发生在胶原蛋白内部和外部（左和右）的磷酸钙矿化。
胶原蛋白是皮肤和结缔组织中的主要蛋白质，骨骼和牙齿中的骨矿物质在其内部形成，而磷酸钙成核正是骨骼形成和维持的必要条件。最近发表在《自然通讯》上的一项研究为在密闭空间中磷酸钙成核的理论提供了新观点。
圣路易斯华盛顿大学的Young-Shin Jun领导的成核现象专家小组，利用X光小角散射系统在2 nm~40 nm宽的胶原蛋白间隙中研究了磷酸钙的原位成核。发现成核最初发生在胶原蛋白间隙外，当添加抑制剂时，则主要发生在胶原蛋白间隙内部。Jun说：“胶原蛋白间隙极其狭窄的空间使得磷酸钙只能沿着缝隙形成，并尽量减少与缝隙侧壁的表面相互作用。换句话说，胶原蛋白间隙的形态降低了能量消耗，使成核成为可能。”
“当我们了解新的骨骼是如何形成的，我们就可以调节它形成的部位。以前，我们认为胶原纤维是被动模板，然而，这项研究证实胶原纤维通过控制成核途径和能量障碍，在生物矿化过程中主动发挥作用。如果我们能对化学物质进行调整，并发出使骨矿物质形成更快或更强的信号，将对医学领域有所帮助。”Jun说。
虽然这项研究主要关注成核在生物学方面的应用，但对封闭空间成核的深入理解也适用于化学工程、材料科学和环境科学和工程，新的知识可以广泛应用于能源系统和水利系统。
编译：花花 编辑：张梦
来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180406114600.htm
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