【研究領域課題番号】19H02009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオミネラリゼーション / 可視化 / 炭酸カルシウム / 非晶質相

【研究成果の概要】

本研究では、生体内を模したゲル状物質内で炭酸カルシウムの合成実験を行い、蛍光プローブを用いてゲル内における炭酸カルシウム形成環境のpHおよびイオン濃度を可視化することにより、生体鉱物形成プロセスを物理化学的に理解することを目指した。その結果、ゲル状物質内でイオンが拡散して炭酸カルシウムが形成する過程におけるpH変化を捉えることに成功し、場所によるpH変化の傾向の違いが、形成する結晶の形態の違いに影響を及ぼしていることを示唆した。さらにこの手法を共焦点システムに適用して形成した結晶周囲の局所的なpH変化を捉えることに成功し、多形や形態の違いを局所的な環境変化と関連付けて議論することを可能とした。

【研究の社会的意義】

本研究において、ゲル状物質内で結晶が形成する局所的な環境変化を蛍光プローブを用いて可視化する手法を確立できた。このことにより、(1) 結晶多形や形態の違いが生じる要因を、個々の結晶の形成条件と関連づけて議論することが可能になった。(2) 蛍光プローブを用いた可視化手法が、水溶液中だけでなく、ゲル状物質内での反応などに幅広く利用できることが示された。以上により、生体鉱物やその他の結晶形成メカニズムの理解を促進させるのみならず、材料の評価や新素材の開発に利用することで、新たな知見をもたらすことができると期待できる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)