Biomolekulare Charakterisierung von 3500 | Hangzhou Bodeninstrument Co., Ltd

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 12477 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Die Mumifizierung im alten Ägypten wurde fast 4000 Jahre lang praktiziert und war ein Schlüsselelement einiger der komplexesten Bestattungspraktiken, die in den archäologischen Aufzeichnungen dokumentiert sind. Die Einbalsamierung, die Konservierung des Körpers und der Organe des Verstorbenen für das Leben nach dem Tod, war ein zentraler Bestandteil des ägyptischen Mumifizierungsprozesses. Hier kombinieren wir GC-MS-, HT-GC-MS- und LC-MS/MS-Analysen, um Mumifizierungsbalsam zu untersuchen, der vor mehr als einem Jahrhundert von Howard Carter aus Grab KV42 im Tal der Könige ausgegraben wurde. Von inzwischen leeren Kanopengefäßen, die einst die mumifizierten Organe der Adligen Senetnay aus der 18. Dynastie enthielten, wurden Balsamreste abgekratzt. 1450 v. Chr. Unsere Analyse ergab Balsame bestehend aus Bienenwachs, Pflanzenöl, Fetten, Bitumen, Pinaceae-Harzen, einer Balsamico-Substanz und Dammar oder Pistacia-Baumharz. Dies sind die reichhaltigsten und komplexesten Balsame, die bisher für diesen frühen Zeitraum identifiziert wurden, und sie geben Aufschluss über Balsambestandteile, über die es in ägyptischen Textquellen nur begrenzte Informationen gibt. Sie unterstreichen sowohl den außergewöhnlichen Status Senetnays als auch die unzähligen Handelsbeziehungen der Ägypter im 2. Jahrtausend v. Chr. Sie veranschaulichen außerdem die hervorragende Erhaltung, die selbst für organische Überreste möglich ist, die lange Zeit aus ihrem ursprünglichen archäologischen Kontext entfernt sind.

Die altägyptische Gesellschaft ist in akademischen und öffentlichen Kreisen gleichermaßen für die komplexen Rituale und die außergewöhnliche materielle Kultur bekannt, die sie mit dem Tod verband, insbesondere unter den herrschenden sozialen Eliten1. Bereits im späten Neolithikum waren Grabdenkmäler zu zentralen Punkten der Landschaft für landwirtschaftliche Gruppen geworden, die in der Nilaue lebten2. Später entstanden monumentale Bauwerke, von den frühesten gebauten Mastabas ca. Chr. zu den berühmten Pyramiden von Gizeh. Chr.3, stiegen zu Schlüsselelementen der ägyptischen Religion, Wirtschaft, Gesellschaft und Politik auf4. Die Ausarbeitung des Bestattungswesens in der altägyptischen Kultur war so wichtig, dass seine Nekropolen als „Städte der Toten“2 bezeichnet wurden.

Im Epizentrum dieser reichen Bestattungskultur standen die begrabenen Personen selbst, die einer hochkomplexen Reihe von postmortalen Mumifizierungsprozessen unterzogen wurden, die, mit Ausnahme einiger Beispiele in Chile und China5,6,7, in der archäologischen Aufzeichnung beispiellos sind. Die Mumifizierung im alten Ägypten geht auf die Zeit vor der Ersten Dynastie zurück, wie die Einbalsamierungsreste in spätneolithischen Bestattungen belegen8, und dauerte bis in die griechisch-römische Zeit an9, was sie zu einem Kernmerkmal der ägyptischen Bestattungsarchäologie macht. Im Gegensatz zur natürlichen Mumifizierung, die unter trockenen Bedingungen wie in der ägyptischen Wüste stattfinden kann, beinhaltete die künstliche Mumifizierung in Ägypten die Ausweidung sowie die absichtliche Austrocknung und Konservierung des Körpers durch die Anwendung verschiedener Substanzen10,11. Der Mumifizierungsvorgang umfasste die sorgfältige Entfernung von Organen wie Lunge, Leber, Magen und Darm, gefolgt von der Einbalsamierung12. Die Organe wurden häufig, aber nicht immer, mumifiziert und in separaten Kanopengefäßen aufbewahrt. Diese Praxis diente dazu, die Austrocknung des Körpers zu erleichtern, indem das Wachstum von Bakterien und Pilzen gehemmt wurde. Sein Ziel bestand darin, die langfristige Erhaltung des Körpers des Verstorbenen für das Leben nach dem Tod sicherzustellen und ein Gefäß für die Rückkehr der „Seelen“ des Einzelnen zu schaffen, ganz im Einklang mit den ägyptischen Glaubenssystemen11,13. Die alten Ägypter hatten eine vielschichtige Sicht auf die „Seele“ und stellten sie sich als eine Zusammensetzung aus mehreren Elementen vor, insbesondere Ka, Ba und Akh, die mit Vorstellungen vom Leben nach dem Tod und Bestattungsritualen verbunden waren14,15.

Beispiele für mumifizierte Organe wurden 190016 von Howard Carter im Königsgrab „KV (Kings' Valley) 42“ in Theben (heute Luxor) entdeckt. Die Eingeweide, die er im Grab KV 42 fand, gehörten der in Ägypten lebenden Adligen Senetnay um 1450 v. Chr. Sie war die Amme des lang erwarteten Sohnes und Erben von Pharao Thutmosis III., dem zukünftigen Pharao Amenophis II., der im Säuglingsalter von Senetnay großgezogen und gestillt wurde17. Nach ihrem Tod wurden Senetnays mumifizierte Organe sorgfältig in vier Kanopengefäßen mit Deckeln in Form menschlicher Köpfe aufbewahrt (Abb. 1). Um ihre sterblichen Überreste für das Leben nach dem Tod zu bewahren, wurden sie einbalsamiert, um ihre langfristige Konservierung, angeblich für die Ewigkeit, zu gewährleisten. Zwei der Gefäße, die für Senetnays Lunge und Leber bestimmt waren, befinden sich heute in der ägyptischen Sammlung des Museum August Kestner, Hannover (Deutschland)17,18. Während die mumifizierten Organe selbst verloren gegangen sind und die Gefäße derzeit leer sind, sind Reste des Mumifizierungsbalsams teilweise als dünne Schichten auf den Wänden und Böden der Gefäße erhalten geblieben und dringen auch in den porösen Kalkstein ein, aus dem die Gefäße bestehen .

© Museum August Kestner, Hannover (Deutschland); Foto: Christian Tepper (Museumsfotograf). (b) Karte des Tals der Könige mit der Lage des Grabes KV 42, wo die Kanopenkrüge gefunden wurden. Kartenquellen: Weeks, Kent R. (Hrsg.). Atlas des Tals der Könige (= Veröffentlichungen des Theban Mapping Project, 1). Kairo: American University in Cairo Press, 2000, 2003. Online verfügbar unter https://thebanmappingproject.com/sites/default/files/plans/Valley%20of%20the%20Kings.pdf und Natural Earth-Vektorkartendaten (Karten wurden erstellt mit QGIS 3.12 (https://qgis.org/en/site/)).

