体外诱导合成海水珍珠质的调控机制研究
发布时间：2021-03-17 18:33
海水珍珠稀有昂贵色彩柔和,与其他珠宝玉石不同,不用进行雕琢加工就可作为漂亮且珍贵的饰品,受到人们广泛的追捧与喜爱。珍珠不仅有极高的宝石价值,还有优良的力学性能和良好的生物相容性,是典型的生物矿化产物。本文以湛江市流沙湾海水养殖珍珠为研究对象,采用珍珠贝体内具有的多种氨基酸、金属离子和糖原作为添加剂,通过气体扩散的实验方法,寻找影响合成碳酸钙晶体的主要因素,探索仿生合成类珍珠层物质反应规律,找出仿生合成类珍珠质的新途径。采用扫描电子显微镜观察所得样品的微观结构,并与珍珠层的微观结构进行比对;使用傅里叶红外光谱仪和同步热重分析仪分析样品的物质组成;使用X射线衍射仪表征碳酸钙的晶型。现将研究结果总结如下:1.氨基酸作为添加剂的研究中,在17种氨基酸协同作用下,合成产物通过扫描电子显微镜和红外数据研究可知,6组实验所得碳酸钙结晶中均有立方柱形或四方柱形方解石生成,有梭状、颗粒聚集层状文石生成。温度对氨基酸的调控作用显著,X射线衍射数据分析表明,25℃和30℃下主要出现方解石特征衍射峰,50℃下出现文石特征衍射峰,说明温度能促进文石相碳酸钙的生成。等体积氨基酸溶液混合条件调控下出现的文石特征衍射...
【文章来源】：广东海洋大学广东省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验装置图
图 2-2 a.珍珠层表面，Bar=5μm；b.文石颗粒 Bar=1μm；c.方解石型 CaCO3，Bar=10μm。Fig.2-2 a.The surface of pearl; b. Aragoniteparticle; c. Calcite calcium carbonate.图 2-3 为实验所得样品的 SEM 图，放大倍数为 3000 倍，右上角图为箭头所指处的 SEM 放大图（8000 倍）。25℃等体积条件下,得到大量分散性较好的柱状碳酸钙（约 0.7μm）和少量片状碳酸钙,由 XRD 结果可判断，柱状碳酸钙为方解石，片状碳酸钙为文石（如图 2-3a）,高倍镜发现柱状方解石排列紧凑，颗粒大小均匀；30℃等体积条件下，发现有较多片状文石片和柱状方解石，同时还有柱形晶体出现，XRD 和红外谱图证明晶体为方解石和文石共同组成的混合晶体，且方解石居多（如图 2-3b）；50℃等体积条件下，得到的碳酸钙形貌为层状结构、柱状立体结构、不规则片状结构，同时出现体积较大的梭状物质，长度为 10～12μm，高度为 2～3μm，由 XRD 结果判断柱状碳酸钙为方解石，层状结构、不规则片状结构、梭状结构碳酸钙为文石。从右上角放大图可看到，出现少量球形状小颗粒结晶，判断是球文石碳酸钙（如图 2-3c）。
11图 2-3 不同条件氨基酸体系下得到的碳酸钙的 SEM 图a.25℃等体积混合氨基酸；b.30℃等体积混合氨基酸；c.50℃等体积混合氨基酸；d.25℃按比例混合氨基酸；e.30℃按比例混合氨基酸；f.50℃按比例混合氨基酸；Bar=2μmFig.2-3 The SEM image of calcium carbonate obtained under different conditions ofamino acid systema.25℃ equal volume mixed amino acid; b.30℃ equal volume mixed amino acid; c.50℃ equal volume mixeamino acid; d.25℃ mixed amino acid proportion; e.30℃ mixed amino acid proportion; f.50℃ Proportionallymixed amino acids；Bar=2μm2.3.2 红外光谱（FT-IR）分析矿物的红外光谱特征是由矿物的分子振动模式与振动频率所决定，分子的振动模式则由分子的几何构形和对称性所决定[69]。碳酸钙主要的三种晶型为方解石
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于体外仿生的海水珍珠矿化机制初步研究[J]. 唐何娜,杨磊,欧阳志远,刘华忠,陈进. 电子显微学报. 2017(06)
[2]中国海水珍珠Mg、Fe、Zn和Mn含量变化及其对珍珠微观结构的影响[J]. 杨磊,欧阳茜茜,李思东,陈进,何东宁. 矿物学报. 2014(03)
