初始钙磷对无定形磷酸钙的影响,Crystal Growth & Design

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初始钙磷对无定形磷酸钙的影响
Crystal Growth & Design ( IF 3.2 ) Pub Date : 2021-06-03 , DOI: 10.1021/acs.cgd.1c00058
Alexandria J. Hoeher ₁ , Sebastian T. Mergelsberg ₁ , Olaf J. Borkiewicz ₂ , F. Marc Michel ₁

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无定形磷酸钙 (ACP) 是磷酸钙结晶途径中的亚稳态相。了解其化学和结构特性可以提供对生物矿化机制的重要见解。特别令人感兴趣的是初始 Ca/P 对 ACP 结构的影响。此外，Ca/P 对 ACP 的尺寸、沉淀化学和转化的影响对于理解无定形磷酸盐的亚稳定性至关重要。混合后 5 分钟的原位对分布函数 (PDF) 分析结果表明，随着 Ca/P 从 0.2 增加到 5.0，Ca-P 键合几何形状从以单齿为主，到混合单齿和双齿，再到以双齿为主。这种关系在 6-11 的 pH 范围内是一致的。只有单齿 Ca-P 几何形状的样品直接转化为羟基磷灰石，而部分或所有双齿几何形状的样品形成透钙磷石。无论初始比例如何，沉淀物的 Ca/P 都接近 1.0。原位小角度 X 射线散射显示粒径随着 Ca/P 的增加而增加。这是 ACP 结构变化的第一个证据，与系统化学直接相关。具有单齿 Ca-P 几何形状的 ACP 的合成是一种很有前途的方法，可以控制结晶途径，在中性 pH 值下形成羟基磷灰石，而无需稳定离子。这是 ACP 结构变化的第一个证据，与系统化学直接相关。具有单齿 Ca-P 几何形状的 ACP 的合成是一种很有前途的方法，可以控制结晶途径，在中性 pH 值下形成羟基磷灰石，而无需稳定离子。这是 ACP 结构变化的第一个证据，与系统化学直接相关。具有单齿 Ca-P 几何形状的 ACP 的合成是一种很有前途的方法，可以控制结晶途径，在中性 pH 值下形成羟基磷灰石，而无需稳定离子。

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Impacts of Initial Ca/P on Amorphous Calcium Phosphate

Amorphous calcium phosphate (ACP) is a metastable phase in the crystallization pathway of calcium phosphates. Understanding its chemical and structural properties could provide critical insights into biomineralization mechanisms. Of particular interest is the impact of the initial Ca/P on the structure of ACP. Further, the influence of Ca/P on the size, precipitate chemistry, and transformation of ACP is crucial to understanding the metastability of amorphous phosphates. In situ pair distribution function (PDF) analysis results 5 min after mixing show that the Ca–P bonding geometry varies from predominantly monodentate, to mixed monodentate and bidentate, to predominantly bidentate as Ca/P increases from 0.2 to 5.0. This relationship is consistent across a pH range of 6–11. Samples with only monodentate Ca–P geometries transform directly to hydroxylapatite, while samples some or all bidentate geometries form brushite. Regardless of the initial ratio, the Ca/P of precipitates is close to 1.0. In situ small-angle X-ray scattering shows particle size increases with increasing Ca/P. This is the first evidence of structural variations in ACP and is directly linked to system chemistry. Synthesis of ACP with monodentate Ca–P geometries is a promising method to control the crystallization pathway to form hydroxylapatite at circumneutral pH without stabilizing ions.

更新日期：2021-07-07

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