骨化學(xué)考古 微量元素與穩(wěn)定同位素 生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件

微量元素與穩(wěn)定同位素

ArchaeologicalBoneChemistry一、微量元素分析基本概念元素（Element）：不能通過化學(xué)反應(yīng)再細(xì)分的簡單物質(zhì)。puresubstancesthatcannotbedecomposedbyordinarymeanstoothersubstances.化合物（Compound）：兩個(gè)或更多的元素通過化學(xué)鍵結(jié)合在一起的物質(zhì)。H2O原子（Atom）:保持一種元素化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。分子（Molecule）：保持一種元素或化合物化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。Ne一個(gè)原子組成的分子-單原子分子ClClClClC1個(gè)四氯化碳（CCl4）分子包含1個(gè)碳原子和4個(gè)氯原子。四氯化碳（CCl4）是由碳元素和氯元素組成的化合物。元素周期表現(xiàn)代化學(xué)的元素周期律是1869年俄國科學(xué)家門捷列夫(DmitriMendeleev)首創(chuàng)的，他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素依原子量大小并以表的形式排列，把有相似化學(xué)性質(zhì)的元素放在同一列，就是元素周期表的雛形。利用周期表，門捷列夫成功的預(yù)測當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素的特性。已發(fā)現(xiàn)118種周期族人體元素的組成人體含有80多種元素，其中必須的有31種，分為宏量元素（也叫常量元素）和微量元素。常量元素（>0.01%）：共11種，氧65％、碳18%、氫10％、氮3%、鈣1.5％、磷1%、鉀0.35％、硫0.25%、鈉0.15％、氯0.15%、鎂0.05%。單位：克，g微量元素（<0.01%)

①必需的共8種，包括碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻、鈷及鐵；②可能必需的元素共5種，包括錳、硅、硼、釩及鎳；③具有潛在的毒性，但在低劑量時(shí)，可能具有人體必需功能的元素共7種，包括氟、鉛、鎘、汞、砷、鋁及錫。骨骼的元素分析原理：人死亡后其骨骼在埋藏過程中經(jīng)過沉積作用，其中的元素濃度變化相當(dāng)小，因而考古出土的古人類骨骼中的元素水平也應(yīng)是其生前飲食狀況的合理反映。兩種分析方法：

1.分析骨骼中鍶和Sr/Ca，區(qū)別人類飲食結(jié)構(gòu)中肉食和植食比例的不同（生物純化）。

2.運(yùn)用一系列元素來辨別食譜。將特定元素的含量和特定的食譜聯(lián)系起來,不僅研究食譜中動(dòng)物蛋白和植物蛋白資源,而且測試微量元素的含量可能對(duì)骨骼新陳代謝和生理上的影響。與動(dòng)植物蛋白相關(guān)的微量元素研究研究者發(fā)現(xiàn)，一些微量元素主要存在于動(dòng)物蛋白中，例如，鋅、銅、鉬、硒等元素。另一些微量元素在植物組織中中聚集得更多，例如錳、鎂等元素。理論上，檢測古人骨骼中的這些元素，就可以估計(jì)出食譜是以肉類食物為主，還是以植食為主。與植物食物相關(guān)的鎂Mg人體中鎂的總量有60～65%存在于骨骼中,臨床研究和實(shí)驗(yàn)室里喂養(yǎng)動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)都顯示出食譜中的鎂含量越高,血清和骨骼中的鎂含量就越高因?yàn)橹参锝M織中的鎂高于動(dòng)物體,骨骼中的鎂含量也就記錄了食譜中肉食和植食之間相對(duì)比例,海洋物種中的鎂也高于陸地物種。鎂主要富含在谷物當(dāng)中與食肉相關(guān)的鋅Zn1975年,吉爾伯特（RI,Gilbert）使用鋅、銅、鎂、錳和鍶辨識(shí)食譜。希望通過此研究得出鋅和銅與動(dòng)物蛋白質(zhì)，鍶、鎂、錳與植物蛋白質(zhì)的攝取關(guān)系。這個(gè)技術(shù)被運(yùn)用于迪更斯土冢(DicksonMound)的伊利諾群體,他們的歷史跨度從伍德蘭晚期(以采集狩獵為主)到密西西比中期(以農(nóng)業(yè)為主)。這項(xiàng)研究部分得到了成功,因此證明鋅確實(shí)也能作為一種辨別食譜的元素來使用（肉食或植物）。微量元素Zn研究的問題堅(jiān)果和貝類中也存在較高的Zn，與肉類相似,在分析中必須考慮到堅(jiān)果和貝類被食用的潛在可能。研究表明,堅(jiān)果和貝類中Sr含量要比肉類高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。再利用Zn進(jìn)行食譜分析時(shí),需采用Sr、Zn雙重指示劑，如果：

