生体鉱物の形成過程における中間相の構造・安定性について

生物矿物形成过程中中间相的结构和稳定性研究

• 批准号: 13J02283
• 负责人: 杉浦 悠紀
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02283/
• 关键词: 生体鉱物; 相転移; バイオミネラリゼーション; 準安定相; 中間遷移相; 反応経路; 溶液化学; 添加物; アモルファス; 結晶成長; 炭酸カルシウム; リン酸カルシウム

本年度は、炭酸カルシウム、リン酸カルシウムの相転移ダイナミクス、多形形成プロセスに与える添加物の電荷や、親水性などの影響について検討を行った。生体中に含まれる様々なイオンや化合物は、遊離状態で存在しているだけでなく、化合物中に官能基などの形で含まれている。このように、同じイオンや官能基でも水和性などの違いが生体鉱物形成過程に引き起こす影響について、詳細な観察を行った。炭酸カルシウム系においては、添加物のリン酸の電荷が多形形成に与える影響について調べた。生体環境下においては、遊離リン酸は主に一価のイオンとして存在しており、これはバテライトの形成を抑制する。ここでは、二価のリン酸源としてビタミンB2のリン酸誘導体のフラビンモノヌクレオチド(FMN)を用いて、二価のリン酸が炭酸カルシウム形成に与える影響について検討を行った。二価のリン酸イオン存在下では、バテライトが安定化し、カルサイトの形成が強力に抑制された。これは、一価のリン酸イオンとは真逆の影響であった。二価のリン酸が多く存在する高pH下においても同様の結果が得られた。リン酸カルシウム系では、カルボキシル基の水和性がリン酸カルシウム形成に与える影響について検討した。疎水性カルボキシル基を金のナノコロイドに結合させることで、水中に多量に分散させた。疎水性カルボキシル基は、リン酸カルシウム形成時にリン酸第八カルシウム(OCP)という、水酸アパタイト(HAP)の前駆体に固有に存在する構造(HPO4-OH層構造)を抑制した。一方、水和性カルボキシル基として酢酸を添加したところ、逆にHPO4-OH層構造が発達した。このように、同じイオンでも価数や、水和性の違いにより、生体鉱物形成に与える影響は真逆になるということを突き止めた。

This year は, carbon acid カ ル シ ウ ム, リ ン acid カ ル シ ウ ム planning の phase shift ダ イ ナ ミ ク ス, polymorphic form プ ロ セ ス に and え る additives の charge や, hydrophilic な ど の influence に つ い て 検 line for を っ た. に in living body contains ま れ る others 々 な イ オ ン は や compounds, free state で し て い る だ け で な く, compounds に functionality な ど の form contains で ま れ て い る. こ の よ う に, with じ イ オ ン や functionality で も water and sexual な ど の violations い が 鉱 material forming process に lead き raw bodies こ す influence に つ い て, detailed な 観 examine を line っ た. Department of carbon acid カ ル シ ウ ム に お い て は, additive の リ ン acid の charge が polymorphic form に and え る influence に つ い て adjustable べ た. Born body environment に お い て は, free リ ン acid は Lord に one 価 の イ オ ン と し て exist し て お り, こ れ は バ テ ラ イ ト の form を inhibit す る. こ こ で は, two 価 の リ ン acid source と し て ビ タ ミ ン B2 の リ ン acid induced body の フ ラ ビ ン モ ノ ヌ ク レ オ チ ド (FMN) を い て, two 価 の リ ン acid が carbon acid カ ル シ ウ ム に and え る influence に つ い て 検 line for を っ た. Two 価 の リ ン acid イ オ ン presence で は, バ テ ラ イ ト が stabilization し, カ ル サ イ ト の developed が strong に inhibit さ れ た. The <s:1> れ 価, 価, リ, <s:1>, <s:1>, <s:1>, <s:1>, <s:1>, and the true inverse of the <s:1> effect on であった. More than two 価 の リ ン acid が く exist す る under high pH に お い て も with others の results ら が れ た. リ ン acid カ ル シ ウ ム department で は, カ ル ボ キ シ ル の water and sexual が リ ン acid カ ル シ ウ ム に and え る influence に つ い て beg し 検 た. 疎 water-based カ ル ボ キ シ ル base を gold の ナ ノ コ ロ イ ド に combining さ せ る こ と で に に more quantity, the water dispersion さ せ た. 疎 water-based カ ル ボ キ シ ル は, リ ン acid カ ル シ ウ ム formed に リ ン acid 8 カ ル シ ウ ム (OCP) composition among と い う, water, acid ア パ タ イ ト (HAP) previous の 駆 body inherent に に す る structure (HPO4 - OH layer structure) を inhibit し た. One, water, and sexual カ ル ボ キ シ ル base と し て boggy acid を add し た と こ ろ, reverse に HPO4 - OH layer structure が 発 da し た. こ の よ う に, with じ イ オ ン で も 価 number や, water, and gender の violations い に よ り, born body 鉱 に and え る influence は really inverse に な る と い う こ と を tu き check め た.

项目成果

Solution Chemical Synthesis of Hollow Vaterite Polycrystalline Particles for Advanced Biomaterial Applications

用于先进生物材料应用的空心球霰石多晶颗粒的溶液化学合成

• 发表时间: 2015
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Yuki Sugiura;Kazuo Onuma;Atsushi Yamazaki
• 通讯作者: Atsushi Yamazaki

ドラッグデリバリーシステム応用のためのナノ粒子集合体バテライト作製

用于药物输送系统应用的纳米颗粒聚集体球霰石的制备

• 发表时间: 2014
• 作者: 杉浦悠紀;小沼一雄;山崎淳司
• 通讯作者: 山崎淳司

Ca-CO3-PO4 3成分系におけるバテライトの安定性

球霰石在Ca-CO3-PO4三元体系中的稳定性

• 发表时间: 2013
• 作者: 山本尚史;柴田崇統;吉田雅史;畑山明聖;小島有志;柏木美恵子;花田磨砂也;杉浦悠紀
• 通讯作者: 杉浦悠紀

Vaterite intermediate phase : physicality and dynamics in presenting PO_4

球霰石中间相：呈现 PO_4 的物理性和动力学

• 发表时间: 2013
• 作者: Ryuma Nakamura;Masayoshi Tokuda; Toyoko Suzuki;Hideto Minami;Yuki Sugiura
• 通讯作者: Yuki Sugiura

アモルファス炭酸カルシウム(ACC)相変化へのリン酸イオンの影響

磷酸根离子对无定形碳酸钙（ACC）相变的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: 杉浦悠紀;小沼一雄;山崎淳司
• 通讯作者: 山崎淳司