способ отбора проб костного материала для палеогенетических, биохимических и радиоуглеродных исследований

Формула изобретения

Способ отбора проб костного материала для палеогенетических, биохимических и радиоуглеродных исследований, включающий высушивание костного материала, изготовление костных образцов, получаемых путем распила костного материала на пластины, с последующими шлифовкой и механическим выделением нефоссилизированного костного вещества, отличающийся тем, что выделение нефоссилизированного костного вещества проводится в затемненном помещении при освещении длинноволновой ультрафиолетовой люминесцентной лампой с длиной волны 340-380 нм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биологии, а именно к палеогенетике. Перспективным является его использование в судебно-медицинской практике при проведении идентификации костных останков и в археологии при проведении радиоуглеродного датирования костного материала.

Костные останки способны длительное время сохраняться в почве. Они широко используются при проведении биохимических и генетических исследований, в судебно-медицинской практике при проведении генетической идентификации костных останков, а также в археологии при определении абсолютного возраста археологических материалов методом радиоуглеродного анализа. Известно, что фоссилизация (естественная минерализация) в значительной степени снижает точность таких исследований.

Для уменьшения негативных последствий фоссилизации, при исследовании используются длинные трубчатые кости, наименее подверженные фоссилизации, костный материал которых подвергают специальной химической обработке (Петрищев В.Н., Кутуева А.Б., Рычков Ю.Г. Простой и эффективный метод выделения ДНК из ископаемых костей для последующей амплификации с помощью полимеразной цепной реакции // Генетика. - 1993. - Т.29. - № 4. - С.690-191; Могнонов Д.М. и др. Способ абсолютного датирования остеологического материала археологических источников. Патент РФ № 2187096 от 10.08.02; Могнонов Д.М. и др. Способ датирования остеологического материала археологических источников методом пиролитической газовой хроматографии. Патент РФ № 2194980 от 20.12.02.) Но существующие методы подготовки проб не позволяют полностью исключить попадание в исследуемые пробы фоссилизированного костного материала, что значительно снижает точность последующих исследований.

Цель данного изобретения - улучшение качества пробоподготовки, позволяющее выделять из костных образцов не фоссилизированные участки кости, пригодные для дальнейших биохимических, генетических и радиоуглеродных исследований.

Многие белки, в том числе оссеин, костного вещества обладают способностью к фотолюминесценции под воздействием длинноволнового ультрафиолетового излучения с длинной волны 315-400 нм, исчезающей при его денатурации. (Черногрядская Н.А. и др. Ультрафиолетовая флуоресценция клетки. - Л.: Наука, 1978.) Традиционно для исследования биологических материалов применяется Лампа Вуда «лампа черного цвета» с длиной волны 340-380 нм. Фактором, мешающим фотолюминесценции, также является наличие на образце большого количества неорганических загрязнений, в том числе воды или частиц абразивного материала. Применение при препаровке биологических объектов более жесткого ультрафиолетового излучения может привести к деструкции белка и затрудняется необходимостью использования специальных средств защиты (ГОСТ 4557-88 Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях). Ультрафиолетовое излучение с длиной волны больше 380 нм не используется, так как воспринимается человеческим глазом как слабый свет и маскирует люминесценцию.

Поставленная цель достигается тем, что препаровка костных образцов ведется при освещении длинноволновой ультрафиолетовой люминесцентной лампой с длиной волны 315-400 нм.

На первом этапе подготовки пробы изготавливаются костные образцы, для чего костный материал предварительно высушивается, затем распиливается на пластины толщиной 5-7 мм. Толщина пластин определяется удобством дальнейшей препаровки: в случае использования более тонких образцов, повышается вероятность их повреждения при шлифовке, использование более толстых образцов создает неудобства при выделении необходимых образцов. Полученные образцы шлифуются на абразивных кругах убывающей зернистости до исчезновения царапин, видимых невооруженным глазом. Дальнейшая подготовка пробы проводится в затемненном помещении при освещении ультрафиолетовой люминесцентной лампой с длиной волны 315-400 нм. При таком освещении не фоссилизированная кость приобретает яркую голубовато-белую окраску, фоссилизированная кость - тусклую сероватую, буроватую, иногда - почти черную, частицы абразивных материалов - светло-фиолетовую. Частицы абразивных материалов удаляются с поверхности с помощью кисточки из натуральной щетины. Дальнейшее выделение не фоссилизированного фрагмента кости производится любым доступным механическим способом: фрезой, лобзиком или обкалываем с помощью скальпеля.

Нами были исследованы длинные трубчатые кости из 37 захоронений XVII века на территории г.Смоленска. На фиг.1, 2 представлена фотография шлифа большой берцовой кости взрослого человека. Толщина шлифа - 7 мм. На фиг.3, 4 - фотография шлифа большой бедренной кости ребенка. Толщина шлифа - 5 мм. Шлифы были получены путем выпиливания лобзиком и дальнейшей полировкой на абразивных кругах убывающей зернистости, далее - сфотографированы при видимом свете и при освещении длинноволновой ультрафиолетовой люминесцентной лампой.

Предлагаемый способ выделения не фоссилизированных листков кости позволяет получить для исследования наиболее сохранившиеся фрагменты костного вещества, что резко увеличивает точность биохимических, палеогенетических, радиоуглеродных исследований, и повышает достоверность идентификации костных останков в судебной медицине.

Способ прост в использовании, основан на применении доступного оборудования, не требует специальной подготовки персонала.

Сущность изобретения поясняется фигурами, где на фиг.1 представлена фотография костного образца большой берцовой кости взрослого человека из захоронения XVII века при видимом освещении, на фиг.2 представлена фотография костного образца большой берцовой кости взрослого человека из захоронения XVII века при ультрафиолетовом освещении длинноволновой ультрафиолетовой люминесцентной лампой с длиной волны 315-400 нм, позицией 1 отмечено не фоссилизированное костное вещество; позицией 2 - фоссилизированное костное вещество; позицией 3 - участок, незначительно загрязненный абразивным материалом. На фиг.3, 4 представлена фотография костного образца бедренной кости ребенка при видимом освещении и освещении длинноволновой ультрафиолетовой люминесцентной лампой с длиной волны 315-400 нм.