(a) Kanopengefäß von Senetnay, der „Amme des Königs“ (Amenophis II.), das ursprünglich Senetnays mumifizierte Lunge enthielt, wie aus den Inschriften auf dem Gefäß hervorgeht, die sich auf Nephthys, die Schutzgöttin der Lunge, beziehen. Höhe des Glases mit Deckel: 42,4 cm; Höhe ohne Deckel: 33,7 cm; max. Durchmesser: 21,5 cm.

Über die genauen Rezepte, die in altägyptischen Mumifizierungsbalsamen verwendet wurden, wurde lange diskutiert, da es nur wenige altägyptische Texte gab, in denen die genauen Inhaltsstoffe genannt wurden19. Trotz des langen Zeitraums, über den die Mumifizierung praktiziert wurde (fast 4000 Jahre), gibt es nur wenige schriftliche Quellen – wie das Ritual der Einbalsamierung20 –, die sich mit dem Mumifizierungsprozess befassen, und keiner dieser Texte liefert die genauen Zutaten, die bei der Herstellung verwendet wurden die Balsame. Historische Beschreibungen aus viel späteren griechischen und römischen Quellen (z. B. Herodot, Diodorus Siculus21,22) geben zwar einige Zutaten an, diese waren jedoch nicht unbedingt dieselben wie die, die mehr als ein Jahrtausend zuvor verwendet wurden. Aus diesen Gründen ist der Einsatz molekularer Analysen zur Identifizierung der Inhaltsstoffe altägyptischer Einbalsamierungsmaterialien seit den späten 1970er Jahren für Wissenschaftler von großem Interesse23. Insbesondere technologische Fortschritte in den Techniken der Gaschromatographie und Massenspektrometrie haben erheblich zur Aufklärung der Chemie altägyptischer Balsame beigetragen24,25. Frühere Studien haben eine Reihe verschiedener Inhaltsstoffe identifiziert, die in verschiedenen Konfigurationen bei der Herstellung von Mumifizierungsbalsamen verwendet wurden, wie z. B. Öle und Fette9,26,27,28,29,30,31, Bienenwachs9,29,30,32,33 , Bitumen8,28,34,35, Gummi und Zucker8,9,32 sowie Harze und Teere8,27,28,31,33,34,36,37,38,39,40,41. Die meisten dieser Studien konzentrierten sich jedoch auf Einbalsamierungsmaterialien, die aus den Verbänden und Geweben der Mumien selbst gewonnen wurden, und nur wenige Studien wurden zu den Substanzen durchgeführt, die zur Einbalsamierung der begleitenden Organe in Kanopengefäßen verwendet wurden28,33,42 (siehe auch die Kanopen). Jar-Projekt an der Universität Zürich).

Um zu klären, welche umfassenderen sozialen, technologischen und kulturellen Erkenntnisse aus den zur Mumifizierung von Organen verwendeten Balsamen gewonnen werden können, untersuchen wir hier Balsamproben aus zwei der Kanopengefäße von Senetnay (die anderen beiden Gefäße der Sammlung sind nicht verfügbar). zur Analyse, da sich eines im Ägyptischen Museum in Kairo befindet, während der Standort des anderen unbestimmt bleibt). Bei den analysierten Gefäßen handelt es sich um solche, die Senetnays Lunge und Leber enthielten und zunächst in Ägypten, dann in der Privatsammlung des Ägyptologen Friedrich Wilhelm Baron von Bissing in München, anschließend im Museum Carnegielaan 12 in Den Haag und schließlich seitdem aufbewahrt wurden 1935, in der Ägyptischen Sammlung des Museum August Kestner in Hannover (mit zweijähriger Sicherheitslagerung in einem Salzbergwerk in Grasleben während des Zweiten Weltkriegs)17,18. An jedem Standort wurden die Überreste über mehr als 123 Jahre hinweg unter mehr oder weniger idealen „Museumsbedingungen“ gelagert. Um die Komplexität alter organischer Rückstände, insbesondere Mischungen verschiedener Produkte, zu verstehen, ist die Analyse mehrerer Verbindungsgruppen erforderlich. In Anerkennung der chemischen Vielfalt der biologischen Komponenten in vielen analysierten Mumifizierungsbalsamen greifen wir auf einen multianalytischen Ansatz zurück, der Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS), Hochtemperatur-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (HT-GC-MS) und Flüssigkeit kombiniert Chromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) zur Differenzierung und Identifizierung der in Senetnays Kanopengefäßen enthaltenen organischen Substanzen.

Insgesamt wurden 6 Balsamproben für die Analyse ausgewählt, darunter eine Probe vom Boden und zwei Proben von den Innenwänden jedes der Überdachungsgläser (genaue Position und Beschreibung der Proben siehe ergänzende Abbildung S1 und Tabelle S1). Die Balsamproben wurden einer Reihe von Extraktions-/Auflösungsschritten unterzogen, gefolgt von LC-MS/MS-, GC-MS- und HT-GC-MS-Analysen. Die unten aufgeführten Ergebnisse zeigen eine gute Erhaltung der Moleküle in den Proben, die vom Innenboden der Gläser entnommen wurden (d. h. AES 062 aus Glas 1 und AES 067 aus Glas 2), wo Restschichten des Einbalsamierungsmaterials haften blieben. Im Gegensatz dazu zeigten von den Innenwänden abgekratzte Rückstände, die teilweise vom Kalkstein des Gefäßes absorbiert wurden und mit bloßem Auge kaum sichtbar waren, eine schlechtere molekulare Konservierung.

In den mittels LC-MS/MS im MRM-Modus (Multiple Reaction Monitoring) analysierten Extrakten wurden drei Verbindungsgruppen identifiziert: Terpenoide, Phenole und aromatische Verbindungen (Tabelle 1). Die LC-MS/MS-Ergebnisse zeigten eine hohe Häufigkeit von Di- und Triterpenoiden im Einbalsamierungsmaterial. Unter den Diterpenoiden dominiert die 7-Oxo-Dehydroabietinsäure (7ODHA, Tabelle 1), die in allen Proben beobachtet wurde. 7ODHA ist ein oxidiertes Derivat der Diterpendehydroabietinsäure (DHA), die ebenfalls in geringerem Maße vorhanden war. Beide Verbindungen sind charakteristisch für Nadelpflanzenprodukte, insbesondere für Harze aus der Familie der Pinaceae, einschließlich Kiefer (Pinus spp.), Lärche (Larix spp.) und Zeder (Cedrus spp.)8,9,28,34,41. Andere für Pinaceae-Harze charakteristische Verbindungen wurden ebenfalls als Analysestandards für die Optimierung der MRM-Parameter einbezogen, insbesondere Pimarsäure, Isopimarsäure, Palustrinsäure und Neoabietinsäure43. Aufgrund ähnlicher Retentionszeiten, Fragmentierungsmuster und Molekulargewichte (302 g/mol) reichten LC-MS/MS und die Detektion im MRM-Modus jedoch nicht aus, um sie zu unterscheiden. Daher werden Pimarsäure, Isopimarsäure, Palustrinsäure und Neoabietinsäure in Tabelle 1 als „Harzsäuren“ zusammengefasst (siehe auch Ergänzungstabelle S5), und die Proben wurden zusätzlich per GC-MS analysiert, um diese Verbindungen zu unterscheiden (siehe GC). –MS- und HT-GC–MS-Analyse).

