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化学进展 2005, Vol. 17 Issue (05): 931-937 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

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*

欧阳健明**   

  1. 暨南大学生物矿化与结石病防治研究所 广州 510630
  • 收稿日期:2004-06-01 修回日期:2004-11-01 出版日期:2005-09-24 发布日期:2005-09-24
  • 通讯作者: 欧阳健明

Research Progress in Lattice Matching and Electrostatic Compatibility in Growth of Biominerals Induced by Monolayers

Ou Yangjianming**   

  1. Institute of Biomineralization and Lithiasis Research, Jinan University,Guangzhou 510632,China
  • Received:2004-06-01 Revised:2004-11-01 Online:2005-09-24 Published:2005-09-24
  • Contact: Ouyang Jianming
有机基质与无机晶体的晶格几何匹配和静电相互作用是导致生物体内矿物有序生长并具有特殊理化性质的重要因素,但有机基质的作用机理至今没有完全弄清.作为模拟生物矿化的重要模板之一,Langmuir单分子膜具有独特的优势.本文综述了单分子膜诱导下生物矿物碳酸钙(文石、方解石和球霰石)、羟磷灰石、硫酸钡和纤铁矿等生长过程中的晶格匹配和电荷匹配,讨论了单分子膜亲水头基、膜的电荷性质、膜聚集态等因素对膜控晶体生长过程中晶格匹配和电荷匹配的影响,指出了该领域所面临的问题和将来的发展方向.
Lattice geometrical matching and electrostatic compatibility are the most important factors to lead oriented nucleation and then to give special physical and chemical properties to biominerals in organisms. However, it is not fully understood how the organic matrices to control the nucleation and growth process of inorganic crystals. As an important template in mimicking biomineralization, Langmuir monolayer has special advantages. In this paper, the research progress in lattice geometrical matching and electrostatic interactions of biominerals such as calcium carbonate, calcium phosphates, barite and lepidocrocite, etc, are reviewed. The effects of hydrophilic headgroups, charges and the aggregated states of monolayers on lattice geometrical matching and electrostatic compatibility at the inorganic/organic interfaces are discussed. The problems faced and the developing direction are also indicated.

中图分类号: 

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[ 1 ] Sheng X X, Ward M D , Wesson J A. J . Am. Chem. Soc. ,2003 , 125 (10) : 2854 —2855
[ 2 ] Calvert P , Mann S. Nature , 1997 , 386 : 127 —130
[ 3 ] Shu S , Takahiko F , Takeshi N , et al . Science , 1997 , 387 :563 —564
[ 4 ] Letellier S R , Lochhead M, Vogel V. Biochim. Biophy. Acta :Gen. Subject , 1998 , 1380 : 31 —45
[ 5 ] Heywood B R , Mann S. Chem. Mater. , 1994 , 6 : 311 —318
[ 6 ] 欧阳健明(Ouyang J M) . 科学通报(Chin. Sci . Bull . ) , 2004 ,49(2) : 107 —114
[ 7 ] Backov R , Lee C M, Talham D R , et al . Langmuir , 2000 , 16 :6013 —6019
[ 8 ] Ma CL , Lu HB , Cui F Z , et al . J . Cryst . Growth , 1997 , 173 :141 —149
[ 9 ] Lin H , Sakamoto H , Seo W S , et al . J . Cryst . Growth , 1998 ,192 : 250 —256
[10] 欧阳健明(Ouyang J M) . LB 膜原理与应用( Principle and Application of Langmuir-Blodgett Films) . 广州( Guangzhou) : 暨南大学出版社(Jinan University Press) , 1999. Chapter 5
[11] Rajam S , Heywood B R , Walker J B A , Mann S. J . Chem.Soc. , Faraday Trans. , 1991 , 87 : 727 —734
[12] Mann S , Heywood B R , Rajam S. Nature , 1988 , 334 : 692 —695
[13] Heywood B R , Mann S. J . Chem. Soc. , Faraday. Trans. ,1991 , 87 : 735 —743
[14] Xu G, Yao N , Aksay I A , Groves J T. J . Am. Chem. Soc. ,1998 , 120 : 11977 —11985
[15] Pradip , Rai B , Rao T K, et al . Langmuir , 2002 , 18(3) : 932 —940
[16] Lu H B , Ma C L , Cui F Z , et al . J . Cryst . Growth , 1995 , 155 :120 —125
[17] Sato K, Kogure T , Kumagai Y, Tanaka J . J . Coll . Interf . Sci . ,2001 , 240 : 133 —138
[18] Li B , Bai Y B , Xu R R , et al . Surf . Sci . , 1999 , 441 : 436 —440
[19] Li B , Liu Y, Xu R R , et al . Langmuir , 1999 , 15 : 4837 —4841
[20] Heywood B R , Mann S. Langmuir , 1992 , 8 : 1492 —1498
[21] Heywood B R , Mann S. Adv. Mater. , 1992 , 4(4) : 278 —282
[22] Heywood B R , Mann S. J . Am. Chem. Soc. , 1992 , 114 :4681 —4686

[1] 程淑敏, 杜林, 张秀辉, 葛茂发. Langmuir单分子膜在海洋飞沫气溶胶表面特性研究中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(10): 1721-1730.
[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] 陈香李, 刘凯强, 房喻. 分子凝胶:从结构调控到功能应用[J]. 化学进展, 2020, 32(7): 861-872.
[4] 王慧娟, 刘育. 磺化冠醚的分子键合与组装[J]. 化学进展, 2020, 32(11): 1651-1664.
[5] 刘炜珍, 郑嘉毅, 吴智诚, 刘章斌, 林璋. 表界面调控晶体变化微观机制探索与铬渣治理研究的结合[J]. 化学进展, 2017, 29(9): 1053-1061.
[6] 方维娜, 鲁爽, 王丽华, 樊春海, 柳华杰. 纳米金三角片的合成及应用[J]. 化学进展, 2017, 29(5): 459-466.
[7] 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.
[8] 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.
[9] 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.
[10] 李涛, 陈德良. 多级复合半导体纳米材料的制备[J]. 化学进展, 2011, 23(12): 2498-2509.
[11] 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.
[12] 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.
[13] 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.
[14] 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.
[15] 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.