不同微生物诱导钙锶生物矿化的比较研究

为了研究并比较不同微生物在不同钙锶比条件下对钙锶生物矿化过程的调制作用，选取耐辐射奇球菌、酵母菌和大 肠杆菌作为模拟生物矿化的有机基质，通过SEM，FT-IR和XRD对钙锶矿物的形貌、晶型、晶粒尺寸进行表征分析。结果 表明：①当[Ca2+]/[Sr2+]=2时，不加微生物体系中形成的是文石型和柱状方解石型混合晶体，加入微生物组则形成纺锤状方 解石型晶体。此时3种微生物均能诱导锶离子进入碳酸钙晶格；②当[Ca2+]/[Sr2+]=1时，不加菌体系中形成条稀疏的纺锤状文 石型晶体。加入酵母菌和大肠杆菌的体系则形成紧密的纺锤状和簇状文石型晶体，它们能在一定程度上抑制锶离子进入碳 酸钙晶格。而加入耐辐射奇球菌体系形成菜花状方解石型晶体，其仍能诱导锶离子置换钙离子；③当[Ca2+]/[Sr2+]=1/2时，不 加菌体系中形成大小无规则聚集成团的文石型晶体。加3种微生物体系则形成纺锤状或簇状文石型晶体，它们会在一定程 度上抑制锶离子进入碳酸钙晶格。因此，在钙离子浓度较大时，更易形成方解石物相，在锶离子浓度较大时，更易形成文 石物相。
The Deinococcus radiodurans, Saccharomyces cerevisiae and Escherichia coli were selected as organic substrate for simulatingbiomineralizationofcarbonatetostudythemodulationeffectsforcalciumandstrontiumbiomineralization.Thecrystal morphology,phaseandgrainsizewereanalyzedwithSEM,FT-IRandXRD.Theresultsshowedthat:(1)when[Ca2+]/[Sr2+]=2,amixture ofaragoniteandcolumnarcalcitecrystalswasformedwithouttheadditionofmicrobe,butthespindle-shapedcalcitecrystalwasformed inthemicrobialgroup.Atpresent,3kindsofmicrobeswereabletoinducestrontiumionsintothecalciumcarbonatecrystal;(2)when [Ca2+]/[Sr2+]=1,thesparsespindle-shapedaragonitecrystalswereformedintheabsenceofbacteria.Theclosespindle-shapedand aragoniteclustercrystalswereformedintheadditionof Saccharomyces cerevisiae or Escherichia coli.Theycanpartlyinhibitthe strontiumionsintothecalciumcarbonatecrystal.Whilethecrystalswerecauliflower-likecalciteinDeinococcus radioduransgroup,it stillcaninducethestrontiumionstodisplacecalciumions;(3)when[Ca2+]/[Sr2+]=0.5,aragoniteaggregatewithirregularsizewas formedintheabsenceofbacteria.Thespindle-shapedoraragoniteclustercrystalswereformedinthemicrobialsystem,theycanpartly