Die in den Proben nachgewiesenen Triterpenoide lassen auf den Einsatz zusätzlicher duftender Harzstoffe schließen. Dammarenolsäure (Abb. 2a, c), der wichtigste sekundäre Metabolit von Dammarharz44, war in der Probe AES 062 des Kanopenglases 1 vorhanden. Diese Triterpenoidverbindung ist ein Molekül vom Dammaran-Typ, jedoch mit der Öffnung des A-Rings aufgrund von Oxidation und Bruch der C-C-Bindung, was zur Bildung einer funktionellen Carboxylgruppe führt45. Interessanterweise wurde diese Verbindung nur in Gefäß 1 und in keiner der Proben aus Kanopengefäß 2 nachgewiesen. Unsere Analyse ergab auch einen Peak, der entweder Oleanonsäure oder Moronsäure entsprach, zwei pentazyklischen Triterpenoiden, die ähnliche Strukturen und Ionisierungsverhalten aufweisen und sind entsprechend schwer zu unterscheiden. Dieser Peak wurde jedoch nur in geringer Häufigkeit nachgewiesen (Abb. 2b, d). Oleanonsäure und schwachsinnige Säure sind typische Biomarker für Pistacia-Arten und wurden bereits in mehreren altägyptischen Einbalsamierungsmaterialien nachgewiesen9,28,36. In Kombination mit Dammarenolsäure ist Oleanonsäure jedoch auch Bestandteil von Dammarharz aus der Familie der Dipterocarpaceae und anderen Angiospermengruppen45,46,47. Abgesehen von ihrem natürlichen Vorkommen im Dammar-Harz könnte Dammarenolsäure auch ein Oxidationsprodukt der Verbindung Dammaradienon sein, die sowohl im Dammar- als auch im Pistacia-Harz vorhanden ist (Abb. 2e)46,48. Frühere Studien zu Mumifizierungsbalsamen haben auch auf Überschneidungen zwischen den in Dammar und Pistacia gefundenen Verbindungen hingewiesen28,49. Aufgrund der aktuellen Erkenntnisse können Pistacia- und Dammarharze daher nicht eindeutig unterschieden werden, und beide Harze gelten daher als mögliche Quellen für diese Verbindungen.

Multiple Reaction Monitoring (MRM) HPLC-Chromatogramme der Analysestandards Dammarenolsäure (a) und Oleanonsäure (b) im Vergleich zum Vorhandensein dieser Verbindungen in Probe AES 062 von Kanopengefäß 1 (c,d). (e) Chemische Strukturen aufeinanderfolgender Oxidationsstufen von Molekülen vom Dammaran-Typ nach47.

Neben den Terpenoiden wurden in den Balsamen auch phenolische und aromatische Verbindungen nachgewiesen, darunter Vanillinsäure, Cumarin und Benzoesäure. Obwohl Vanillinsäure in natürlichen Vanilleextrakten vorkommt, spiegelt sie in diesem Zusammenhang höchstwahrscheinlich den Abbau von Holzgewebe50,51,52 wider und stammt möglicherweise von den Nadelbäumen im Balsam. Schwieriger ist es, dem Aromastoff Cumarin einen Ursprung zuzuordnen, da er natürlicherweise in einer Vielzahl unterschiedlicher und ungleich verwandter Pflanzen vorkommt, darunter dem Zimt und vielen Fabaceae. Cumarin hat einen vanilleartigen Duft. In allen Proben wurde eine weitere aromatische Verbindung – Benzoesäure – gefunden. Es kommt auch in vielen Pflanzengummis und Gewürzen vor, beispielsweise in Benzoeharz, Zimt und Nelken oder Balsampflanzen32,53. Angesichts der Allgegenwärtigkeit dieser Verbindungen im Pflanzenreich konnten wir sie keiner bestimmten Quelle zuordnen.

Zusätzliche GC-MS-Messungen der Lipidfraktion wurden durchgeführt, um Fettsäuren und Alkohole, n-Alkane und Harzsäuren zu analysieren (Abb. 4a). Ähnlich wie bei den LC-MS/MS-Ergebnissen wurden 7ODHA und DHA in der Lipidfraktion zusammen mit Abietinsäure, Pimarsäure, Isopimarsäure und 15-Hydroxydehydroabietinsäure nachgewiesen. Letzteres ist ein weiteres Oxidationsprodukt, das aus Abietinsäure und DHA entsteht (Abb. 3). Diese Harzsäuren wurden nur in den Proben AES 062 und AES 067 identifiziert, die vom Boden der Gläser entnommen wurden, nicht jedoch in den übrigen Proben, die insgesamt eine geringere Konzentration an organischen Molekülen aufwiesen (weniger als ein Zehntel im Vergleich zu AES 062 und AES 067). auf die gesamte Peakfläche). Alle identifizierten Diterpenoide kommen in allen Pinaceae-Gattungen vor, obwohl die Häufigkeit der primären Harzsäuren Pimarsäure und Abietinsäure charakteristischer für Harze von Pinus-Arten ist34. Zusätzlich zu diesen Biomarkern für Pinaceae-Harze haben wir in der Probe AES 062 auch die Verbindung Larixol (Ergänzende Abbildung S6) nachgewiesen. Wie die oben genannten Harzsäuren ist Larixol auch im Lärchenholzharz (Larix spp.) enthalten 54, 55 ,56,57, und ist in der Tat spezifisch dafür. Sein Vorkommen lässt daher eine Larix-Art als mögliche Quelle für das Pinaceae-Harz vermuten. Dieser Befund ist jedoch mit Vorsicht zu genießen, da er auf einem einzigen Biomarker basiert. Darüber hinaus können wir auch eine Mischung verschiedener Pinaceae-Gattungen, darunter sowohl Kiefern- als auch Lärchenharze, nicht ausschließen.

In Proben aus beiden Kanopengefäßen vorhandene Harzsäuren und aufeinanderfolgende Oxidationsreaktionen von Abietinsäure.

