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壳聚糖-氨基酸体系中碳酸钙模拟生物矿化的研究.pdf
第3期 无 机 化 学 学 报 Vol18.No3
2002年3月 CHINESEIOURNALOFINORGANICcHEMlSTRY Mar.2002
壳聚糖一氨基酸体系中碳酸钙模拟生物矿化的研究
王静梅姚松年+
(武汉大学分析测试中o,武汉430072)
本文选取壳聚糖与氯基酡作为碳酸钙模拟生物矿化的有机基质,研究井比较了侧链带不同电荷的氨基酸对碳酸钙生物矿
化的调制作用.发现侧链带负电荷的酸性氨基酸能改变壳聚塘体系中原有的品种模板,使能量比较高的球霰石型碳酸钙得以
生成.而单纯的壳聚糖体系中只能得到方解石型碳酸钙;在形貌上则改变丁球癌石型碳酸钙原有的球状堆积,出现了两头小、
中问大椭球状的特殊形貌。
关t词 碳酸钙 壳聚糖 氟基酸 生物矿化
分类号 0614,23
A
0 引 言 制的晶体成核和生长过程,作进一步的探讨。
生物体中的化学反应几乎都是在有机基质参与 1实验部分
下进行的,一般说它与水《f液中的化学反应不同.有
1.1仪器与试剂
机基质可以定义为由有机戎分组成的局域化表面和
试剂:壳聚糖即脱乙酰甲壳索(以下简称为
界面,是生物系统矿化的蟮l介,同时也决定了矿物颗
CS).广东南星甲壳素公司,经测定脱乙酰度为
粒的空间取向和结构”I。fi-机基质界面的活性位点
84%,天门冬氨酸(以下简称为Asp)、精氨酸(Arg)、
从组成、结构、形态三方面突定矿化过程按时序有组
谷氨酸(Glu)、缬氨酸(val)、氯化钙、碳酸钠、氢氧化
织地成核,在每一个成核位置,分子和分子团的相互
钠、氢氧化钙均为分析纯,水为二次蒸馏水。
作用具有多方面的高度互适性。正因为如此,在同
类生物同一器官中,生物矿物的结构、形态和分布总
衍射仪(XRD),日本日立X一650型扫描电子显微镜
能得到精确的重复,生物)己机晶体都被设计成和有
(SEM)。
机大分子相关联的有序序:巩这暗示着在生物体系
1.2实验方法
内部一定存在高度严密的晶体成核、生长和空间组
I 2.1 氨基酸体系中碳酸钙晶体的制备
织的控制机制”一I。我们口f报道过胆固醇/卵磷脂/
准确称取带正电荷R基的碱性氨基酸精氮酸
壳聚糖体系中碳酸钙模担.生物矿化过程的研究结
(Arg)、带负电荷R基的酸性氮基酸谷氨酸(Glu)、天
果…。
门冬氨酸(Asp)和不带电荷的极性R基氮基酸缬氨
本文采用负离子配位多面体生长基元模型理论
和模板效应…来解释几种不同氨基酸体系及水.天
门冬氨酸体系和壳聚糖.天门冬氨酸体系中进行模
拟生物矿化得到不同类型;自形貌碳酸钙晶体的实验
子的摩尔比约为1:100。经过超声处理后,加入适量
事实,试图从中心离子配位体相互作用的角度讨论
的Na2CO,,反应沉淀后,抽滤并充分淋洗得到碳酸
有机基质对生物矿化的模嗄作用,即在无机。
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