Bioapatit

Es handelt sich um das Calciumphosphat Hydroxylapatit (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂). Da er zusätzlich Karbonatkomponenten und zahlreiche Substitutionen von Mengen- und Spurenelementen enthält, entspricht er aus mineralogischer Sicht eher einem Karbonatapatit (Dahllit) und sollte als „biologischer Apatit bzw. Bioapatit“ bezeichnet werden. Zahnschmelz besteht zu ca. 96 % und Dentin bzw. Knochen zu ca. 70 % aus Bioapatit.

Eine für bioarchäometrische Analysen zentrale Substitution ist diejenige des Hauptelements Calcium durch das Spurenelement Strontium. Der Einbau in die Kristallstruktur erfolgt aufgrund der ähnlichen Eigenschaften beider Elemente, sodass 99 % des im Körper von Säugetieren enthaltenen Strontiums in Knochen und Zähne eingelagert sind. Strontium-Isotopenanalysen zur Untersuchung von Mobilität erfolgen deshalb in der Regel an der mineralischen Komponente von Zähnen oder Knochen.

Sauerstoff-Isotopenanalysen, die ebenfalls zur Mobilitätsrekonstruktion, aber auch zur Erforschung von Saisonalität und klimabezogener Fragestellungen zum Einsatz kommen, können sowohl für den in der PO₄^3--Gruppe als auch für den im strukturellen Karbonat (CO₃^2-) gebundenen Sauerstoff erfolgen. CO₃^2- kann die OH- oder PO₄^3--Gruppen im Bioapatit ersetzen.

Das strukturelle Karbonat des Bioapatits bietet darüber hinaus die Möglichkeit für Kohlenstoff-Isotopenanalysen zur Ernährungsrekonstruktion. Im Gegensatz zum im Kollagen enthaltenen Kohlenstoff, der überwiegend auf Proteine zurückgeht, reflektiert der Kohlenstoff des strukturellen Karbonats einen Querschnitt der Gesamtnahrung.

Probenbeschaffenheit

Je nach Analyseart wird der Bioapatit im CEZA aus Zahnschmelz oder Knochen aufgereinigt bzw. präpariert.

Nach vorheriger Absprache sind u.U. auch Analysen an extern vorbereiteten Proben möglich. Wir empfehlen folgende Mindestprobenmengen:

Strontium-Isotopenanalysen

• 5 mg aufbereitetes Zahnschmelz- oder Knochenpulver für anschließende Abtrennung von Sr unter Reinraumbedingungen.

Sauerstoff-Isotopenanalysen (PO₄^3-)

• 10 – 12 mg homogenisiertes Zahnschmelz- oder Knochenpulver für anschließende Aufreinigung und Silberphosphatfällung

Sauerstoff-Isotopenanalysen (CO₃^2-)

• wenige Milligramm homogenisiertes und ggf. aufgereinigtes Zahnschmelz- oder Knochenpulver für anschließende Einwaage und Analyse oder
• 10 – 12 mg homogenisiertes Zahnschmelz- oder Knochenpulver für im CEZA aufzubereitende Proben