Die Analyse der Lipidfraktion ergab, dass der Balsam neben den Duftharzen noch weitere Inhaltsstoffe enthielt (Abb. 4b). Das Profil wurde von hohen Mengen an gesättigten geradkettigen Fettsäuren mit gerader Kohlenstoffzahl dominiert, vorwiegend Palmitinsäure (C16:0) und Lignocerinsäure (C24:0) und in geringerem Maße Behensäure (C22:0). und Stearinsäure (C18:0). Diese freien Fettsäuren sind Endprodukte des Abbaus von Lipidsubstanzen und können auf einen Beitrag entweder von Pflanzenölen oder tierischen/menschlichen Fetten hinweisen52,58,59. Die große Anzahl sehr langkettiger Fettsäuren (C22:0–C30:0) ist charakteristisch für höhere Landpflanzen und epikutikuläre Wachse sowie Bienenwachs60. Die in den Proben nachgewiesenen geradkettigen Komponenten mit ungeraden Kohlenstoffzahlen [z. B. Pentadecansäure (C15:0) und Heptadecansäure (C17:0)] werden manchmal als charakteristisch für Lipide von Wiederkäuern angesehen. Ihre geringe Häufigkeit und das Fehlen entsprechender verzweigter Isomere lassen jedoch darauf schließen, dass diese Verbindungen eher das Ergebnis eines bakteriellen Abbaus sind61,62. Die Proben weisen auch kurzkettige Homologe von C6:0–C10:0 auf, bei denen es sich bekanntermaßen um Abbauprodukte handelt, die durch Oxidation entstehen und bei der Alterung oder Trocknung von organischem Gewebe, beispielsweise von Pflanzenöl, entstehen28,59,63. Einfach ungesättigte Fettsäuren kommen auch in Form von Octadecensäure (C18:1) und Hexadecensäure (C16:1) vor, die in pflanzlichen Ölen und tierischen Fetten vorkommen52. Somit lässt die Fettsäureverteilung darauf schließen, dass die Balsame höchstwahrscheinlich eine Mischung aus abgebauten tierischen Fetten und Pflanzenölen enthielten. Allerdings ist bei der Interpretation Vorsicht geboten, da wir nicht zwischen Fett, das aus einer zugesetzten tierischen Zutat stammt, und dem menschlichen Körper selbst unterscheiden können.

Gesamtionenstrom (TIC, a) und extrahierte Ionenchromatogramme (EIC, b–f) der Probe AES 062, die die Ionenmassen charakteristischer Fragmente der Hauptverbindungsklassen zeigen. (b) m/z 117 mit Fettsäuren, n:0 = gesättigte FA und n:1 = ungesättigte FA; (c) m/z 103 zeigt die Verteilung von Fettalkoholen; (d) m/z 85 zeigt n-Alkane mit entsprechenden Kohlenstoffzahlen und (e,f) charakteristische Fragmente von Hopanen und Steranen. Ausführlichere Informationen zu Hopanen und Steranen finden Sie in den ergänzenden Abbildungen. S4, S5. Für identifizierte Verbindungen der Proben AES 067 siehe ergänzende Abbildung S2.

Eine weitere Klasse von in der Lipidfraktion vorhandenen Verbindungen waren n-Alkane, die in der Probe AES 062 die am häufigsten vorkommenden Verbindungen darstellen. Die Extrakte ergaben mittel- und langkettige n-Alkane (C20–C36), die ein leichtes ungerades/gerades Verhältnis aufwiesen vorherrschend, wobei C27 das am häufigsten vorkommende n-Alkan ist (Abb. 4d). Angesichts des Vorhandenseins dieser homologen Reihe von n-Alkanen, die für fossile Kohlenwasserstoffe charakteristisch ist, stellten wir die Hypothese auf, dass die n-Alkane Bitumen widerspiegeln könnten, eine Substanz, die häufig mit der ägyptischen Mumifizierung in Verbindung gebracht wird28,64,65. Aus diesem Grund haben wir nach charakteristischen Hopanen und Steranen von Bitumen gesucht (Ionen m/z 191 und m/z 217; Abb. 4e, f und ergänzende Abbildungen S4 und S5). Diese Ionen sind diagnostische Marker für natürliches Erdöl8,66,67 und wurden in den Proben beider Kanopengefäße nachgewiesen, was das Vorhandensein von Bitumen bestätigt.

Es ist auch bekannt, dass n-Alkane mit einer Kettenlänge von C25 bis C35, aber einer starken Dominanz von ungeraden gegenüber geraden, charakteristisch für epikutikuläre Wachse höherer Landpflanzen 59, 68, 69 und für Bienenwachs sind, worüber bereits berichtet wurde Studien zu Mumienbalsam29,36,60. Bienenwachs besteht in der Regel auch aus Wachsestern mit einer Kohlenstoffkettenlänge von mehr als 40. Die Proben AES 062 und 067 wurden zusätzlich mittels HT-GC-MS analysiert, um nach diesen Wachsestern zu suchen. In beiden Proben konnten wir geringe Mengen an Palmitinsäuremonoestern im Bereich von C40 bis C50 sowie die entsprechenden Hydroxywachsester (Abb. 5) nachweisen. Das Vorhandensein der Wachsester, die n-Alkan-Verteilung mit dem häufigsten Peak für C27, die langkettigen Fettsäuren und die n-Alkohole (Abb. 4c) liefern überzeugende Beweise für die Verwendung von Bienenwachs als Hauptbestandteil in der Balsame.

Extrahierte Ionenchromatogramme (EIC) von HT-GC-MS-Analysen für m/z-Werte 257 und 117 der Probe AES 062, die Monoester von Palmitinsäure (a) und Hydroxypalmitinsäureester (b) zeigen.

Unsere Analyse zeigt, dass aus den Balsamresten in ägyptischen Kanopengefäßen umfangreiche Informationen gewonnen werden können, selbst wenn solche Gefäße seit mehr als einem Jahrhundert geleert und zwischen Museumssammlungen transferiert werden. Die aus Senetnays Gläsern entnommenen Proben belegen die Verwendung verschiedener Naturprodukte und Duftstoffe in den Balsamen, die zur Erhaltung ihrer Organe verwendet wurden. Öle und Fette scheinen zusammen mit Bienenwachs und Bitumen die Grundlage der in beiden Gläsern identifizierten Balsame gebildet zu haben, und unsere Analyse zeigt, dass diese Substanzen mit Nadelharzen, insbesondere aus Pinaceae, vermischt wurden. Darüber hinaus ergaben unsere Analysen das Vorhandensein weiterer nicht identifizierter Pflanzenprodukte, die Benzoesäure und Cumarin enthalten. Frühere Analysen anderer ägyptischer Balsame haben zusammen mit Phenolsäuren auch Benzoesäure beobachtet, die mit dem Vorhandensein aromatischer Pflanzenausscheidungen von Balsamharzen oder Gummis in Verbindung gebracht wurden9,10.

Die Analyse ergab außerdem, dass die Balsame aus Senetnays beiden Gläsern in ihrer Zusammensetzung nicht identisch waren. Der Balsam von Kanopengefäß 1, das ursprünglich Senetnays Lunge enthielt, enthielt ein zusätzliches aromatisches Harz (wahrscheinlich Dammar- oder Pistazieharz), das in Gefäß 2 (das ihre mumifizierte Leber enthielt) nicht gefunden wurde. Darüber hinaus wurde die Verbindung Larixol, die an Lärchenharz erinnert, nur in Glas 1 nachgewiesen. Abgesehen von diesen Inhaltsstoffen scheint die Zusammensetzung der Balsame in den beiden Gläsern sehr ähnlich gewesen zu sein, obwohl die Verhältnisse der Inhaltsstoffe in jedem unterschiedlich sind. Die Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der Balsame könnten darauf hindeuten, dass Balsame organspezifisch waren, was die Bedeutung eingehender Untersuchungen von Balsamen aus Kanopengläsern unterstreicht. Angesichts der Tatsache, dass die Proben aus Senetnays Kanopengläsern fast 3500 Jahre alt sind und während der Ablagerungs- und Lagerungsdauer wahrscheinlich mehrere Abbauprozesse stattgefunden haben, können wir die Möglichkeit nicht ausschließen, dass die harzigen Bestandteile ursprünglich dieselben waren, sich aber im Laufe der Zeit unterschiedlich abgebaut haben Zeit. Darüber hinaus ist es möglich, dass der Mumifizierungsbalsam heterogen war und die Inhaltsstoffe nicht gründlich vermischt oder gleichmäßig verteilt waren. Dennoch finden wir in einer aktuellen Studie über beschriftete Gefäße zur Herstellung von Einbalsamierungsmaterialien aus einer Mumifizierungswerkstatt in Sakkara aus der Mitte des ersten Jahrtausends v. Chr. einige Unterstützung für die Vorstellung organspezifischer Balsamrezepte31. Im Beispiel von Sakkara befanden sich die verschiedenen Mischungen nicht in Kanopengläsern, sondern in Gefäßen, in denen Mumifizierungsbalsame für die spätere Anwendung auf Leber und Magen zubereitet wurden. Im Gegensatz dazu analysierte unsere Studie Balsame, die aus bereits einbalsamierten Organen stammten, und unsere Ergebnisse liefern vorläufige Unterstützung für die Hypothese, dass unterschiedliche Balsame auf unterschiedliche Organe aufgetragen wurden.

