生物膜脂参与的非晶碳酸钙形成和稳定

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1、第15卷第6期地学前缘(中国地质大学(北京)；北京大学)Vo1．15No．62008年11月EarthScienceFrontiers(ChinaUniversityofGeosciences，Beijing；PekingUniversity)NOV．2008生物膜脂参与的非晶碳酸钙形成和稳定倪杰，周根陶中国科学院壳幔物质与环境重点实验室；中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽合肥230026NiJie，ZhouGentaoKeyLaboratoryofCrust-MantleMaterialsandEnvironments，ChineseA

2、cademyofSciences；SchoolofEarthandSpaceSciences，Univer-sityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，ChinaNiJie，ZhouGentao．Formationandstabilizationofamorphouscalciumcarbonatemodifiedbyphosphatid~icholine．EarthSci-enceFrontiers，2008，15(6)：083-089Abstract：Amorphouscalciumcarbo

3、nate(ACC)ishighlyunstableundertheambientconditions．However，studiesonmarineascidianskeletonshaverevealedthatACCasatransientprecursortocrystallineCaCO3canstablyexistforlongtimeinorganisms，andthestableACCisusuallymembrane-embedded．Inthispaper，phosphatidylcholine(PC)asthemaincom

4、ponentofbiomembranewasusedasmineralizationadditivestobio—mimiccalciumcarbonatemineralization．ThemineralizedproductswerecharacterizedbyX-raydifraction(XRD)，Fouriertransfo1TI1infraredspectrometry(FTIR)，andfiled-emissionscanningelectronmicroscope(FESEM)techniques．Asaresult，wefo

5、undthatPCindeedfacilitatestheformationandstabilizationofACCattheair／solutioninterface．Therefore，ourexperimentalresultsmayprovideafurtherinsightintoformationandstabilizationofbiogenicACC．Keywords：amorphouscalciumcarbonate；ph0sphatidylcholine；mineralizationmodifier；biominerali

6、zation摘要：非晶碳酸钙(amorphouscalciumcarbonate，ACC)是碳酸钙矿物体系中极不稳定的矿物相。但由海鞘类动物的研究表明，ACC可作为碳酸钙晶体矿物的前驱体在生物体内稳定存在，并且这些生物成因的ACC常常是由膜包裹着的。文中选用生物膜的主要成分卵磷脂(Pc)为主要矿化调节剂，通过调控与碳酸钙矿化过程密切相关的无机离子M的浓度，模拟生物膜表面碳酸钙矿化作用过程。在空气／水界面处的膜脂调控下合成出可在溶液中稳定存在数天的非晶碳酸钙。该结果有力地证明了在生物矿化过程中，除了受生物体中可溶性有机大分子调控外，生物膜可能对A

7、CC的形成和稳定也有显著的调控作用。关键词：非晶碳酸钙；卵磷脂；矿化调节剂；生物矿化中图分类号：P57；Q73文献标志码：A文章编号：1005—2321(2008)06—0083—07(aragonite)、球霰石(vaterite)、一水合碳酸钙(mo—0前言nohydrocalcite，CaCO3·H20)、六水合碳酸钙(hexahydrocalcite，CaCO3·6H2O)，以及非晶碳酸碳酸钙是一种典型的在自然界和生物体内广泛钙(amorphouscalciumcarbonate，ACC)_1_4]。其中存在的矿物，最常见的变体有方解石

8、(calcite)、文石非晶碳酸钙，又称无定形碳酸钙。作为碳酸钙的非收稿日期：2008—09一O1；穆回日期：2008—10—17基金项目：国家自然科