古生物化石中Paraloid? B-72树脂处理的生物标志物提取可行性研究及其在文化遗产保护中的应用

本研究针对博物馆化石标本经Paraloid? B-72丙烯酸树脂处理后生物标志物信息获取的难题，通过微波辅助溶剂提取、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)等技术，成功分离树脂干扰并获得有效生物标志物数据。该研究为文化遗产材料中有机化学分析提供了新方法，解决了传统保护处理导致标本"研究价值降低"的困境。

　　

在古生物学和文化遗产保护领域，化石标本的长期保存与科学研究价值之间始终存在矛盾。博物馆常用的Paraloid? B-72丙烯酸树脂虽能有效稳定化石结构，但其对有机地球化学分析的潜在干扰一直未被系统研究。这一空白使得大量经处理的珍贵标本被视为"研究禁区"，特别是对早期白垩纪恐龙Aratasaurus museunacionali等稀有标本的化学分析造成阻碍。

西澳大利亚有机与同位素地球化学中心（Western Australian Organic and Isotope Geochemistry Centre, Curtin University）的研究团队在《Organic Geochemistry》发表的研究中，创新性地建立了树脂处理化石的生物标志物分析方法。通过微波辅助溶剂提取结合多维度质谱技术，他们证实：尽管Paraloid? B-72会在二氯甲烷(DCM)溶剂体系中迁移，但饱和烃和芳香烃生物标志物仍可有效分离；同时开发出基于氧特征碎片的ToF-SIMS成像技术，首次实现化石表面树脂残留的可视化定位。这项研究为全球博物馆数百万件树脂处理标本的化学分析打开了新窗口。

关键技术方法包括：1) 微波辅助提取系统(Ethos X Advanced)双循环提取；2) 硅胶柱色谱分馏分离饱和烃、芳香烃和极性组分；3) 闪蒸热解-气相色谱-质谱联用(py-GC-MS)鉴定树脂热解产物；4) 高分辨飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)进行空间分辨分析；5) 气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)多反应监测(MRM)定量生物标志物。

研究结果揭示：

1. 1.

   纯树脂提取与分馏：Paraloid? B-72完全溶于含DCM的溶剂体系，主要进入芳香烃和极性组分，饱和烃组分仅含痕量污染物。将树脂与Blina-4原油混合实验证实，树脂存在不影响关键生物标志物参数如Pr/Ph比、C₃₅ HH指数等。

2. 2.

   商业丙酮污染物：低纯度丙酮含有显著污染物，包括正构烷烃(n-C_12-26)、甲基萘和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)等，可能通过树脂溶剂引入化石标本。

3. 3.

   化石样本分析：Aratasaurus骨骼提取物中检测到高度支链烷烃(HBAs)和二异丙基萘(DIPNs)等污染物，分别源自聚丙烯容器和包装用纸巾。但微波提取后py-GC-MS检测显示树脂单体被完全清除。

4. 4.

   树脂特征识别：ToF-SIMS鉴定出C_xH_yO_z特征碎片簇，通过选择含氧离子（如C₅H₅O₂⁺）成功实现化石表面树脂分布成像，避免与内源烃类信号重叠。

这项研究确立了处理树脂化石标本的标准流程：微波提取可有效分离可溶有机组分，而ToF-SIMS氧特征图谱能精确定位残留树脂。该方法不仅适用于古生物学研究，更为考古学中有机残留物分析提供了新思路——即使经过丙烯酸树脂加固的古代粘合剂样品，其脂类生物标志物研究也成为可能。研究团队特别指出，未来工作中商业级溶剂纯化和样本前处理标准化将进一步提升数据可靠性。该成果打破了博物馆藏品"可展不可研"的困局，使珍贵标本在得到保护的同时，能继续为揭示地球生命演化历史提供关键化学证据。