Unsere Durchsicht der Literatur zu früheren Balsamanalysen zeigt, dass einige der Inhaltsstoffe, die wir in den Mumifizierungsbalsamen für Senetnays Organe finden (z. B. Bitumen), im Neuen Reich Ägypten nicht häufig zur Einbalsamierung verwendet wurden. Frühere Analysen deuten darauf hin, dass altägyptische Mumifizierungsbalsame vor der Dritten Zwischenzeit (ca. 1000 v. Chr.) eine begrenzte Auswahl an Inhaltsstoffen enthielten und im Laufe der Zeit immer komplexer wurden24. Während die Analyse sehr früher Balsame die Verwendung mehrerer Inhaltsstoffe ergab8, bestanden ägyptische Balsame im Alten und Mittleren Reich oft ausschließlich aus Fetten oder Ölen (Abb. 6A). Erst in der Zweiten Zwischenzeit und im Neuen Reich (ca. 1760–1077 v. Chr.) wurden Balsame mit der Einführung verschiedener Harze komplexer, was wahrscheinlich sowohl auf die Weiterentwicklung der Mumifizierungsansätze als auch auf die zunehmende Möglichkeit zurückzuführen ist, Inhaltsstoffe aus weiter entfernten Regionen zu beziehen24. Im Allgemeinen erhielten in der Mitte des zweiten Jahrtausends v. Chr., als Senetnay starb, nur wenige Mumien eine solche aufwendige Behandlung.

(a) Vorkommen gemeldeter Substanzen in ägyptischen Balsamen im Laufe der Zeit (Quellen:8,9,24,26,27,28,29,31,32,35,36,37,38,40,41,49,62,70 ,71,72,73,74). (b) Zusammensetzung von Mumifizierungsbalsamen aus dem Neuen Reich, zeitgenössisch zu Senetnay, und ausgewählten Balsamen aus der Dritten Zwischenzeit bis zur Ptolemäerzeit, bestehend aus 4 oder mehr Substanzen.

Weitere Beispiele für raffinierte Balsame aus dieser Zeit stammen aus der hochrangigen Bestattung eines Würdenträgers namens Nebiri aus der achtzehnten Dynastie (ca. 1479–1424 v. Chr.)49 sowie aus den Mumien des königlichen Architekten Kha und seiner Frau Merit70. Bei der Analyse wurde festgestellt, dass diese Balsame Fette und Öle, Nadelharze und aromatische Pflanzenprodukte oder Gummis enthielten. Die Balsame von Nebiri und Merit enthielten zusätzlich Pistazienharz und die Einbalsamierung von Merit enthielt auch Bienenwachs. Senetnays Einbalsamierung, ebenfalls aus der 18. Dynastie und zeitgleich mit oder etwas jünger als Nebiris Beerdigung, aber früher als die von Kha und Merit, enthielt einen weiteren einzigartigen und unverwechselbaren Balsam. Dazu gehörten Bienenwachs und Fett/Öl sowie eine aromatische oder balsamische Substanz, außerdem Nadelharz (möglicherweise Lärchenharz) und Pistazienharz oder sogar eine sehr exotische Komponente in Form von Dammarharz. Darüber hinaus enthielten Senetnays Balsame auch Bitumen, was auf eine sehr frühe Verwendung dieses Naturstoffs im Rahmen der Mumifizierung hinweist. Chemische Analysen haben kein anderes Beispiel eines solch komplexen Balsams mit 6 Inhaltsstoffen (in Glas 1) aus der Mitte des zweiten Jahrtausends v. Chr. in Ägypten ergeben (Abb. 6B). Auch Bienenwachs und Bitumen wurden erst gegen Ende des Neuen Reiches zu Hauptbestandteilen von Mumifizierungsbalsamen. Insgesamt enthalten die in Senetnays Gläsern verwendeten Balsame Zutaten, die in Ägypten üblicherweise erst in späteren Zeiten verwendet wurden, insbesondere auf dem „Höhepunkt der Mumifizierung“ im ersten Jahrtausend v. Chr., als die Balsame komplexer und ausgefeilter wurden. Senetnays Balsam könnte daher als Vorreiter für einen späteren Trend angesehen werden. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die erhöhte Anzahl der in Senetnays Balsam identifizierten Inhaltsstoffe möglicherweise einfach auf eine bessere Konservierung und/oder unseren multianalytischen Ansatz zurückzuführen ist, der die kombinierte Verwendung von GC-MS, HT-GC-MS und LC beinhaltete –MS/MS, was einen ganzheitlicheren Ansatz für die Untersuchung der Balsamproben ermöglicht. Während in Abb. 6 Daten aus einer Reihe von Studien zusammengefasst sind, waren die Probenvorbereitung und die Analyseansätze früherer analytischer Studien unterschiedlich und nicht direkt vergleichbar. Insbesondere Bitumen ist aufgrund der Notwendigkeit spezieller Verfahren bei der Probenvorbereitung wahrscheinlich unterrepräsentiert.

Ungeachtet dieser Vorbehalte scheinen Senetnays Überreste eine Sonderbehandlung erfahren zu haben. Die Inhaltsstoffe ihrer Mumifizierungsbalsame erwecken den Eindruck einer Frau von außergewöhnlichem gesellschaftlichem Ansehen, was zusammen mit anderen Beweisen darauf hindeutet, dass sie ein hochgeschätztes Mitglied der Gefolgschaft des Pharaos war. Die aufwändige Behandlung von Senetnays sterblichen Überresten spiegelt sich im umfassenderen Muster ihrer Bestattung wider. Schon ihre Anwesenheit im Tal der Könige, einer Nekropole, die normalerweise Pharaonen und mächtigen Adligen vorbehalten war75, weist auf außergewöhnliche Privilegien und die hohe Wertschätzung hin, die Senetnay wahrscheinlich vom Pharao genoss. Ihr Titel „Ornament des Königs“17 unterstreicht den Beweis ihrer besonderen Stellung zusätzlich.

