刘艳茹,杨磊,唐何娜,欧阳志远

• 1:广东海洋大学化学与环境学院
• 2:广东海洋大学海洋与气象学院

摘要(Abstract)：

【目的】加深了解海水珍珠的微观结构、成因以及应用,为后期的研究提供科学依据。【方法】对我国海水珍珠的微观结构、珍珠的矿化机制以及珍珠的仿生材料进行总结归纳。【结果】珍珠的微观结构从内到外主要是珠核、无定型基质、棱柱状的方解石、片状的文石。影响珍珠生物矿化的因素有基因调控、有机基质、金属离子、官能团、反应条件等,目前研究较多的是有机基质诱导的生物矿化。基于珍珠优异的结构,一些学者开始研究类珍珠仿生材料的制备。【结论】珍珠具有良好的结构和性质,且基于珍珠优异的结构,可以制造出其他仿生复合材料,这些复合材料也具有珍珠的某些优良特性,适用于多种领域,但目前珍珠的矿化机制并不十分清楚,仍需进一步研究。

关键词(KeyWords)： 生物矿化;仿生合成;海水珍珠;碳酸钙

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 广东省海洋渔业科技推广专项资助项目(Z2015003);; 湛江市科技计划项目(2014A02011);; 广东省科技发展专项资助项目(2016A020222013)

