English
往期目录
新闻公告
More
化学进展 2005, Vol. 17 Issue (04): 749-756 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

生物矿物及其矿化过程*

欧阳健明**   

  1. 暨南大学生物矿化与结石病防治研究所 广州 510632
  • 收稿日期:2004-06-01 修回日期:2004-07-01 出版日期:2005-07-24 发布日期:2005-07-24
  • 通讯作者: 欧阳健明
下载PDF ( 5868 ) 引用
导出

Biominerals and Their Mineralization Process

Ouyang Jianming**   

  1. Institute of Biomineralization and Iithiasis Research, Jinan University,Guangzhou 520632,China
  • Received:2004-06-01 Revised:2004-07-01 Online:2005-07-24 Published:2005-07-24
  • Contact: Ouyang Jianming
生物体内有机基质指导矿物晶体的成核、生长和聚集,使得生物矿物具有特定的形貌、取向和组装方式,从而产生特殊的功能.本文从有机基质与矿物的晶格匹配、立体化学互补和空间定位、静电作用和电荷匹配,以及分子间弱相互作用力等方面综述了生物矿化过程中所涉及的机理,并讨论了生物矿物的分布和特性、生物矿化过程中的有机基质、生物矿化的过程和类型.
关键词： 生物矿化, 生物矿物, 晶格匹配, 静电作用
The controlled nucleation, growth and aggregation of biominerals in organism under the mediation of organic matrices lead to specific morphology, orientation and assemblies of the biominerals, and consequently give them special functions. The mechanisms involved in biomineralization are reviewed in this paper from the points of lattice matching between organic matrices and biominerals, stereochemistry complementarity and spatial localization, electrostatic effect and charge matching, and intermolecular weak interactions. Moreover, the distribution and characteristics of biominerals, organic matrices in biominerals, the processes and types of biomineralization are discussed.
Key words: biomineralization, biominerals, lattice matching, electrostatic effects

中图分类号: 

()