Im Einklang mit diesen Hinweisen auf eine Frau von herausragendem Status sind die Ursprünge der Inhaltsstoffe der Balsame, die in Senetnays Kanopengläsern verwendet werden. Die meisten Inhaltsstoffe ihrer Balsame stammten nicht aus der Region und waren daher auf den Transport in Ägypten angewiesen. Bäume der Kieferngewächse beispielsweise kommen in Ägypten nicht endemisch vor (Abb. 7a). Wie bereits erwähnt, sind Lärchenholzharze von Larix-Arten eine mögliche Pinaceae-Harzquelle, basierend auf unserer Entdeckung der Verbindung Larixol. Lärchenharz wurde aufgrund des Vorhandenseins der Verbindung Larixol76 auch in historischen Heilmitteln in Rom identifiziert. Es gibt zehn anerkannte Arten der Gattung Larix, von denen nur eine in Europa heimisch ist (L. decidua)77, während keine in Südwestasien oder Afrika heimisch ist78. Es gibt zwar Arten, die in Sibirien (L. sibirica; L. gmelinii) und südasiatischen Gebirgsketten wie dem Himalaya (L. potaninii; L. mastersiana und L. griffithii) heimisch sind, diese sind jedoch viel weiter von Ägypten entfernt und daher weniger verbreitet plausible Quellen für das Harz in dieser Studie. L. decidua kommt in Rückzugspopulationen auf Berggipfeln in den Pyrenäen, Alpen und anderen westlichen Mittelmeer- und Mitteleuropäischen Bergen vor und könnte über den Seehandel erworben worden sein, obwohl die mutmaßlichen ägyptischen Handelskontakte mit Mitteleuropa derzeit kaum verstanden werden79. Andere Kieferngewächse Es sind jedoch auch Quellen möglich, und zu den Quellen in der Nähe des altägyptischen Reiches könnten die Cilician-Tanne (Abies cilicia), die Libanesische Zeder und die Atlas-Zeder (Cedrus libani und atlantica), die Asiatische Fichte (Picea orientalis), die Aleppo-Kiefer (Pinus halepenis) usw. gehören Sonnenschirmkiefer (P. pinea). Die Türkische Kiefer (P. brutia) und die Seekiefer (P. pinaster) wachsen weiter nördlich im Mittelmeerraum, insbesondere auf vielen Inseln und in nördlichen Küstengebieten. Zwar gibt es Hinweise auf Populationsverschiebungen bei einigen dieser Nadelbäume, insbesondere auf einen Rückgang des Verbreitungsgebiets im mittleren Holozän80, es gibt jedoch keinen Grund zu der Annahme, dass es Arten gibt, die in den letzten drei Jahrtausenden in Ägypten existierten, aber nicht mehr vorkommen. Bei den in den Balsamen enthaltenen Nadelholzbestandteilen handelt es sich daher höchstwahrscheinlich um importierte Produkte.

(a) Karte, die die Verteilung potenzieller Nadelbaumharzquellen im Tal der Könige zeigt. (b) Karte mit dem natürlichen Lebensraum von Pistacia spp. und die Kernverbreitung von Dipetrocarpus und Hopea (Familie der Dipterocarpaceae), mit Ausnahme einer kleinen Population in den Western Ghats in Südindien. Die Verteilung von Nadelbäumen und Dipterocarpaceae basiert auf verschiedenen Quellen (siehe Ergänzungstabelle S6). Die Karten wurden mit QGIS 3.12 (https://qgis.org/en/site) erstellt und verwenden Natural Earth-Vektorkartendaten von (https://www.naturalearthdata.com/downloads/).

Neben Nadelharzen deutet unsere Analyse auch auf das Vorhandensein eines anderen aromatischen Pflanzenexsudats hin, bei dem es sich entweder um Pistazie- oder Dammarharz handeln könnte. Pistazienbäume, insbesondere P. terebinthus und P. lentiscus, sind in der Mittelmeerküstenregion heimisch, die von Südspanien bis zur Levante reicht (Abb. 7B). Beide Arten haben eine lange Geschichte der Verwendung ihrer Harze und produzierten Terpentin- bzw. Mastixharze. Über ihre Verwendung im alten Ägypten hinaus81 zeigen spätere klassische Quellen, wie weit verbreitet diese Harze im gesamten Mittelmeerraum verwendet wurden82. Baumarten, die Dammare produzieren (hauptsächlich in Dipterocarpaceae), wachsen mittlerweile ausschließlich in südostasiatischen Tropenwäldern83. Hinweise auf diese Art von exotischem Gummiharz sind daher unerwartet und wurden in altägyptischen Mumifizierungsbalsamen aus dem zweiten Jahrtausend v. Chr. nicht gemeldet. Sollte sich dies bestätigen, würde das Vorkommen von Dammar-Harz, das kürzlich in Balsamen aus Sakkara aus dem ersten Jahrtausend v Jahrtausend früher. Eine gewisse Unterstützung für solche Fernverbindungen wird möglicherweise durch den Fund von Pfefferkörnern in den Nasenlöchern der Mumie des Pharaos Ramses II. aus der Zeit um das Jahr 1930 angedeutet. 1200 v. Chr.84,85. Dieses Gewürz kommt nur in den Feuchtwäldern Südindiens vor86. Ein noch früherer Austausch zwischen Afrikanern und Indianern wird durch das Vorkommen afrikanischer Nutzpflanzen auf dem indischen Subkontinent im Jahr 2000 v. Chr. angedeutet, wo sie auf Harappan-Farmen angebaut wurden84. Dennoch sind diese frühen Fernhandelsbeziehungen nach wie vor sehr wenig verstanden, es gibt keine damit verbundenen materiellen Kulturnachweise, und Pistacia ist derzeit die sparsamere Identifizierung. Sollte dies bestätigt werden, wäre dies eine der frühesten direkten Identifizierungen von Pistacia-Harz in einem Mumifizierungsbalsam. Abgesehen von seinem Vorkommen im Balsam von Nebiri wurde Pistacia-Harz auch bei der Herstellung von „Lebensmitteln“ oder Lebensmittelmumien aus der späten 17. und frühen 18. Dynastie verwendet, als es auf einige ihrer hölzernen Särge und Bandagen aufgetragen wurde74. Insgesamt deuten die Ergebnisse auf frühe Hinweise auf den Handel mit exotischen Pflanzen und/oder Pflanzenstoffen zwischen Ägypten und seinen nahen Nachbarn hin, mit der Möglichkeit früherer Handelsbeziehungen, die sich über die weitere Region erstreckten.

