Growth & Transformation of Uric Acid Crystal Phases
生长
基本信息
- 批准号:0809684
- 负责人:
- 金额:$ 33.51万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2008
- 资助国家:美国
- 起止时间:2008-09-01 至 2012-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this proposal, the molecular level crystallization and phase transformation phenomena of assorted uric acid phases will be investigated. Uric acid is known to precipitate under physiological conditions in its protonated state as either an anhydrous material (UA) or as a less stable dihydrate (UAD), and as a number of different urate salts, including monosodium urate monohydrate (MSU) and ammonium acid urate (AAU). The studies proposed address the following four specific aims: (1) To elucidate molecular-level changes in the UA surface topology and step kinetics when growth occurs in the presence of impurities (e.g., molecular dye probes and model urine components) with in situ atomic force microscopy (AFM), (2) To establish baseline growth kinetics and mechanisms on UAD and MSU single crystal surfaces in model solutions as a function of fundamental solution parameters such as pH, super-saturation, and temperature using in situ AFM, (3) To study the phase transformation of metastable UAD and UA both in air and in solution, and, in doing so, elucidate the effects of particle size, shape, temperature, pH, impurity composition and concentration on this process, and (4) To explore hydrothermal methods as a means to map out the conditions (e.g., pH, temperature, cooling rate) under which uric acid phases grow individually or simultaneously and to generate diffraction quality crystals of AAU as well as other metal-urate complexes. The insights gained from the proposed studies will help to elucidate pathological crystallization events in a direct sense and molecular crystal growth processes in general. This research program provides solid interdisciplinary training for PhD students and an excellent opportunity for undergraduates and high school students to gain experience with research methods. Educational impact will also be realized in the ongoing development of lectures/exercises which are used in graduate and undergraduate professional development workshops.
在本计画中,我们将探讨尿酸相的分子结晶与相转变现象。 已知尿酸在生理条件下以其质子化状态沉淀为无水物质(UA)或不太稳定的二水合物(UAD),以及许多不同的尿酸盐,包括尿酸单水合物(MSU)和酸式尿酸铵(AAU)。 提出的研究解决了以下四个具体目标:(1)阐明当在杂质存在下生长时UA表面拓扑结构和步骤动力学的分子水平变化(例如,分子染料探针和模型尿液成分)的原位原子力显微镜(AFM),(2)使用原位原子力显微镜(AFM)建立作为基本溶液参数如pH、过饱和度和温度的函数的模型溶液中UAD和MSU单晶表面上的基线生长动力学和机制,(3)研究亚稳态UAD和UA在空气和溶液中的相变,并且,在这样做时,阐明了颗粒尺寸、形状、温度、pH、杂质组成和浓度对该过程的影响,以及(4)探索水热方法作为绘制条件(例如,pH、温度、冷却速率),在该条件下尿酸相单独或同时生长,并产生AAU以及其它金属-尿酸盐络合物的衍射质量晶体。从拟议的研究中获得的见解将有助于阐明病理结晶事件在直接意义上和分子晶体生长过程一般。 该研究计划为博士生提供了坚实的跨学科培训,并为本科生和高中生提供了获得研究方法经验的绝佳机会。 教育的影响也将实现在正在进行的开发讲座/练习,用于研究生和本科生专业发展讲习班。
项目成果
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