纳米磁铁矿链的仿生合成及其生物矿化意义-高校地质学报.PDF

2011 年 3 月，第 17 卷，第 1 期，66-75页 高 　校　地　质　学　报 March 2011，Vol. 17， No.1， p. 66-75 Geological Journal of China Universities 纳米磁铁矿链的仿生合成及其生物矿化意义 曲晓飞，姚奇志，周根陶1 2 1 1. 中国科学院 壳幔物质与环境重点实验室；中国科学技术大学 地球和空间科学学院， 合肥 230026 ；2. 中国科学技术大学 化学与材料科学学院，合肥 230026 摘要：本文在不使用任何蛋白质或生物分子的情况下，以四方针铁矿和二价铁离子为铁源仿生合成磁铁矿纳米颗粒。实验 结果表明，在弱碱性条件下，合成的磁铁矿颗粒为 35 nm 左右的近似立方体，而且这些颗粒能够自发的定向排列，形成类 似趋磁细菌体内的磁小体链状结构。作者认为，由于磁铁矿晶体存在着固有的磁偶极，晶体之间的磁偶极作用力驱动着磁 铁矿颗粒自发组装成定向排列的链状结构。这就揭示了在趋磁细菌体内磁小体的矿化及组装链形成过程中，除了生物蛋白 影响外，磁小体颗粒之间的磁偶极吸引作用也可能是一个重要因素。生物蛋白和晶体化学因素可能在趋磁细菌体内生物矿 化过程中协同起作用。 关键词 ：磁铁矿；磁小体；趋磁细菌；生物矿化 中图分类号：P579　　　　　　　　文献标识码：A　　　　　　　　文章编号： 1006-7493（2011）01-0066-10 Biomimetic Formation of Nanomagnetite Chain: Implication for Magnetosome Mineralization 1 2 1 QU Xiao-fei , YAO Qi-zhi , ZHOU Gen-tao 1. CAS Key Laboratory of Crust-Mantle Materials and Environments, School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China; 2. School of Chemistry and Materials, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China Abstract: Oriented chains of magnetite (Fe O ) nanoparticles, similar to the magnetosome chains in magnetotactic bacteria (MTB), 3 4 have been synthesized by using akaganeite (β-FeOOH) and ferrous ions as iron species through a biomimetic method without protein or biomolecule. A detailed study by means of XRD, Micro-Raman spectrometer, TEM, SEM and HRTEM shows that the oriented chain is self-assembled by roughly cuboidal magnetite crystals, and these cuboidal nanoparticles are connected, face to fa