Unsere Analyse enthüllt umfangreiche Informationen über den sozialen Status, den technologischen Scharfsinn und den Handel, die aus scheinbar leeren archäologischen Gefäßen gewonnen werden können, die vor mehr als einem Jahrhundert ausgegraben wurden. Sie reiht sich in eine wachsende Zahl von Studien ein, die den Wert der Anwendung neuer Methoden zur Untersuchung von Spurenresten und amorphen Rückständen sowie lange aufbewahrten Museumsexemplaren hervorheben31,41,53,73,87,88,89,90. Zusammen mit diesen anderen Studien zeigen unsere Ergebnisse, dass die analytische Chemie in der Lage ist, wichtige Erkenntnisse zur Identifizierung von Inhaltsstoffen antiker Balsame zu gewinnen und so die aus alten Textquellen gewinnbaren Informationen erheblich zu erweitern. Als Howard Carter Senetnays Eingeweide entdeckte, hätte man die Methoden, die wir in dieser Studie angewendet haben, nicht für möglich gehalten. Doch auch über 120 Jahre später liefern das als KV 42 bekannte Königsgrab und sein Inhalt immer noch neue Informationen über altägyptische Kulturpraktiken, Gesellschaft und Handel. Unsere Studie unterstreicht damit nicht nur die unschätzbare Rolle der Wissenschaft in der archäologischen Forschung, sondern auch die Bedeutung der langfristigen Erhaltung des kulturellen Erbes unter optimalen Bedingungen.

Die Proben des Mumifizierungsbalsams wurden aus zwei altägyptischen Kanopengefäßen aus Kalkstein im Museum August Kestner in Hannover gesammelt. Die Gefäße stammen aus der 18. Dynastie (1450 v. Chr.) und enthalten die Eingeweide der edlen Dame Senetnay. Während die Gläser leer waren, blieb am Boden jedes einzelnen eine dünne Schicht organischer Rückstände zurück. Proben des Einbalsamierungsmaterials aus Kanopengefäß 1 (mit der Lunge) und Gefäß 2 (mit der Leber) wurden aus verschiedenen Teilen des Gefäßes (Wände und Boden der Gefäße; siehe ergänzende Abbildung S1) entnommen. Vor der Entnahme dieser Proben wurde an den jeweiligen Probenahmestellen mit Einwegskalpellen eine dünne Oberflächenschicht entfernt, um eine Kontamination zu vermeiden. Anschließend wurden mit einem Skalpell Proben unterhalb der Oberflächenschicht entnommen. Von jedem Ort aus ca. Es wurden 200 mg Restkruste entnommen. Dies war für die an den Wänden der Gefäße befestigten Überreste nicht möglich, da die Schichten sehr dünn waren und die Rückstände größtenteils in der porösen Matrix des Kalksteins konserviert waren. In diesen Fällen wurden die Rückstände mit einem Skalpell entfernt, ohne zuvor die Oberflächenschicht zu entfernen, um genügend Material (ca. 100–200 mg) für die Analyse zu gewinnen. Alle Proben wurden sofort in Glasfläschchen gegeben, die zuvor 8 Stunden lang bei 500 °C verbrannt wurden, um potenzielle Verunreinigungen zu entfernen, bis sie unter sauberen Laborbedingungen im Labor des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte in Jena, Deutschland, weiterverarbeitet wurden.

Die für die Analysen verwendeten Methanol (MeOH), Dichlormethan (DCM) und Methyl-tert-butylether (MTBE) sowie die Analysestandards Isopimarsäure und Vanillinsäure wurden von Sigma-Aldrich (München, Deutschland) bezogen. Darüber hinaus wurden 7-Oxodehydroabietinsäure von Campro Scientific (Berlin, Deutschland), Dehydroabietinsäure von Carbosynth (Berkshire, UK), Pimarsäure von Abcam (Berlin, Deutschland) und Palustrinsäure von Toronto Research Chemicals (Toronto, Kanada) bezogen. Neoabietinsäure und Oleanonsäure von Santa Cruz Biotechnology (Heidelberg, Deutschland), Dammarenolsäure von Enzo Life Sciences (Lörrach, Deutschland), Moronsäure von TCI Chemicals (Eschborn, Deutschland), Cumarin von LGC Standards (Wesel, Deutschland) und Benzoesäure von Agilent Technologies (Frankfurt, Deutschland). Ameisensäure (FA) in MS-Qualität wurde von VWR (Leuven, Belgien) bezogen, während Acetonitril (ACN) und Wasser für HPLC-MS/MS-Analysen von Biosolve (Valkenswaard, Niederlande) bezogen wurden.

Die Proben wurden nach etablierten Protokollen entnommen91,92, mit Modifikationen für die Extraktion antiker Proben. Kurz gesagt, 50–100 mg der Probe wurden zu einem feinen Pulver homogenisiert und mit einem MTBE:MeOH-Extraktionsgemisch (3:1, v/v) lösungsmittelextrahiert. Nach 45-minütigem Vortexen und Schütteln der Mischung wurden die Proben 15 Minuten lang mit Ultraschall behandelt. Anschließend wurde jeder Probe eine H2O:MeOH-Lösung (3:1, v/v) zugesetzt und erneut gut gemischt. Anschließend wurden die Proben 5 Minuten lang bei 20.000 × g zentrifugiert. In diesem Stadium bildete sich am Boden ein dichtes Pellet aus ausgefällten Proteinen sowie zwei flüssige Phasen: (1) eine obere Phase, die die hydrophoben Lipide enthält, die sich aufgrund der geringen Dichte von MTBE bilden, und (2) eine untere Phase mit semipolare und polare Metaboliten. Jede der beiden flüssigen Phasen wurde separat in neue Glasfläschchen überführt, während das verbleibende Pellet mit Methanol gewaschen und in einem Gefrierschrank bei –80 °C für zukünftige paläoproteomische Analysen gelagert wurde, bis auf die Entwicklung von weiterem Pflanzenreferenzmaterial in Proteinreferenzdatenbanken. Aliquots von Proben mit der lipidhaltigen Phase wurden mit 100 μl N,O-Bis(trimethylsilyl)trifluoracetamid (BSTFA, enthaltend 1 % TMCS, Sigma-Aldrich) 60 Minuten lang bei 70 °C derivatisiert und dann mittels GC-MS analysiert. Die untere Phase, die die polaren Metaboliten enthielt, wurde in einem Vakuumkonzentrator getrocknet und vor der LC-ESI-MS/MS-Analyse in MeOH in HPLC-Qualität resuspendiert.

GC-MS-Analysen wurden mit einem Agilent 8890 GC-System in Verbindung mit einem Agilent 5977B GC/MSD durchgeführt. Die chromatographische Trennung wurde auf einer HP-5ms 60 m × 250 μm Kapillarsäule (Agilent) mit einer Filmdicke von 0,25 μm erreicht. Das Massenspektrometer wurde im Elektronenstoßmodus (EI) bei 70 eV betrieben und Helium wurde als Trägergas mit einer konstanten Durchflussrate von 1,0 ml/min verwendet. Die GC-Ofentemperatur wurde auf 60 °C eingestellt und 2 Minuten lang gehalten, dann mit einer Geschwindigkeit von 30 °C/Minute auf 120 °C erhöht und 2 Minuten lang gehalten. Die Temperatur wurde erneut mit 5 °C/min auf 320 °C erhöht, mit einer letzten Haltezeit von 15 min. Die Gesamtlaufzeit betrug 61 Minuten mit einer Lösungsmittelverzögerung von 6,5 Minuten. Das Injektionsvolumen betrug 1 μl und zur Verbesserung der Peakformen wurde ein Teilungsverhältnis von 10:1 verwendet. Der Scanbereich wurde von m/z 30 bis 700 amu eingestellt. Zwischen jeder Probe wurden Injektionsleerwerte durchgeführt, um eine Verschleppung zu vermeiden. Die Temperatur der Übertragungsleitung und der Quelle wurde auf 250 °C bzw. 230 °C eingestellt.