作者(Author): 刘艳茹,杨磊,唐何娜,欧阳志远

参考文献(References)：

• [1]宋文东.印象南珠[M].广州:暨南大学出版社,2011.
• [2]马玉菲,乔莉,冯庆玲.淡水珍珠的生物矿化机理研究进展[J].无机材料学报,2013,28(1):109-116.
• [3]赵建民,麦康森,张文兵,等.贝壳珍珠层及其仿生应用[J].高技术通讯,2003,13(11):94-98.
• [4]马红艳,黄蓓,张蓓莉,等.中国珍珠内部综合结构模式图的一些新认识[J].矿物学报,2013,33(1):45-48.
• [5]武涵.海水养殖珍珠成分?结构及以珍珠层为基底的体外矿化研究[D].湛江广东海洋大学,2017.
• [6]毛传斌,李恒德,崔福斋,等.无机材料的仿生合成[J].化学进展,1998,10(3):246-254.
• [7]张林林.仿生物矿化模板法制备多孔材料的研究进展[J].现代化工,2015,35(9):38-42.
• [8]吴刚,章守劝,李进,等.L-赖氨酸对碳酸钙晶体生长的研究[J].南京晓庄学院学报,2009,25(6):33-35.
• [9]冯庆玲,侯文涛.碳酸钙生物矿化的体外研究进展[J].清华大学学报(自然科学版),2006,46(12):2019-2023.
• [10]陈天华.仿生物矿化模板法调控晶体生长机理与试验研究[D].吉林:吉林大学,2012.
• [11]杜晓东,邓陈茂.珍珠的扫描电镜观察[J].湛江水产学院学报,1991,11(1):10-15.
• [12]罗剑秋,杨磊,劳赞,等.海水养殖珍珠杂色物质的结构与成分分析[J].岩石矿物学杂志,2012,31(3):459-464.
• [13]杨磊,万婷婷,蔡鹰,等.流沙湾养殖珍珠微观结构研究[J].电子显微学报,2016,35(4):349-355.
• [14]马红艳,黄蓓,张蓓丽,等.中国珍珠内部综合结构模式图的一些新认识[J].矿物学报,2013,33(1):45-58
• [15]HUANG L J,LI H D.Observation of the phase transition in the growth of a biomineralized calcium carbonate[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,1991,176(2):654-659.
• [16]TERMINE J D,BELCOURT A B,CONN K M,et al.Mineral and collagen-binding proteins of fetal calf bone[J].The Journal of Biological Chemistry,1981,256(20):10403-10408.
• [17]WEINER S,ADDADI L.Design strategies in mineralized biological materials[J].Journal of Materials Chemistry,1997,7(5):689-702.
• [18]LEVIKALISMAN Y,FALINI G,ADDADI L,et al.Structure of the nacreous organic matrix of a bivalve mollusk shell examined in the hydrated state using cryo-TEM[J].Journal of Structural Biology,2001,135(1):8-17.
• [19]武涵,杨磊,欧阳茜茜,等.流沙湾海水养殖珍珠微观结构及形成机制研究[J].电子显微学报,2017,36(2):153-160.
• [20]王振兴,原梅妮,李立州,等.贝壳珍珠母增韧机理研究进展[J].材料导报,2015,29(15):98-102.
• [21]MANN S.Biomineralization:principles and concepts in bioinorganic materials chemistry[M].New York:Oxford University Press.2001
• [22]LOWENSTAM H A,WEINER S.On Biomineralization[J]Oxford University Press,1989,59(2):119-130.
• [23]崔福斋.生物矿化[M].2版.北京:清华大学出版社,2012:202-251
• [24]PAINE M L,WHITE S N,LUO W,et al.Regulated gene expression dictates enamel structure and tooth function[J].Matrix Biology,2001,20(5/6):273-292.
• [25]崔福斋,王秀梅,胡堃.基因材料[M].北京:化学工业出版社,2004.
• [26]BOYDE A.Electron microscopic observations relating to the nature and development of prism decussation in mammalian dental enamel[J].Bull Group Int Rech Sci Stomatol,1969,12(2):151-207
• [27]BOYDE A.Microstructure of enamel[M].In:Dental Enamel,Proceedings of Ciba Foundation Symposium205.Chichester,UK:John Wiley&Sons Ltd,1997,18-31
• [28]EREZ B,YOAV E,URI S,et al.BRAUN E,EICHEN Y,SIVAN U,et al.DNA-templated assembly and electrode attachment of a conducting silver wire[J].Nature,1998,391(6669):775-778
• [29]KINTSU H,OKUMURA T,NEGISHI L,et al.Crystal defects induced by chitin and chitinolytic enzymes in the prismatic layer of Pinctada fucata[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2017,489(2):89-95.
• [30]?ade?D,?kapin S D,Leonardi A,et al.Formation and morphogenesis of a cuttlebone’s aragonite biomineral structures for the common cuttlefish(Sepia officinalis)on the nanoscale:Revisited[J].Journal of Colloid and Interface Science,2017,508:95-104.