Zn高，Sr低-------考慮以肉食為主；

Zn高，Sr高-------考慮以堅(jiān)果和貝類為主。與食譜有關(guān)的微量元素Sr和BaSr和Ba在生物體內(nèi)存在生物純化現(xiàn)象。在食物鏈中,從草食動(dòng)物→雜食動(dòng)物→肉食動(dòng)物,Sr和Ba含量逐漸降低,Sr/Ca和Ba/Ca比率也逐漸降低。因此根據(jù)骨骼中的Sr/Ca和Ba/Ca比率可為判斷食譜是以植物類食物為主抑或以肉類食物為主。肉食資源越多，Sr/Ca和Ba/Ca越低。鍶進(jìn)入人

骨的途徑Sr/Ca和Ba/Ca的問題1.海水相對(duì)于淡水,Sr/Ca比率明顯升高。因此,海洋食物中的Sr/Ca比率應(yīng)比淡水食物高。然而由于在許多陸生標(biāo)本中存在較高的Sr濃度,海生與陸生生物的Sr/Ca比經(jīng)常有重疊,因此在某些情況下,用Sr/Ca來判斷海生或陸生食譜會(huì)不準(zhǔn)確。Burton等對(duì)來自南北美洲14個(gè)考古遺址171件史前人類骨骼的分析表明,一般來說那些主要靠海洋資源維生的遺址里的人骨中的鋇鍶比率要比靠陸地資源維生的人骨中的鋇鍶比率低,由此區(qū)別依賴海生資源或陸生資源維生的人群。微量元素研究的其他問題生物吸收不同人對(duì)微量元素的攝取能力不同，而且常常有很大變化。污染問題骨骼在長期埋藏過程中常常會(huì)受到土壤里面微量元素的污染。元素分析的策略元素分析主要判斷人類飲食結(jié)構(gòu)以肉食或植物性食物為主。最好選定明確以肉食或以植物性食物為主的人作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照物。同時(shí)要運(yùn)用多種能夠分析綜合討論，例如;Sr/CaBa/CaBa/SrZn.穩(wěn)定同位素原子Atom古代哲學(xué)家認(rèn)為所有物質(zhì)都是有極其微小的粒子構(gòu)成的，大約在公元前450年，古希臘時(shí)期偉大的唯物主義哲學(xué)家德謨克利特（Democritus）創(chuàng)造了原子這個(gè)詞語，意思就是不可切割。原子論：萬物由原子構(gòu)成。德謨克利特的原子唯物論思想是古希臘唯物主義發(fā)展的最重要成果。墨子德謨克利“始”和“端”道爾頓的原子理論道爾頓原子理論是英國科學(xué)家道爾頓在十九世紀(jì)初提出來的。道爾頓原子論認(rèn)為，物質(zhì)世界的最小單位是原子，原子是單一的，獨(dú)立的，不可被分割的，在化學(xué)變化中保持著穩(wěn)定的狀態(tài)，同類原子的屬性也是一致的。道爾頓原子理論，是人類第一次依據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的證據(jù)，成系統(tǒng)的闡述了微觀物質(zhì)世界，是人類對(duì)認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的一次深刻的，具有飛躍性的成就。盧瑟福-波爾原子模型1911年由盧瑟福（ErnestRutherford，1871～1937）提出：原子的質(zhì)量幾乎全部集中在直徑很小的核心區(qū)域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運(yùn)動(dòng)。原子核帶正電，電子帶負(fù)電。1913年尼·玻爾(NielsBohr，1885-1962），在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上，他提出了電子在核外的量子化軌道，解決了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題，描繪出了完整而令人信服的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說。原子核電子原子結(jié)構(gòu)原子核電子云原子核結(jié)構(gòu)原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的。質(zhì)子（Protons）：是原子核內(nèi)帶正電的粒子。中子（Neutrons）：核內(nèi)不帶電的粒子。質(zhì)量數(shù)、原子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）：核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。原子數(shù)（Z）：核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)目。中子數(shù)（N）：核內(nèi)中子的數(shù)目。

