1樓:匿名使用者
生物礦化作用是自然界的一種普遍現象,代表性的典型生物礦物有構成牙齒內和骨骼成份的羥基磷灰石ca10(po4)6(oh)2 和構成容貝殼等成份的caco3。通過有機大分子與無機離子在介面處的相互作用,從分子水平控制無機礦物相的析出,使其具有一定的形狀、尺寸及取向從而使生物礦物具有特殊的多級結構和組裝方式,呈現高力學強度同時具有很好的韌性或特殊光學、磁學等性質。近年來通過有機或高分子模板控制的生物礦化模擬研究受到化學、物理、生物以及材料學等多學科領域研究者的廣泛關注。
尤其一類率先分別由meyer等和cö;lfen開發用於生物礦化模擬研究的所謂雙親水性嵌段共聚物(dhbc)在這一領域取得了很大的成功。另一方面,原子轉移自由基聚合(atrp)可以有效、方便地製備活性聚合物和設計高分子結構。atrp 適用單體範圍廣,反應條件溫和,操作簡單,分子設計能力強,通過選用功能性的引發劑,可以極為方便地在聚合物材料中引入端基官能團。
甲基丙烯酸羥乙酯(hema)是廣泛使用的一種重要單體,它有著極好的生物適應性和血液相容性。
舉例說明生物礦化的生物學意義 5
2樓:阿薩德法師的
試述生物礦化的原理,舉例說明其生物學意義
關鍵字:生物礦化 ,礦化過程,礦化意義
摘要:生物礦化作用是自然界的一種普遍現象,代表性的典型生物礦物有構成牙齒和骨骼成份的羥基磷灰石ca10(po4)6(oh)2 和構成貝殼等成份的
caco3。通過有機大分子與無機離子在介面處的相互作用,從分子水平控制無機礦物相的析出,使其具有一定的形狀、尺寸及取向從而使生物礦物具有特殊的多級結構和組裝方式,呈現高力學強度同時具有很好的韌性或特殊光學、磁學等性質。近年來通過有機或高分子模板控制的生物礦化模擬研究受到化學、物理、生物以及材料學等多學科領域研究者的廣泛關注。
生物礦化在開發用於生物礦化模擬研究中的所謂雙親水性嵌段共聚物(dhbc)在這一領域取得了很大的成功。另一方面,原子轉移自由基聚合(atrp)可以有效、方便地製備活性聚合物和設計高分子結構。atrp 適用單體範圍廣,反應條件溫和,操作簡單,分子設計能力強,通過選用功能性的引發劑,可以極為方便地在聚合物材料中引入端基官能團。
甲基丙烯酸羥乙酯(hema)是廣泛使用的一種重要單體,它有著極好的生物適應性和血液相容性。生物礦化有兩種形式。一種是生物體代謝產物直接與細胞內、外陽離子形成礦物質,如某些藻類的細胞間文石。
另一種是代謝產物在細胞干預下,在胞外基質的指導下形成生物礦物,如牙齒、骨骼中羥基磷灰石的形成。 生物礦化的型別:控制礦化和誘導礦化。
生物誘導的礦化主要指生物的生命活動與周圍環境相互作用而引起的礦化過程。這種礦化作用由於不在嚴格的生物細胞控制之下,形成的礦物晶體與無機沉澱礦物類似,該形式在原核生物和真菌中比較常見。生物控制的礦化是指生物在不受外界環境影響的條件下,通過生理調節來控制礦物沉積的過程。
近年來 ,jens等 [1]利用紫外光度法測定生物礦化溶液的吸光度 (即混濁度 )的變化 ,實時地記錄生物礦物形成過程的資訊 ,從而研究其礦化規律 .實驗發現 ,膠原 /羥基磷灰石礦化的紫外吸收動力學曲線並不是膠原和磷酸鈣沉澱混濁度的簡單迭加 ,而是一條平滑的階梯形曲線。
