Pyramid in Egypt

信用:Mstyslav切尔诺夫/维基共享资源

左塞尔的阶梯金字塔和萨卡拉眼镜蛇楣附近,埃及。从在萨卡拉回收木乃伊残骸骨样品在先进光源进行了研究。

在能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)系实验是铸造古埃及木乃伊的土壤样品和骨骼,可以提供前几年的日常生活和环境条件成千上万的更丰富的理解有了新的认识。

在两monthslong研究努力,缔结在八月下旬,研究人员从开罗大学的两名埃及32骨骼样本,带了两个土壤样品使用X射线和红外线光为基础的技术在伯克利实验室的研究 先进光源 (ALS)。 ALS产生明亮的光的不同波长,可以使用这探索微观化学,结构,和样品的其它性质。

他们的访问是通过成为可能 laaamp  - 在lightsources为非洲,美洲,亚洲和中东的项目 - 这是旨在促进赠款支持的项目 更大的机会和国际科学合作 在地球的这一地区工作的科学家。

代表样本四朝两个墓地

Man holds a mummified bone sample in a box
艾哈迈德elnewishy,在开罗大学的副教授,毕业于木乃伊遗骸,这是在伯克利实验室的先进光源同步加速器研究了股骨样本。 elneshy和开罗穆罕默德·卡塞姆大学博士后研究人员研究了数十个古埃及的骨骼样本和一些土样的为期两个月的访问期间称为laaamp拨款支持的项目成为可能。
信用:玛丽莲·萨金特/伯克利实验室

包括木乃伊遗骸的骨骼碎片样本可以追溯到2000即到4000年,土从遗骸的地点收集。代表了四种不同的朝代遗迹在埃及中王国,第二中间期,后期和希腊 - 罗马。

来访的科学家,开罗大学副教授艾哈迈德elnewishy和博士后研究员穆罕默德·卡塞姆,要区分是化学物质浓度的样品骨是关系到个人的健康,饮食和日常生活中,还是在土壤中的化学物质改变了骨头化学一段时间。

他们的工作是对埃及的文化遗产的重要和目前以更好地理解古物保存和这些遗骸的污染的潜在途径。从两个埃及站点恢复的样本 - 萨卡拉,墓区的古代遗址;和阿斯旺,一个古老的城市在尼罗河11 swenett被称为银行的网站 - 由开罗大学的考古学家。

“骨头都表现得像一个存档,”卡塞姆说,自古以来骨化学博士学位,曾研究研究, 追溯到2011。我已经使用了化学先前分析激光烧蚀技术涉及,其中短激光爆炸远离从样品的材料的按体积小。然后,从这个小爆炸发出的光进行分析,以确定哪些元素存在。

“难道我们发现铅,铝等元素给我们的环境和时间的毒性的指示,”我说。 “这些信息被存储在正确的骨头。”

区分土壤与骨化学

什么是棘手的是如何整理的骨得到的元素。 “可能会有元件从外到骨头内,和效果从细菌,湿度等的影响的一些扩散。它是很难分开这一点 - 要知道,如果它是从周围的土壤中来。我们一直试图使不同的技术“。

格森补充说,“这么多因素影响的保护。其中之一是如何长骨已-被掩埋在土壤中,也是骨骼和不同类型的土壤。“在防腐技术的不同的状态也影响到骨骼的保护和化学他们在X射线发现研究。 “有在材料中不同的质量,如布和用于薰他们的树脂,”我说。

而古埃及人并没有在金属加工使用铝,研究人员发现,他们已经使用钾明矾,含有铝化合物的容器,以减少饮用水浑浊。和铅由于可能的浓度,这导致埃及人用来打磨陶器。

最新的研究都集中在从片包括从股骨骨头和轴股骨头,看看是否一个样类型可以从周围的土壤比其他类型,例如更容易产生污染样品。股骨骨头是人体最强的骨头和从膝盖到臀部运行。头部,在股骨的顶部,骨材料具有比轴的核心spongier。

研究人员曾ALS随着研究的科学家和柏克德汉斯·埃里克Schaible开展在三个不同的光束线实验。 Schaible辅助用被称为X射线散射(SAXS),这用于分析它们的纳米级图案化的胶原蛋白,一种丰富的人蛋白质的一个小角度的技术中的研究人员。

X射线扫描揭示图案胶原

Scientists study bone samples near a computer
从左至右,开罗穆罕默德·卡塞姆大学博士后研究员,科学家汉斯ALS柏克德公司,并在使用红外光ALS骨样品开罗大学副教授艾哈迈德elnewishy研究。
信用:玛丽莲·萨金特/伯克利实验室

骨的横截面,横跨和关于在厚度半毫米测量高达3到5厘米的单次扫描,走上两个六小时,以完成并提供了一个详细的2-D映射示出了胶原是如何在有组织的骨。

这些图像可以比较随着现代骨骼更好地了解胶原蛋白是否以及如何降低随着时间的推移,能不能告诉我们关于个人的健康。

“胶原蛋白是人体的主要构件之一,” Schaible说。 “这是一个在皮肤,骨骼,内脏,眼睛,耳朵,发现血管 - 这是我们正在做的主要事情之一。当我们通过胶原闪耀X射线,X射线是分散的,散射的模式,他们做出了很多能告诉我们如何acerca保存完好,有组织的胶原蛋白。“

尽管有很多分析解释从采集的样品数据进取,Schaible说,胶原蛋白组件没有得到很好的一般的古代样本中下令为现代健康骨骼。

“这是非常令人兴奋的在这个项目中涉及的人员,以及旅途中了解这些木乃伊一直在,在生活和死后,”我说。

红外光显示骨化学,矿物质浓度

Ahmed Elnewishy stares at a computer while controlling a microscope
艾哈迈德elnewishy,在开罗大学的副教授,在ALS浏览量木乃伊骨骼样本。
信用:玛丽莲·萨金特/伯克利实验室

在ALS红外研究表明矿物和存在于骨的有机材料的化学分布和浓度。

“其中一个主要障碍是如何制备样品,” elnewishy说。是困难的由材料例如精致的切薄的横截面。

Schaible联系了在365体育伯克利分校地球与行星科学系,在切片样本哪一个辅助专业实验室。最薄部分及最脆弱的样品,骨悬浮在环氧树脂,然后切片。

计划新实验

还有一些elnewishy表示,计划在开展相关实验 芝麻 (同步光实验科学和中东的应用程序),在科学乔丹的光源,在2017年开辟了实验中通过合作的企业,由该地区的科学家和政府建芝麻。

我注意到,这个团队得知通过实验样品的文化遗产和保存可能受益的收藏 大埃及博物馆 在吉萨,预计在2020年开业,将举办超过10万件埃及文物。

先进的光源是美国科学用户设施的能源办公室的部门。 laaamp是的联合方案 国际纯粹与应用物理学联合会 和 晶体的国际联合,并通过支持 国际科学理事会资助计划.

使用X射线和红外光骨样品的埃及木乃伊研究。
信用:伯克利实验室

伯克利实验室的特里萨公爵和辛迪·李发表这篇文章。