[3]菊糖水溶液中具有分级结构碳酸钙的仿生合成与表征[J]. 张晓婷,王魁,马晓明,杨媛媛,司媛媛,朱郁葱. 河南师范大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]淡水珍珠的生物矿化机理研究进展[J]. 马玉菲,乔莉,冯庆玲. 无机材料学报. 2013(01)
[5]仿生人工骨修复材料研究[J]. 王迎军,杜昶,赵娜如,叶建东,陈晓峰. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(10)
[6]广西合浦优质白色海水珍珠表面超微结构特征研究[J]. 马红艳,吴敏,木士春,陆东农. 矿物学报. 2012(03)
[7]海水养殖珍珠杂色物质的结构与成分分析[J]. 罗剑秋,杨磊,劳赞,李思东,欧阳茜茜,陈进. 岩石矿物学杂志. 2012(03)
[8]几种氨基酸对碳酸钙矿化的影响[J]. 陈昕,任冬妮,冯庆玲,李胜荣. 矿物学报. 2011(04)
[9]生物材料力学研究新进展[J]. 冯西桥,曹艳平,赵红平,季湘樱. 医用生物力学. 2011(05)
[10]贝壳珍珠层及其仿生材料的研究进展[J]. 孙娜,吴俊涛,江雷. 高等学校化学学报. 2011(10)
博士论文
[1]珍珠的结构和光学效果的形成机理及体外合成探索[D]. 付芬.山东大学 2014
[2]仿生贝壳珍珠质材料的制备[D]. 刘睿.浙江大学 2012
[3]生物大分子对碳酸钙结晶的调控及其机理探究[D]. 王婷.复旦大学 2011
[4]三角帆蚌珍珠质微观结构、矿化机制以及珍珠质涂层生长的研究[D]. 谢雷.浙江大学 2009
[5]合浦珠母贝贝壳珍珠层形成机理的研究[D]. 闫振广.清华大学 2008
[6]有序介孔二氧化硅薄膜的仿生合成及其组装化学[D]. 张学骜.国防科学技术大学 2007
硕士论文
[1]合浦珠母贝外套膜细胞培养及其矿化功能的研究[D]. 孔玮.清华大学 2015
[2]养殖南珠质量的内在影响因素及优化漂白工艺研究[D]. 欧阳茜茜.广东海洋大学 2014
[3]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]. 于呈呈.海南大学 2014
[4]珍珠的优化处理与光谱学特征研究[D]. 韩孝联.华东理工大学 2011
[5]海藻酸钙凝胶体系中无机矿物（碳酸钙、草酸钙）的结晶行为[D]. 李新平.山东大学 2010
[6]基于生物矿化的不同晶型与形貌碳酸钙研究[D]. 赵东辉.河南大学 2009
[7]天然文石质生物陶瓷的傅立叶变换红外光谱研究[D]. 丁世磊.广西大学 2006
本文编号：3087526
【文章来源】：广东海洋大学广东省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验装置图
图 2-2 a.珍珠层表面，Bar=5μm；b.文石颗粒 Bar=1μm；c.方解石型 CaCO3，Bar=10μm。Fig.2-2 a.The surface of pearl; b. Aragoniteparticle; c. Calcite calcium carbonate.图 2-3 为实验所得样品的 SEM 图，放大倍数为 3000 倍，右上角图为箭头所指处的 SEM 放大图（8000 倍）。25℃等体积条件下,得到大量分散性较好的柱状碳酸钙（约 0.7μm）和少量片状碳酸钙,由 XRD 结果可判断，柱状碳酸钙为方解石，片状碳酸钙为文石（如图 2-3a）,高倍镜发现柱状方解石排列紧凑，颗粒大小均匀；30℃等体积条件下，发现有较多片状文石片和柱状方解石，同时还有柱形晶体出现，XRD 和红外谱图证明晶体为方解石和文石共同组成的混合晶体，且方解石居多（如图 2-3b）；50℃等体积条件下，得到的碳酸钙形貌为层状结构、柱状立体结构、不规则片状结构，同时出现体积较大的梭状物质，长度为 10～12μm，高度为 2～3μm，由 XRD 结果判断柱状碳酸钙为方解石，层状结构、不规则片状结构、梭状结构碳酸钙为文石。从右上角放大图可看到，出现少量球形状小颗粒结晶，判断是球文石碳酸钙（如图 2-3c）。