在不使用任何蛋白質或生物分子的情況下,以四方針鐵礦和二價鐵離子為鐵源仿生合成磁鐵礦奈米顆粒。實驗結果表明,在弱鹼性條件下,合成的磁鐵礦顆粒為35nm左右的近似立方體,而且這些顆粒能夠自發的定向排列,形成類似趨磁細菌體內的磁小體鏈狀結構。作者認為,由於磁鐵礦晶體存在著固有的磁偶極,晶體之間的磁偶極作用力驅動著磁鐵礦顆粒自發組裝成定向排列的鏈狀結構。
這就揭示了在趨磁細菌體內磁小體的礦化及組裝鍊形成過程中,除了生物蛋白影響外,磁小體顆粒之間的磁偶極吸引作用也可能是一個重要因素。生物蛋白和晶體化學
因素可能在趨磁細菌體內生物礦化過程中協同起作用 生物礦化是一個研究內容廣泛的交叉性領域,其科學內涵涉及材料科學、生物工程、化學、醫學等學科。其中包括對動物和植物體內的礦物、病理礦化過程以及基質和細胞調控礦化機理的論述。生物礦化知識與骨、牙、結石、病理礦化控制等醫學密切相關,對設計和合成新型的仿生材料以及人生物礦化是圍繞生物礦物(biomineral)的形成過程和機制的闡明而發展起來的科學。
生物礦物最早是在20世紀礦物學家研究「活組織形成的礦物」時命名的,這些生物礦物如化石、貝殼等。後來,因為這個研究物件涉及到有機物質,特別是與生物礦物有關的生
2023年度細分行業報告彙集 製造行業報告 網際網路行業報告 農林牧漁行業報告
物分子,如蛋白質、細胞、dna,所以生物礦化研究人員逐漸從礦物學家、地質學家擴大範圍到有機化學家、生物學家。近年來,隨著有機物調製無機晶體成核長大以及其中相互作用的機制研究的深入,材料科學家、醫藥學家和仿生工程專家也加入到生物礦化研究之中,並應用其中的原理探索出重要的應用,如礦化膠原的骨移植材料、奈米自組裝功能材料,以及可能抑制骨質疏鬆、血管鈣化、結石的藥物等。
如今,已發現的天然生物礦物有70餘種,利用生物礦化原理進行室溫人工合成的有機和無機材料的種類難計其數。生物礦化原理和病理礦化的研究已深入到分子、原子水平。在多年研究有機基質調製礦化的基礎上,人們已提取到與礦化相關的蛋白質,併到細胞和基因中去尋找其中的關聯.
文獻:戴永定,沈繼英;生物礦化作用機理 文獻:《高等學校化學學報》 2023年06期
3樓:匿名使用者
生物礦化英文名:biomineralization,是指由生物體通過生物大分子的調控生成無機礦物的過程。生物礦化有兩種形式。
一種是生物體代謝產物直接與細胞內、外陽離子形成礦物質,如某些藻類的細胞間文石。另一種是代謝產物在細胞干預下,在胞外基質的指導下形成生物礦物,如牙齒、骨骼中羥基磷灰石的形成。
生物轉化和礦化的區別
4樓:
礦化作用
是在土壤微生物作用下 ,土壤中有機態化合物轉化為無機態化合物過程的總稱。礦化作用在自然界的碳 、氮、磷和硫等元素的生物迴圈中十分重要。礦化作用的強度與土壤理化性質有關,還受被礦化的有機化合物中有關元素含量比例的影響。
土壤中複雜含氮有機物質在土壤微生物的作用下,經氨基化作用逐步分解為簡單有機態氨基化合物,再經氨化作用轉化成氨和其他較簡單的中間產物。氨化作用釋出的氨大部分與有機或無機酸結合成銨鹽,或被植物吸收,或在微生物作用下氧化成硝酸鹽。土壤中部分有機態磷以核酸、植素和磷脂形式存在,在微生物的作用下分解為能被植物吸收的無機態磷化合物。
