多种形貌羟基磷灰石的控制合成及其生物矿化意义

摘要

羟基磷灰石是生物硬组织的重要无机组元，主要存在于骨、牙齿和腕足类动物外壳等矿化结构中。研究发现，生物体不同的组织或者器官中，羟基磷灰石矿物矿化的程度、晶体尺寸、形貌以及组装结构各不相同。例如，骨的基本构筑单元通常为尺度极小的片状结构羟基磷灰石(厚度为2～4 nm，长度和宽度为几十个纳米)，而牙釉质的基本构筑单元通常为牙釉柱，其是由十几个微米长，50 nm宽的针状磷灰石阵列组装而成。在没有任何生物或者有机分子参与的情况下，利用简单的氨气扩散法，通过改变磷酸根浓度，研究磷酸根对轻基磷灰石独特形貌和分级结构生成的影响。实验显示，不同磷酸根浓度导致了不同形貌和组装结构的羟基磷灰石形成。因此，除了生物基因因素外，矿化溶液环境的物理化学因索可能也贡献了不同形貌多级结构生物轻基磷灰石的形成。