Retrosynthese von Biomineralien über mesoskopische Transformation von amorphen Precursorpartikeln in natürlichen organischen Matrizen

通过天然有机基质中无定形前体颗粒的介观转化逆合成生物矿物

• 批准号: 5406324
• 负责人: Professor Dr. Helmut Cölfen (†)
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Physikalische Chemie (AG Cölfen)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5406324?language=en
• 关键词: Retrosynthese; von; Biomineralien; ber; mesoskopische

In diesem Projekt sollen gut charakterisierte natürliche organische Matrizen als Template für die Kristallisation von Calciumcarbonat und -phosphat eingesetzt werden, wobei die Kristallisation nach Möglichkeit gezielt über mesoskopische Transformation von Precursorpartikeln stattfinden soll. Diese Modellsysteme für das Verständnis von Biomineralisationsvorgängen auf der mesoskopischen Skala tragen der Annahme Rechnung, dass viele Biomineralisationsvorgänge über - oft amorphe - Precursorpartikel ablaufen und nicht über den direkten Aufbau von Kristallen über gelöste Moleküle/Ionen. Als Matrizen sollen Kollagen aus demineralisierten Knochen, Membranen aus demineralisierten Eierschalen, demineralisierte Schneckenhäuser und Muschelschalen aber auch später Holz nach geeigneter chemischer Funktionalisierung verwendet werden. Zur Generierung und temporären Stabilisierung kolloidaler Precursorpartikel, die oft auch amorphen Charakter haben, sollen doppelthydrophile Blockcopolymere eingesetzt werden, die als definierte Modellsysteme für saure Proteine bei der Biomineralisation bereits synthetisiert wurden. Zum Vergleich soll in Gegenwart der Template die klassische Kristallisation aus Lösung ohne Additiv durchgeführt und die Resultate mit den originären Biomineralien verglichen werden, um festzustellen, inwieweit mesoskopische Transformationen von Precursorpartikeln eine Rolle bei Biomineralisationsvorgängen spielen. Darüberhinaus soll in der späten Antragsphase erprobt werden, inwieweit sich dieses Konzept auf andere biologische Matrizen, die nicht aus Biomineralien stammen (z. B. Holz), übertragen lässt, um die Übertragbarkeit der gefundenen Mechanismen der Biomineralisation auf atypische natürliche Matrizen zu übertragen. Mit diesem Konzept wird eine maximale Synergie mit den im Schwerpunkt arbeitenden Gruppen angestrebt.

在该项目中，天然有机基质作为碳酸钙和磷酸盐韦尔登结晶化的模板，其结晶化是通过前体颗粒的介观转化而实现的。该模型系统用于描述生物矿化在中尺度岩石上的分布，发现许多生物矿化在前体中经常发生非晶化，但并不直接用于Kristallen的高分子/离子结构。除盐剂Knochen、除盐剂Eierschalen、除盐剂Schneckenhäuser和Muschelschalen制成的Kollagen基质和Muschelschalen也可用于Holz，使其具有韦尔登。为了生成和暂时稳定的前体颗粒，也常常具有类似的特性，因此需要一种类似于亲水性嵌段共聚物的韦尔登，该模型系统为生物矿化过程中的蛋白质合成提供了明确的模型。在Lösung的经典结晶模板的基础上，通过添加剂和与原始生物矿化物韦尔登一起生成的结果，可以在生物矿化物的原始表面上进行介观转化。在生物基质上形成的凝胶体是由生物无机基质形成的，而不是由生物无机基质形成的，因此凝胶体只能在凝胶体中形成韦尔登。B。Holz），übertragen lässt，um die Übertragbarkeit der gefundenen Mechanismen der Biomineralisation auf Phenische natürliche Matrizen zu übertragen. Mit diesem Konzept将与Schwerpunkt arbeitenden Gruppen的愤怒产生最大的协同效应。