• [31]姚成立,朱金苗.蔗糖/精氨酸体系中碳酸钙结晶的仿生合成[J].分析测试学报,2011,30(1):64-67.
• [32]张晓婷,王魁,马晓明,等.菊糖水溶液中具有分级结构碳酸钙的仿生合成与表征[J].河南师范大学学报(自然科学版),2014,42(4):58-63.
• [33]郑亮,李兆乾,刘勋,等.水溶性壳聚糖/鸡蛋清对仿生碳酸钙晶体形貌的控制[J].人工晶体学报,2012,41(5):1420-1424.
• [34]陈昕,任冬妮,冯庆玲,等.几种氨基酸对碳酸钙矿化的影响[J].矿物学报,2011,31(4):692-697.
• [35]唐何娜,杨磊,欧阳志远,等.基于体外仿生的海水珍珠矿化机制初步研究[J].电子显微学报,2017,36(6):589-597.
• [36]张楠.马氏珠母贝生长与生物矿化相关基因的SNP标记开发[D].海口:海南大学,2012.
• [37]于呈呈.马氏珠母贝外套膜和珍珠囊的转录组测序及矿化基因的表达研究[D].海口:海南大学,2014.
• [38]孔玮.合浦珠母贝外套膜细胞培养及其矿化功能的研究[D].北京:清华大学,2015.
• [39]刘晓丽.马氏珠母贝外套膜不同区域差异矿化基因的克隆及功能研究[D].湛江:广东海洋大学,2015.
• [40]董绍建.三角帆蚌贝壳基质蛋白基因silkmapin的生物矿化功能研究[D].上海:上海海洋大学,2015.
• [41]罗剑秋.残次南珠的生长特征?杂色成分及TAED辅助漂白研究[J].湛江:广东海洋大学,2012
• [42]任岗.环境钙离子浓度对三角帆蚌珍珠质沉积的影响及机理研究[D].杭州:浙江大学,2013.
• [43]黄婷,刘明学,董发勤,等.不同微生物诱导钙锶生物矿化的比较研究[J].高等地质学报,2015,21(4):584-593.
• [44]MEWES A,LANGER G,THOMS S,et al.Impact of seawater[Ca2+]on the calcification and calcite Mg/Ca of Amphistegina lessonii[J].Biogeosciences,2015,12(7):2153-2162.
• [45]刘旭杰,高永华,冯庆玲.不同化学官能团对无机相碳酸钙晶体的调控[J].复合材料学报,2012,29(1):21-27.
• [46]刘媛媛,刘明学,董发勤,等.小球藻表面酯基屏蔽对钙锶生物矿化的影响[J].矿物学报,2015,35(4):555-560.
• [47]费正彬,刘明学,黄婷,等.Deinococcus radiodura表面氨基修饰对钙锶生物矿化自组装的影响[J].人工晶体学报,2016,45(1):259-266.
• [48]程成.蚕丝蛋白对无机物矿化的调控及其复合材料的研究[D].上海:复旦大学,2008.
• [49]刘睿.仿生贝壳材料的制备[D].杭州:浙江大学,2012.
• [50]任冬妮.淡水鲤鱼耳石结构?性质及其生物矿化机制的研究[D].北京:清华大学,2013.
• [51]郭厚勇,刘勋,裴重华.壳聚糖盐酸盐诱导核-壳结构碳酸钙的形成[J].人工晶体学报,2016,45(5):1357-1364.
• [52]陈彰旭,郑炳云,黄晓丹,等.咪唑-1-乙酸改性壳聚糖仿生合成碳酸钙[J].功能材料,2017,48(4):4085-4089,4095.
• [53]MAO L B,XUE L,GEBAUER D,et al.Anisotropic nanowire growth via a self-confined amorphous template process:A reconsideration on the role of amorphous calcium carbonate[J].Nano Research,2016,9(5):1334–1345.
• [54]MAO L B,GAO H L,YAO H B,et al.Synthetic nacre by predesigned matrix-directed mineralization[J].Science,2016,354(6308):107-110.
• [55]俞书宏,陈思铭,高怀岭.一种仿贝壳珍珠层层状结构的复合材料及其制备方法?应用:CN105774182A[P].2016-07-20.
• [56]姚沙沙,刘昭明,唐睿康.碳酸钙变珍珠[J].化学进展,2017,29(1):15-16.
• [57]杨磊,唐何娜,刘华忠,等.一种自组装片层材料及其制备方法和应用:CN107215886[P].2017-09-29.
• [58]李歆.翡翠贻贝珍珠层水溶性提取物调控人牙釉质仿生再矿化的体外研究[D].福州:福建医科大学,2012.
• [59]LIU Y S,HUANG Q L,FENG Q L.3D scaffold of PLLA/pearl and PLLA/nacre powder for bone regeneration[J].Biomedical Materials,2013,8(6):1-9.
• [60]王凯,魏博,谭佳妮,等.珍珠粉对MC3T3-E1细胞增殖?分化?矿化及骨相关基因表达的影响[J].中国骨质疏松杂志,2014,20(6):666-672.
• [61]BAI J J,DAI J M,LI G.Electrospun composites of PHBV/pearl powder for bone repairing[J].Progress in Natural Science:Materials International,2015,25(4):327-333.
• [62]LIU L J,ZHANG X L,LIU X,et al.Biomineralization of stable and monodisperse vaterite microspheres using silk nanoparticles[J].ACS Appl Mater Interfaces.2015,7(3):1735-1745.
• [63]李恒德,冯庆玲,崔福斋,等.贝壳珍珠层及仿生制备研究[J].清华大学学报(自然科学版),2001,41(4/5):41-47,62.
• [64]陈友明,吴浩然,郭源君,等.类贝壳珍珠层的明胶/片层碳酸钙复合材料的制备方法:CN103980734A[P].2014-08-13.
• [65]原梅妮,张佳庆,裴畅贵,等.一种仿贝壳珍珠层的镁基复合材料的制备方法:CN105385875A[P].2016-03-09.
• [66]唐何娜,杨磊,刘华忠,等.一种类珍珠质层材料及其制备方法和应用:CN107140937A[P].2017-09-08.