纳米磁铁矿链的仿生合成及其生物矿化意义.pdf

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1、2011年3月，第17卷，第1期，66—75页高校地质学报March2011，Vo1．17，No．1，P．66-75GeologicalJournalofChinaUniversities纳米磁铁矿链的仿生合成及其生物矿化意义曲晓飞，姚奇志，周根陶1．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，合肥230026；2．中国科学技术大学化学与材料科学学院，合肥230026摘要：本文在不使用任何蛋白质或生物分子的情况下，以四方针铁矿和二价铁离子为铁源仿生合成磁铁矿纳米颗粒。实验结果表明，在弱碱性条件下，合成的磁铁矿颗粒为35nm左右的近似

2、立方体，而且这些颗粒能够自发的定向排列，形成类似趋磁细菌体内的磁小体链状结构。作者认为，由于磁铁矿晶体存在着固有的磁偶极，晶体之间的磁偶极作用力驱动着磁铁矿颗粒自发组装成定向排列的链状结构。这就揭示了在趋磁细菌体内磁小体的矿化及组装链形成过程中，除了生物蛋白影响外，磁小体颗粒之间的磁偶极吸引作用也可能是一个重要因素。生物蛋白和晶体化学因素可能在趋磁细菌体内生物矿化过程中协同起作用。关键词：磁铁矿；磁小体；趋磁细菌；生物矿化中图分类号：P579文献标识码：A文章编号：1006—7493(2011)01—0066—10BiomimeticFormationofNa

3、nomagnetiteChain：ImplicationforMagnetosomeMineralizationQUXiao—fei’YAOQizhi，ZHOUGentao’，1．CASKeyLaboratoryofCrust—MantleMaterialsandEnvironments，SchoolofEaahandSpaceSciences，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China；2．SchoolofChemistryandMaterials，UniversityofScience

4、andTechnologyofChina，Hefei230026，ChinaAbstract：Orientedchainsofmagnetite(Fe304)nanoparticles，similartothemagnetosomechainsinmagnetotactiebacteria(MTB)，havebeensynthesizedbyusingakaganeite(13-FeOOH)andferrousionsasironspeciesthroughabiomimeticmethodwithoutproteinorbiomolecule．Adetail

5、edstudybymeansofXRD，Micro-Ramanspectrometer，TEM，SEMandHRTEMshowsthattheorientedchainisself-assembledbyroughlycuboidalmagnetitecrystals，andthesecuboidalnanoparticlesareconnected，facetoface，with{100}or{111)facets．Basedontheintrinsicdipolarstructure，amagneticdipole-dipoleinteractionmec

6、hanismisproposedforformationofmagnetitechains．Ourresultssuggestthatinmagnetotacticbacteria，exceptforthebiologicfactors，thedipolarinteractionamongmagnetosomesmaybeapotentialcandidatefortheorganizationofmagnetosomesintothechains．Itappearsthatbiologicalandcrystalloehemicalfactorscooper

7、ateinthemagnetosomemineralizationinmagnetotacticbacteria．Keywords：magnetite；magnetosome；magnetotacticbacteria；biomineralizationAuthor：QuXiao-fei，PhDcandidate．E—mail：vesslan@mail．ustc．edu．en收稿日期：2010—11-29；修回13期：2011-01—28基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(201ICB808800)；国家自然科学基金(40872037)；中国科学院知识

8、创新]一程重要方向性项目(KZCX2一