同位素原子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子，互稱同位素。同位素的化學(xué)性質(zhì)是相同的，但由于它們的中子數(shù)不同，這就造成了各原子質(zhì)量會(huì)有所不同。同位素的形成同位素的形成部分是因?yàn)樵刈陨戆l(fā)生了衰變形成同位素，還有一部分是因?yàn)樵卦诖髿庵惺艿搅烁吣芰Ｗ拥淖矒舭l(fā)生變化形成的或在高溫高壓特殊環(huán)境的條件下形成的。穩(wěn)定同位素（StableIsotope）某元素中不發(fā)生或極不易發(fā)生放射性衰變的同位素。1913年J.J.湯姆孫和F.W.阿斯頓用磁分析器發(fā)現(xiàn)天然氖是由質(zhì)量數(shù)為20和22的兩種同位素所組成，第一次發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定同位素。地球上已發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定同位素共274種。

氚氕氘穩(wěn)定同位素的豐度放射性同位素（Radioisotope）放射性同位素的原子核很不穩(wěn)定，會(huì)不間斷地、自發(fā)地放射出射線，直至變成另一種穩(wěn)定同位素，這就是所謂“核衰變”。放射性同位素在進(jìn)行核衰變的時(shí)候，可放射出α射線、β射線、γ射線和電子俘獲等。核衰變的速度不受溫度、壓力、電磁場等外界條件的影響，也不受元素所處狀態(tài)的影響，只和時(shí)間有關(guān)。放射性同位素衰變的快慢，通常用“半衰期”來表示。半衰期（half-life）即一定數(shù)量放射性同位素原子數(shù)目減少到其初始值一半時(shí)所需要的時(shí)間。如P(磷)－32的半衰期是14.3天，就是說，假使原來有100萬個(gè)P(磷)－32原子，經(jīng)過14.3天后，只剩下50萬個(gè)了。同位素比值（樣品的同位素比值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)同位素比值的千分差）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定同位素比值被定義為0‰

氧同位素?cái)?shù)值的轉(zhuǎn)換同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的要求是：（a）組成均一性質(zhì)穩(wěn)定；(b)數(shù)量較多，以便長期使用；(c)化學(xué)制備和同位素測量的手續(xù)簡便；（d）大致為天然同位素比值變化范圍的中值，以便用于絕大多數(shù)樣品的測定；（e）可以做為世界范圍的零點(diǎn)。生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容蛋白質(zhì)基本知識(shí)——膠原蛋白糖類基本知識(shí)——參與代謝脂類基本知識(shí)——?dú)埩粑锓治龉趋赖某蓭r作用——污染的識(shí)別與防治蛋白質(zhì)基本知識(shí)生物大分子生命是由蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂類等四中大分子組成。生命中最重要的兩類物質(zhì)是蛋白質(zhì)（Protein）和核酸（Nucleicacid）。蛋白質(zhì)主要作用是執(zhí)行生物功能，核酸主要作用是傳遞遺傳信息，決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。氨基酸（aminoacid，AA），其結(jié)構(gòu)通式如下：蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子-氨基酸羧基氨基側(cè)鏈α碳原子氫原子疏水性氨基酸親水性氨基酸20種常見氨基酸（8種必需AA）中文名英文名三字母縮寫縮寫中文名英文名三字母縮寫縮寫1.丙氨酸AlanineAlaA11.蘇氨酸Threonine