[ 1 ] Mann S. Biomineralization : Principles and Concepts in Bioinorganic Materials Chemistry. New York : Oxford University Press ,2001. 6 —23
[ 2 ] Fincham A G, Moradian-Oldak J , Simmer J P. J . Struct . Biol . ,1999 , 126 : 270 —299
[ 3 ] Hunter G K. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci . , 1996 , 1 (3) :430 —435
[ 4 ] 陈斌(Chen B) . 中华泌尿外科杂志(Chin. J . Urol . ) , 2000 ,21 (10) : 598
[ 5 ] Mann S. J . Inorg. Biochem. , 1986 , 28 : 363 —371
[ 6 ] Konhauser K O. Earth-Sci . Rev. , 1998 , 43 : 91 —121
[ 7 ] Banfield J F , Welch S A , Zhang H Z , Ebert T T , Penn R L.Science , 2000 , 289 : 751 —754
[ 8 ] Chan C S , Stasio G D , Welch S A , Girasole M, Frazer B H ,Nesterova M V , Fakra S , Banfield J F. Science , 2004 , 303 :1656 —1658
[ 9 ] Bowen C E , Hieng T. Comp. Biochem. Physiol . , 1996 , 115A(4) : 269 —275
[10] 张勇(Zhang Y) , 肖锐(Xiao R) , 凌立(Lin L) , 谢莉萍(Xie L P) , 任燕( Ren Y) , 张荣庆( Zhang R Q) . 海洋科学(Marine Sciences) , 2004 , 28 (1) : 33 —37
[11] 郭平(Guo P) , 许善锦(Xu SJ) , 王夔(Wang K) . 地方病通报(Endemic Diseases Bull . ) , 1997 , 12 (2) : 1 —4
[12] Hou W T , Feng Q L. J . Cryst . Growth , 2003 , 258 : 402 —408
[13] Falini G, Albeck S , Weiner S , Addadi L. Science , 1996 , 271 :67 —69
[14] 马文涛(Ma W T) , 沈亦(Shen Y) , 曹连欣(Cao L X) . 武汉大学学报, 自然科学版(J . Wuhan Univ. , Natural Science Edition) , 1996 , 42 (4) : 469 —474
[15] Orme C A , Noy A , Wierzbicki A , McBride M T , Grantham M,TengβH H , Dove P M, de Yoreo J J . Nature , 2001 , 411 : 775 —779
[16] Miyamoto H , Miyashita T , Okushima M, Nakano S , Morita T ,Matsushiro A. Proc. Natl . Acad. Sci . USA , 1996 , 93 : 9657 —9660
[17] Aizenberg J . J . Cryst . Growth , 2000 , 211 : 143 —148
[18] Hecky R E , Mopper K, Kilham P , Degens E T. Mar. Biol . ,1973 , 19 : 323 —331
[19] Zhao X K, Yang J , McCormick L D , Fendler J H. J . Phys.Chem. , 1992 , 96 (24) : 9933 —9939
[20] Litvin A L , Samuelson L A , Charych D H , Spevak W, Kaplan D L. J . Phys. Chem. , 1995 , 99 (32) : 12065 —12068
[21] 王荔军(Wang L J) , 李敏(Li M) , 李铁津(Li T J) , 王运华(Wang Y H) , 张福锁(Zhang F S) . 科学通报(Chinese Sci .Bull . ) , 2001 , 46 (8) : 625 —632
[22] Murphy W L , Messersmith P B. Polyhedron , 2000 , 19 ( 3) :357 —363
[23] Ouyang J M, Duan L , Tieke B. Langmuir , 2003 , 19 ( 21) :8980 —8985
[24] Crenshaw M A. Biomineralization , 1972 , 6 : 6 —11
[25] Manoli F , Dalas E. J . Cryst . Growth , 1999 , 204 : 369 —375
[26] Rajam S , Heywood B R , Walker J B A , Mann S. J . Chem.Soc. , Faraday Trans. , 1991 , 87 : 727 —734
[27] 王静梅(Wang J M) , 姚松年( Yao S N) . 无机化学学报(Chin. J . Inorg. Chem. ) , 2002 , 18 (3) : 249 —254
[28] 汤显春(Tang X C) , 牛桂兰(Niu G L) , 谢树成(Xie S C) ,王红梅(Wang H M) . 微生物学杂志(J . Microbiol . ) , 2001 ,21 (1) : 31 —32
[1] 茅瓅波, 高怀岭, 孟玉峰, 杨玉露, 孟祥森, 俞书宏. 凝聚态化学视角下的生物矿化[J]. 化学进展, 2020, 32(8): 1086-1099.
[2] 桑艳华, 潘海华, 唐睿康. 生物矿化中的凝聚态化学[J]. 化学进展, 2020, 32(8): 1100-1114.
[3] 潘宇, 历娜, 周润宏, 赵敏. 趋磁细菌纳米磁小体的研究与应用[J]. 化学进展, 2013, 25(10): 1781-1794.
[4] 王本, 唐睿康*. 生物矿化:无机化学和生物医学间的桥梁之一[J]. 化学进展, 2013, 25(04): 633-641.
[5] 欧阳健明*, 张广娜, 王凤新, 李君君. 草酸钙结石患者尿液中纳米微晶的成核、生长、聚集及其与结石形成的关系[J]. 化学进展, 2013, 25(04): 642-649.
[6] 刘闯, 王元贵, 耿家青, 姜忠义, 杨冬. 无机纳米粒子的生物合成[J]. 化学进展, 2011, 23(12): 2510-2521.
[7] 吴聪孟, 王小强, 赵康, 曹美文, 徐海, 吕建仁. 原子力显微镜法研究方解石(104)面的生长及溶解[J]. 化学进展, 2011, 23(01): 107-124.
[8] 欧阳健明 杨如娥 谈金. 肾上皮细胞损伤对草酸钙形成和黏附的影响*[J]. 化学进展, 2010, 22(08): 1665-1671.
[9] 蔡国斌,郭晓辉,俞书宏. 聚合物控制模拟生物矿化*[J]. 化学进展, 2008, 20(0708): 1001-1014.
[10] 徐旭荣,蔡安华,刘睿,潘海华,唐睿康. 生物矿化中的无定形碳酸钙*[J]. 化学进展, 2008, 20(01): 54-59.
[11] 欧阳健明. 单分子膜诱导生物矿物晶体生长中的晶格匹配和电荷匹配*[J]. 化学进展, 2005, 17(05): 931-937.
[12] 欧阳健明,陈德志. 自组装膜调控下生物矿物晶体的生长*[J]. 化学进展, 2005, 17(03): 563-572.
[13] 张波,刘洪来,胡英. 带同种电荷胶体颗粒间的相互吸引*[J]. 化学进展, 2001, 13(01): 1-.
[14] 王荔军,郭中满,李铁津,李敏. 生物矿化纳米结构材料与植物硅营养[J]. 化学进展, 1999, 11(02): 119-.
[15] 冯庆玲,王浩,崔福斋,毛传斌,李恒德. 无机材料的仿生合成[J]. 化学进展, 1998, 10(03): 246-.
阅读次数
全文


摘要

生物矿物及其矿化过程*