11图 2-3 不同条件氨基酸体系下得到的碳酸钙的 SEM 图a.25℃等体积混合氨基酸；b.30℃等体积混合氨基酸；c.50℃等体积混合氨基酸；d.25℃按比例混合氨基酸；e.30℃按比例混合氨基酸；f.50℃按比例混合氨基酸；Bar=2μmFig.2-3 The SEM image of calcium carbonate obtained under different conditions ofamino acid systema.25℃ equal volume mixed amino acid; b.30℃ equal volume mixed amino acid; c.50℃ equal volume mixeamino acid; d.25℃ mixed amino acid proportion; e.30℃ mixed amino acid proportion; f.50℃ Proportionallymixed amino acids；Bar=2μm2.3.2 红外光谱（FT-IR）分析矿物的红外光谱特征是由矿物的分子振动模式与振动频率所决定，分子的振动模式则由分子的几何构形和对称性所决定[69]。碳酸钙主要的三种晶型为方解石
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于体外仿生的海水珍珠矿化机制初步研究[J]. 唐何娜,杨磊,欧阳志远,刘华忠,陈进. 电子显微学报. 2017(06)
[2]中国海水珍珠Mg、Fe、Zn和Mn含量变化及其对珍珠微观结构的影响[J]. 杨磊,欧阳茜茜,李思东,陈进,何东宁. 矿物学报. 2014(03)
[3]菊糖水溶液中具有分级结构碳酸钙的仿生合成与表征[J]. 张晓婷,王魁,马晓明,杨媛媛,司媛媛,朱郁葱. 河南师范大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]淡水珍珠的生物矿化机理研究进展[J]. 马玉菲,乔莉,冯庆玲. 无机材料学报. 2013(01)
[5]仿生人工骨修复材料研究[J]. 王迎军,杜昶,赵娜如,叶建东,陈晓峰. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(10)
[6]广西合浦优质白色海水珍珠表面超微结构特征研究[J]. 马红艳,吴敏,木士春,陆东农. 矿物学报. 2012(03)
[7]海水养殖珍珠杂色物质的结构与成分分析[J]. 罗剑秋,杨磊,劳赞,李思东,欧阳茜茜,陈进. 岩石矿物学杂志. 2012(03)
[8]几种氨基酸对碳酸钙矿化的影响[J]. 陈昕,任冬妮,冯庆玲,李胜荣. 矿物学报. 2011(04)
[9]生物材料力学研究新进展[J]. 冯西桥,曹艳平,赵红平,季湘樱. 医用生物力学. 2011(05)
[10]贝壳珍珠层及其仿生材料的研究进展[J]. 孙娜,吴俊涛,江雷. 高等学校化学学报. 2011(10)
博士论文
[1]珍珠的结构和光学效果的形成机理及体外合成探索[D]. 付芬.山东大学 2014
[2]仿生贝壳珍珠质材料的制备[D]. 刘睿.浙江大学 2012
[3]生物大分子对碳酸钙结晶的调控及其机理探究[D]. 王婷.复旦大学 2011
[4]三角帆蚌珍珠质微观结构、矿化机制以及珍珠质涂层生长的研究[D]. 谢雷.浙江大学 2009
[5]合浦珠母贝贝壳珍珠层形成机理的研究[D]. 闫振广.清华大学 2008
[6]有序介孔二氧化硅薄膜的仿生合成及其组装化学[D]. 张学骜.国防科学技术大学 2007
硕士论文
[1]合浦珠母贝外套膜细胞培养及其矿化功能的研究[D]. 孔玮.清华大学 2015
[2]养殖南珠质量的内在影响因素及优化漂白工艺研究[D]. 欧阳茜茜.广东海洋大学 2014
[3]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]. 于呈呈.海南大学 2014
[4]珍珠的优化处理与光谱学特征研究[D]. 韩孝联.华东理工大学 2011
[5]海藻酸钙凝胶体系中无机矿物（碳酸钙、草酸钙）的结晶行为[D]. 李新平.山东大学 2010
[6]基于生物矿化的不同晶型与形貌碳酸钙研究[D]. 赵东辉.河南大学 2009
[7]天然文石质生物陶瓷的傅立叶变换红外光谱研究[D]. 丁世磊.广西大学 2006
本文编号：3087526
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