Hochtemperatur-GC-MS-Analysen wurden auf einem Agilent 8860 GC durchgeführt, der an ein 5977B-Massenspektrometer gekoppelt war. Proben (1 µL) wurden mit einem Cool-on-Column-Injektor auf eine DB-1HT-Säule (15 m × 250 µm Innendurchmesser, 0,1 µm Filmdicke) injiziert. Als Trägergas wurde Helium mit einer konstanten Flussrate von 1,2 ml/min verwendet. Der GC-Ofen wurde wie folgt programmiert: Nach 2 Minuten bei 50 °C wurde die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 10 °C/Minute auf 350 °C erhöht. Diese Endtemperatur wurde 10 Minuten lang gehalten. Die Temperatur der Transferleitung, der Ionenquelle und des Quadrupols wurde auf 350 °C, 230 °C bzw. 150 °C eingestellt, während die Einlasstemperatur so eingestellt wurde, dass sie der Ofentemperatur folgte. Es wurde eine Elektronenionisation bei 70 eV verwendet und die Daten wurden im Vollscan von m/z 50 bis 800 amu nach einer Lösungsmittelverzögerung von 5 Minuten aufgezeichnet.

Die LC-ESI-MS/MS-Analyse wurde mit einem Shimadzu LCMS-8050 Triple-Quadrupol-System durchgeführt. Die HPLC war mit LC-30AD-Binärpumpen, einem DGU-20A5R-Lösungsmittelentgaser, einem CTO-20AC-Säulenofen und einem SIL-30AC-Autosampler ausgestattet. Die chromatographische Trennung wurde auf einer Shimadzu Shimpack Velox SP-C18-Säule (100 mm × 2,1 mm, 2,7 µm Partikelgröße) und einer Restek Raptor Biphenyl-Analysesäule (100 mm × 2,1 mm, 2,7 µm) Partikelgröße durchgeführt. Die mobile Phase bestand aus H2O in HPLC-Qualität und 0,1 % FA (mobile Phase A) und ACN (mobile Phase B). Die Säulentemperatur wurde auf 25 °C festgelegt und das Gradientenprogramm war 0,5 % B von 0–1 Minute, auf 80 % B nach 10 Minuten, auf 100 % B nach 15 Minuten mit einer Haltezeit bis 17,5 Minuten und zurück auf 0,5 % B und bis 20 Min. gehalten. Die Lösungsmitteldurchflussrate wurde für Analysen mit der C18-Säule auf 0,2 ml/min und für Analysen mit der Biphenylsäule auf 0,3 ml/min gehalten und die Injektionsvolumina wurden auf 1 oder 2 µL (abhängig von der Probenkonzentration) eingestellt. Die Ionisierung wurde mit einer Elektrospray-Ionisations-Ionenquelle (ESI) mit Detektion sowohl im positiven als auch im negativen Modus durchgeführt. Alle Proben wurden doppelt analysiert.

Die Datenverarbeitung und Analyse der GC-MS-Daten wurde mit der Agilent MassHunter Qualitative Data Analysis-Software 10.0 durchgeführt. Die Identifizierung der Peaks erfolgte auf der Grundlage eines Vergleichs mit Retentionszeiten und Massenspektren analytischer Standards, soweit verfügbar, durch Vergleich mit der Referenz-Massenspektrenbibliothek NIST (2.2) und mit in der Literatur angegebenen Spektren. LC-MS/MS-Daten wurden mit der LabSolutions-Software (Shimadzu, Kyoto, Japan) gesammelt und verarbeitet. Für die Analyse wurde der Multiple Reaction Monitoring (MRM)-Modus verwendet, wobei authentische Analysestandards zur Optimierung der MRM-Parameter zum Screening nach bestimmten Verbindungen in archäologischen Proben eingesetzt wurden (siehe Ergänzungstabelle S3 für eine Liste aller Verbindungen und Tabelle S4 für MRM-Parameter). .

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel und seinen ergänzenden Informationsdateien enthalten. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Barbara Huber ([email protected]).

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Die Autoren danken dem Museum August Kestner in Hannover für die Bereitstellung von Proben aus beiden Kanopengläsern von Senetnay zur Analyse und der Max-Planck-Gesellschaft für die Finanzierung dieser Forschung und die Veröffentlichung dieses Manuskripts in Open-Access-Form im Rahmen des DEAL-Projekts. B. Huber dankt der Joachim Herz Stiftung für die Vergabe eines Add-on Fellowship for Interdisciplinary Life Sciences für ihre Doktorarbeit.

Open-Access-Förderung ermöglicht und organisiert durch Projekt DEAL.

Abteilung für Archäologie, Max-Planck-Institut für Geoanthropologie, Jena, Deutschland

B. Huber, DK Jha, DG Vassão, T. Larsen, RN Spengler, P. Roberts und N. Boivin

Institut für Archäologische Wissenschaften, Eberhard Karl Universität Tübingen, Tübingen, Deutschland

B. Huber

Department of Chemistry and Pharmacy, Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany

S. Hammann

Ägyptische und islamische Sammlungen, Museum August Kestner, Hannover, Deutschland

CE Loeben

Abteilung für Biochemie, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Jena, Deutschland

GD Vassão

Forschungsgruppe Domestizierung und Anthropogenese, Max-Planck-Institut für Geoanthropologie, Jena, Deutschland

RN Spengler

Institut für Archäologie, University College London, London, Großbritannien

DQ Fuller

isoTROPIC-Forschungsgruppe, Max-Planck-Institut für Geoanthropologie, Jena, Deutschland

P. Roberts

Europäisches Zentrum für Forschung und Lehre in Umweltgeowissenschaften (CEREGE), Universität Aix Marseille, Aix-en-Provence, Frankreich

T. Devièse

School of Social Science, The University of Queensland, Brisbane, Queensland, Australien

N. Boivin

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BH und NB haben die Forschung entworfen. BH, SH und DGV führten die Laborarbeiten durch. BH, SH, DKJ und TD analysierten und interpretierten die Daten. CEL ermöglichte den Zugang zum archäologischen Material und Informationen zur Geschichte der Kanopengefäße. DQF und RNS lieferten den archäobotanischen Hintergrund und DQF erstellte die botanischen Karten. PR, CEL und NB berieten zum archäologischen Hintergrund. BH bereitete den Originalentwurf vor und verfasste zusammen mit NB das Manuskript, einschließlich der Beiträge aller Co-Autoren. PR, TD und NB überwachten die Forschung. Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und ihr zugestimmt.

Korrespondenz mit B. Huber oder N. Boivin.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Huber, B., Hammann, S., Loeben, CE et al. Biomolekulare Charakterisierung 3500 Jahre alter altägyptischer Mumifizierungsbalsame aus dem Tal der Könige. Sci Rep 13, 12477 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39393-y

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Eingegangen: 28. März 2023

Angenommen: 25. Juli 2023

Veröffentlicht: 31. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-39393-y

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