ThrT2.纈氨酸ValineValV12.半胱氨酸CysteineCysC3.亮氨酸LeucineLeuL13.酪氨酸TyrosineTyrY4.異亮氨酸IsoleucineIleI14.天冬酰胺AsparagineAsnN5.苯丙氨酸PhenylalaninePheF15.谷氨酰胺GlutamineGlnQ6.色氨酸TryptophaneTrpW16.組氨酸HlstidineHisH7.蛋氨酸MethionineMetM17.賴氨酸LysineLysK8.脯氨酸ProlineProP18.精氨酸ArgnineArgR9.甘氨酸GlycineGlyG19.天冬氨酸AsparticacidAspD10.絲氨酸SerineSerS20.谷氨酸GlutamicacidGluE氨基酸的連接（肽）羧基氨基肽鍵（也叫酰胺鍵）肽與多肽鏈N端C端表示方法：Leu-Ala-Asp-Glu-Ser--------氨基酸的排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)代謝1.合成蛋白質(zhì)：外源蛋白質(zhì)進(jìn)入人體，在消化道內(nèi)消化（各種蛋白質(zhì)水解酶）后形成游離的氨基酸，然后才能被吸收，進(jìn)入血液，供給細(xì)胞合成自身蛋白質(zhì)。2.分解代謝：氨基酸先脫去氨基，形成碳骨架——α-酮酸可進(jìn)行氧化，形成CO2和H2O，產(chǎn)生ATP，也可轉(zhuǎn)化為糖和脂肪。膠原蛋白Collagen膠原蛋白是脊椎動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，約占體內(nèi)所有蛋白質(zhì)的30%，是動(dòng)物體結(jié)締組織中非常重要的結(jié)構(gòu)性纖維蛋白質(zhì)，它分布於人體的真皮層、硬骨、肌腱、齒質(zhì)、筋膜、器官被膜、纖維性軟骨等組織中，扮演結(jié)合組織的角色，在軟骨與肌腱中含90%以上，皮膚組織含50%以上，主要提供組織所需的強(qiáng)度及柔軟性。膠原蛋白分為四種類型：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ型主要分布在骨骼中。膠原蛋白在體內(nèi)以膠原纖維的形式存在。膠原蛋白結(jié)構(gòu)膠原蛋白是由3條多肽鏈組成的。多肽鏈主要以3聯(lián)體重復(fù)組成：（gly-X-Y）nX是脯氨酸proY是羥脯氨酸Hyp和羥賴氨酸Hyl細(xì)胞合成的膠原蛋白初級(jí)結(jié)構(gòu)：包含三股螺旋區(qū)域、非三股螺旋區(qū)域、碳端蛋白分子及氮端蛋白分子，而膠原蛋白又包含在其中。骨膠原蛋白兩種類型人類骨骼中的骨膠原具有兩種狀態(tài)。不可溶性膠原蛋白（InsolubleCollagen，簡稱ISC）——明膠化法提取，對(duì)于無法提取出ISC的骨樣，古食譜的重建也就無從談起?？扇苄阅z原蛋白（SolubleCollagen，簡稱SC）。在骨骼的長期埋藏過程中，ISC可逐漸轉(zhuǎn)化為SC，在利用明膠化法提取時(shí)，SC很容易溶解在廢液里，在處理過程中嘗嘗予以廢棄。小雙橋遺址位于河南省鄭州市西北約20Km的小雙橋村及其西南，地理坐標(biāo)為34051′N，133033′E。實(shí)驗(yàn)樣品全部選自該遺址考古發(fā)掘出土的動(dòng)物骨骼，共４例個(gè)體。經(jīng)動(dòng)物考古學(xué)家鑒定，分別是1例狗、1例豬和2例牛。動(dòng)物的年代為商代中期（距今約3400年）。SC與ISC的C、N穩(wěn)定同位素比值相似，同樣可以應(yīng)用于古食譜研究穩(wěn)定同位素比值相似的機(jī)理研究結(jié)果表明，SC與ISC的總氨基酸組成，完全符合Ⅰ型膠原蛋白的特點(diǎn)。此外，SC與ISC相比，8種必需氨基酸組成，非常接近，變異范圍僅為0.25%；而11種半必需氨基酸和非必需氨基酸，則變化稍大0.90%。顯然，不同性質(zhì)氨基酸含量的少許差異，是造成兩種蛋白Ｃ、Ｎ穩(wěn)定同位素相似但不相同的主要原因。糖基本知識(shí)糖的生理功能1.提供能源3.構(gòu)成細(xì)胞的成分2.提供碳源4.構(gòu)成某些生物活性物質(zhì)糖的概念糖(carbohydrates)即碳水化合物Cn（H2O）n其化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。葡萄糖果糖糖為什么是甜的？早在20世紀(jì)60年代，就有人提出了糖之所以甜，是因?yàn)樘穷惙肿又卸己卸嗔u基，多羥基中兩個(gè)氫原子之間有一定的距離，這個(gè)距離恰好能與舌頭上的味覺感受器形成化學(xué)吻合物。這種化學(xué)吻合物可以刺激味覺感受器，使其產(chǎn)生脈沖，進(jìn)而由神經(jīng)將脈沖傳入大腦，使人感到甜味。

