikrowellenbestrahlung. In einer Mikrowelle ist die elektromagnetische Energie in die thermale Energie umgewandelt. Das verursacht schnelle Erhitzung von dem Material. Knochenfragmente um die 250 mg untergingen zwei 30 Minuten langen Runden von Mikrowellen-assistierter Extraktion (MAE) bei 130°C in geschlossenen XAD Reagenzgläsern, die mit MilliQTM Wasser gefüllt waren. Danach wurde Ultrafiltration von dem extrahierten Kollagen durchgeführt. Wir erhielten ausreichende Menge von Kollagen aus archäologischen Knochen mit MAE in einer Stunde. Analyse von stabilen Isotopen zeigte, dass die MAE Ergebnisse identisch zu den routinemäßig analysierten Proben waren. MAE Paläolithikum 14C Alter waren jünger als diejenigen, die mit routinemäßiger Vorbehandlung detektiert wurden. Weitere Reinigung der Probe, wie XAD, könnte noch notwendig werden. Archäologisches Kollagen, das bei 130°C extrahiert wurde, ist sehr gut aufbewahrt und kann für andere Zwecke genutzt werden. Neben der Extraktionsgeschwindigkeit ist ein weiterer Vorteil der MAE, dass das Aussehen der Proben weitgehend unverändert bleibt. Schließlich macht der Verzicht auf saure oder alkalische Lösungen die Extraktion zu einem umweltfreundlichen Verfahren.
Abstract
(Englisch)
For achieving better knowledge about our past and understanding of the key aspects of the human story, it is indispensable to have a proper and reliable timeline. Our nearest ancestors lived during a period called Upper Paleolithic (50,000-12,000 BP). Radiocarbon dating enables us to date once living material from today until ~50,000 years before present (BP). It measures the radioisotope 14C by accelerator mass spectrometry. For archeological dating, mainly bones are attractive due to their collagenous content. Collagen is the most abundant protein in mammals and comprises ~20-25% of the total protein weight in human bones. Classical approaches dealing with the extraction of type 1 collagen from archeological bones take several hours to days. This thesis is focused on speeding up the extraction process by using microwave irradiation. In a microwave, electromagnetic energy is converted into thermal energy, which causes rapid heating of the material. Bone fragments around 250 mg underwent two 30 minute long rounds of microwave-assisted extraction (MAE) in closed XAD tubes filled with MilliQTM water at 130°C. Afterwards, ultrafiltration of the extracted collagen was performed. We obtained a sufficient amount of collagen from archeological bones with MAE in one hour. Stable isotopes analyses showed that results for MAE were identical to routinely analyzed samples. MAE Paleolithic 14C ages were younger than the ages detected by routine pretreatment. Further purification such as XAD might be necessary. Archeological collagen extracted at 130°C is well-preserved and can be used for other purposes. Besides the extraction speed, an additional advantage of MAE is the appearance of the samples is largely unaltered. Finally, the lack of acidic or alkaline solutions makes the extraction a green process.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Microwelle Kollagenextraktion Radiokarbondatierung
Schlagwörter
(Englisch)
microwave collagen extraction radiocarbon dating
Autor*innen
Simona Plančíková
Haupttitel (Englisch)
Collagen extraction with assistance of microwave irradiation
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
51 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Higham
Klassifikation
42 Biologie > 42.88 Physische Anthropologie
AC Nummer
AC17792959
Utheses ID
79764
Studienkennzahl
UA | 066 | 827 | |