生物活性和生物學活性有什麼區別
5樓:禾鳥
生物活性又稱生物學活性,在材料領域裡主要指能在材料與生物組織介面上誘發特殊生物、化學反應的特性,這種反應導致材料和生物組織間形成化學鍵合。
在生物礦化過程中,主要指生物材料與活體骨產生化學鍵合的能力,是衡量生物材料的一個重要指標,可通過材料表面在人體模擬體液中形成磷灰石的能力能夠反應材料在體內的生物活性,此評價材料生物活性方法的應用可以減少實驗所需動物數量,同時增加動物實驗的可持續時間。
擴充套件資料
生物活性常見材料:
1、磷酸鈣材料
磷酸鈣生物活性材料主要包括磷酸鈣骨水泥和磷酸鈣陶瓷纖維兩類。前者是一種廣泛用於骨修補和固定關節的新型材料,國內研究抗壓強度已達60mpa以上。
後者具有一定的機械強度和生物活性,可用於無機骨水泥的補強及製備有機與無機複合型植人材料。磷酸鈣纖維或晶須具有良好的生物活性和生物相容性,對人體無毒***,是生物陶瓷材料和有機高分子材料的理想增強材料。
2、羥基磷灰石
羥基磷灰石是目前研究最多的生物活性材料之一,作為最有代表性的生物活性陶瓷-羥基磷灰石[ca10(p04)6(oh)2,簡稱ha] 。
羥基磷灰石與脊椎動物骨和齒的主要無機成分相同,結構也非常相近,與動物體組織的相容性好,無毒***,介面活性優於各類醫用鈦合金、矽橡膠及植骨用碳素材料。可廣泛應用於生物硬組織的修復和替換材料,如口腔種植、牙槽脊增高、耳小骨替換、脊椎骨替換等多個方面。
3、生物活性玻璃
生物活性玻璃是一類能對機體組織進行修復、替代與再生、具有能使組織和材料之間形成鍵合作用的材料。生物活性玻璃(bioactiveglass,bag)在2023年由hench發現,由sio2,na2o,cao和p2o5等基本成分組成的矽酸鹽玻璃。
生物活性玻璃的降解產物能夠促進生長因子的生成、促進細胞的繁衍、增強成骨細胞的基因表達和骨組織的生長。是迄今為止唯一既能夠與骨組織成鍵結合,同時又能與軟組織相連線的人工生物材料。
舉例說明微生物學研究的意義舉例說明研究微生物生態學的意義和價值是什麼
從生物學的角度來說微生物對環境影響很大，例如草綠蟲 一隻草履蟲一天大約可以吞 60 30 24 43200個細菌則一萬隻草履蟲每天大約能吞 60 30 24 10000 432000000個細菌 432000000用科學計數法是4.32 10 8 你們 沒跟你說嚒？微生物學與生態環境的修復和改善 保...
舉例說明酶原的啟用過程及生物學意義
例如胰蛋白酶原需要在腸激酶的催化下去掉一部分肽鏈,剩餘部分轉化為胰蛋白酶。可以使酶在正確的條件下起作用,也有使儲存狀態下的酶啟用的效果。什麼是酶原和酶原的啟用有何生物學意義 酶原是指在酶的生物合成中,不具有生物學活性的酶的前體物質。酶原的啟用是生物體內一種重要的酶活性調節的方法,使酶能在特定的組織和...
結合生物處理過程說明呼吸的生物學意義
呼吸的生物學意義 分解有機物，釋放能量。能量有兩個去處 1 合成atp,作為生命活動的直接能源 2 以熱能的形式釋放出來，可以維持恆溫動物的體溫。1。光合作用的實質是 和 有機物轉化為光能轉化為 儲存在有機物中。2。光合作用的過程中，圖3 5中填寫的名稱和回答這個問題 1 寫出他的姓名，每個標籤 2...