單糖-葡萄糖和果糖的結(jié)構(gòu)雙糖蔗糖麥芽糖糖苷鍵兩個(gè)葡萄糖1個(gè)葡萄糖1果糖多糖多糖是由多個(gè)糖分子縮合，失水而成的。多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成膠體，沒有甜味。淀粉——最終水解產(chǎn)物——葡萄糖直鏈淀粉——可溶支鏈淀粉——不可溶直鏈淀粉支鏈淀粉-1,4-糖苷鍵-1,6-糖苷鍵脂類基本知識(shí)脂類功能脂類（lipids，也稱為脂質(zhì)）是一類不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑，并能為機(jī)體利用的有機(jī)化合物。油脂是熱能最高的營養(yǎng)成分，1g油脂在完全氧化時(shí)放出的熱量約為糖類的2倍。正常情況下，每人每日需進(jìn)食50g-60g脂肪，約能供應(yīng)日需總熱量的20%-25%。人體中的脂肪是維持生命活動(dòng)的備用能源。一般成年人體內(nèi)儲(chǔ)存的脂肪約占體重的10%-20%。

脂類分類脂類衍生物質(zhì)脂類衍生物質(zhì)是生物體的重要組成成分并參與多種代謝，具有重要的生理功能。甘油三酯——甘油+脂肪酸脂肪酸碳鏈或烷烴羧基（丙三醇）（Triglyceride)，縮寫TG常見的脂肪酸（一端是長的碳?xì)滏?，一端是一個(gè)羧基）必需脂肪酸：機(jī)體必需但自身又不能合成或合成量不足，必須從植物油中攝取的脂肪酸叫必需脂肪酸。包括亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸?！狢-C-C——C=C—?jiǎng)游镏竞湍承┲参镉停òㄒ佑?、棕櫚油和可可油）的脂肪酸屬于飽和脂肪酸。順式不飽和脂肪酸飽和脂肪酸固態(tài)fat液態(tài)Oil氫化油與反式脂肪酸在從前，食用的脂肪主要是動(dòng)物脂肪，例如黃油、奶油、豬油，它們比較稀少、昂貴。植物油倒是便宜，但是供食用的植物油基本上都是順式不飽和脂肪酸，它們很不穩(wěn)定，是液體，而且容易變質(zhì)，這是由于自由基攻擊鏈條中的雙鍵造成的。20世紀(jì)初，德國化學(xué)家威廉·諾曼想到了一個(gè)解決辦法，給植物油中的雙鍵提供氫原子，讓它們變飽和，這個(gè)過程稱為氫化，這樣制造出來的油就叫氫化油。如果所有的雙鍵都被氫化、飽和了，順式脂肪酸就變成了反式飽和脂肪酸。植物油氫化之后，變成了半固體，性質(zhì)穩(wěn)定、不容易變質(zhì)，可以代替動(dòng)物脂肪使用，而且價(jià)格要便宜得多。脂肪酸與殘留物分析脂類物質(zhì)具有一定的生物種屬特異性，不同類型和不同物種的生物所含脂類物質(zhì)的成分和比例均有差異，所含脂肪酸的碳原子數(shù)目、不飽和鍵的數(shù)目等也不盡相同，這些差異則可作為鑒別生物種類的分子標(biāo)志物。另外在同等環(huán)境下脂類物質(zhì)在地層中保存的穩(wěn)定性要強(qiáng)于DNA和蛋白質(zhì)其原因可能是由于脂類物質(zhì)碳骨架大多以飽和鍵相連而且不溶于水；同時(shí)脂肪的表面經(jīng)過一定時(shí)間的氧化會(huì)形成硬膜，對(duì)于其內(nèi)部的脂肪具有一定的保護(hù)作用脂類物質(zhì)已經(jīng)逐漸生物考古學(xué)研究的一個(gè)重要手段，在探索古代的環(huán)境、古人的食譜和器物的用途等方面發(fā)揮出獨(dú)特的作用。在考古學(xué)中應(yīng)用脂肪酸檢測技術(shù)可以追溯到20世紀(jì)七十年代。英國學(xué)者J.Condamin等在1976年首先運(yùn)用氣相色譜法（GC）檢測考古遺址出土的雙耳細(xì)頸橢圓土罐中的痕量油脂，論文發(fā)表在著名的《Archaeometry》雜志上。1977年德國化學(xué)家RolfRottlander從北歐新石器時(shí)代湖濱聚落出土的陶片上鑒定出殘留的芥菜油，橄欖油，菜籽油，黃油等油脂；其后又通過分析德國Heuneburg的鐵器時(shí)代山城中的陶片，證實(shí)某些小口尖底瓶含有橄欖油和葡萄酒的殘?jiān)?，而在羅馬發(fā)現(xiàn)的小口尖底瓶中的黑色木炭形式的物質(zhì)則為小麥面粉，從而有效地揭示了這些古代器物的功能及其當(dāng)時(shí)古人的食譜。1979年，日本學(xué)者分析出平城京遺址出土的油燈殘油為菜子油，對(duì)北海道出土的約1.2萬年前的刮削器的分析表明含有北海道鹿的脂肪酸；其后又檢測出宮城縣出土的大約14萬年前的舊石器上附著的脂肪酸，其中70%屬于猛犸象、13%是麋鹿,7%是鹿的。1982年，日本成立了脂肪酸分析專門研究小組。經(jīng)長期研究建立了含萬余種現(xiàn)代動(dòng)植物和5000種來自考古資料脂肪酸信息的數(shù)據(jù)庫。日本學(xué)者首先采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）檢測脂肪酸，大大提高了實(shí)驗(yàn)的敏感度。隨著脂肪酸分析技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，大家逐漸認(rèn)識(shí)必須建立各種動(dòng)植物的脂肪酸組成和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，方能對(duì)考古檢測出的脂肪酸進(jìn)行有效的比對(duì)分析。到目前為止，加拿大學(xué)者M(jìn).E.Malainey等做了130種當(dāng)?shù)噩F(xiàn)生的動(dòng)植物的脂肪酸組成的數(shù)據(jù)庫；日本學(xué)者建立了含5000種古代樣品和10000種現(xiàn)代樣品的數(shù)據(jù)庫。脂肪酸與環(huán)境分析烷烴是最簡單的有機(jī)物，只含碳?xì)鋯捂I,故化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,碳鏈沒有支鏈的稱正構(gòu)或正鏈烷烴，是脂肪酸的基本架構(gòu)。高等生物體內(nèi)脂肪酸代謝的基本產(chǎn)物是正構(gòu)烷烴，由脂肪酸脫去羧基而形成，故具有奇偶優(yōu)勢。正鏈烷烴是植物葉表皮蠟的主要成分植物生物體死亡后，有機(jī)質(zhì)不斷降解，可以形成更多的正構(gòu)烷烴,因此正構(gòu)烷烴廣泛分布于各類沉積物中，是地球化學(xué)研究中常用的分子標(biāo)志物。正構(gòu)烷烴與高等生物來源1）通常用正構(gòu)烷烴碳優(yōu)勢指數(shù)表示，即CPI值（carbonpreferenceindex碳優(yōu)勢指數(shù)）。計(jì)算公式為：CPI=ΣC23～C35(奇數(shù))/ΣC22～C34(偶碳數(shù))用檢測樣品的色譜圖中正構(gòu)烷烴奇數(shù)碳的峰面積與偶數(shù)碳的峰面積之比來計(jì)算2）平均碳鏈長度（ACL,AverageCarbonLength）指檢測樣品的色譜圖中正構(gòu)烷烴的主峰的碳數(shù)，即混合物中主要含有那幾種烷烴。地質(zhì)體中的正構(gòu)烷烴1)來源于具有光合作用的藻類、菌類等低等生物的正構(gòu)烷烴，ACL較短（Ｃ15以下），且CPI值(碳優(yōu)勢指數(shù)