珍珠显微结构及纳米矿物的电镜分析

采用SEM(扫描电子显微镜)和HRTEM(高分辨透射电子显微镜)技术,系统地研究了珍珠层及其微结构.发现珍珠质层是由有机质胶结的文石组成片状晶层,文石大量为六边形、不规则多边形和近圆形,并与有机质层交互平行叠置.在棱柱层的柱状晶体周围也有纤维状、胶状有机质.同时,在棱柱状和片状文石晶体的截面上,含有大量纳米级的圆形、椭圆形等形状的有机质、气液包裹体或孔洞.其中许多部位的有机基质中不同程度地显现出晶格条纹像,均为纳米矿物所致.以上结果均表明珍珠层具有有序、精细、多层次、整体性好等优良的结构特点.这一结论对于探讨珍珠的成因、机械强度及医药保健性能等方面均具有重要的意义.     

珍珠层有机质及其矿化响应研究

珍珠层中的有机质极其重要,它不仅是生物矿物与纯无机矿物的根本区别,而且具有重要的生物矿化响应效应.但珍珠层中有机质含量极低,约为珍珠层体积的5％,致使研究手段受到了很大限制.选择广西、广东、浙江、江苏等地的海水养殖珍珠、淡水养殖珍珠、育珠贝贝壳中的珍珠层以及现代珊瑚、珊瑚化石作为研究对象,通过日立835-50型高速氨基酸分析仪获得了各样品氨基酸的种类和含量,继而进行相关性分析和聚类分析,得到一些具有特点的氨基酸组合或类,结合对珍珠层进行的TEM、SEM等电镜观察结果,发现这些组合和类很可能分别对应于珍珠层中不同空间位置、不同结构、不同种类和不同形态大小的有机大分子.由此认为有机质的矿化响应十分复杂、多样,并可以通过诱导和控制作用形成多样化、相互演化、复杂的无机矿物及珍珠层独特的微结构.这一结论对于阐释珍珠层有机质复杂多样的矿化响应具有重要意义.     

天然生物活性陶瓷珍珠层在骨组织修复中的应用

珍珠层是一种天然的纳米生物陶瓷材料，一直是生物矿物材料学者研究的焦点。本文根据国外文献有关利用珍珠层作为骨植入材料的研究报道，就珍珠层的生物相容性和可降解性，及其所具有的骨诱导和骨传导作用的动物临床实验结果，进行了综合分析和论述。认为珍珠层是一种很有前途的骨植入材料，提出了今后研究的方向。     

应用傅里叶变换红外光谱与紫外可见吸收光谱鉴别两类海水养殖灰色珍珠

Akoya珍珠属生物矿化有机宝玉石,该类珍珠的矿物组成与微结构分析、定性与其颜色形成属性的鉴定方法尚为缺乏。本文通过光学显微镜、紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、能量色散X射线荧光光谱对具有白色或灰色珠核的两类Akoya灰色珍珠的珍珠层与珠核的结构特征及显色机制、紫外吸收光谱、微量金属元素赋存特征进行了对比研究。结果表明:①灰色珍珠的珠核有白色与灰色两类,两类珍珠的直径主要分布在5～9mm,珍珠层厚度约300～500μm;②两类珍珠的珍珠层和珠核的主体矿物组成均为生物文石,且两者的珍珠层中均富Sr贫Mn。③灰色的珠核具有明显的富Mn特征,且由于辐照使得Mn元素的价态升高并使得珠核致灰色,并导致整个珍珠呈现灰色;④紫外可见吸收光谱检测中,一般而言具有白色珠核的灰色珍珠在300～400nm波段可见明显的反射带,而具有灰色珠核的灰色珍珠在400～500nm波段可见明显的反射带。两类灰色珍珠皆为海水养殖珍珠,研究表明这两类珍珠的紫外吸收光谱的差异可作为初步评判灰色系珍珠是否经辐照改色的依据之一。     

Sinohyliopsis schlegeli珍珠层中Si、Mn、Fe和Sr离子的微生物固定化和环境因素

在日本Ishikawa Prefecture的Kanazawa大学进行了为期8个月的排水池培养实验,利用特征水和营养元素的基本因素对Sinohyliopsis schlegeli贝壳珍珠质所记录的环境变化进行观察。在2007年5月份到11月份之间,每个月向贝壳珍珠质注入四环素作为指示剂。定期测量水质,诸如pH、氧化还原势、电导率、溶解氧以及水温,通过过滤法除掉水中悬浮固体并进行光学显微镜和荧光X射线分析以及扫描电镜 能量色散X射线观察(SEM EDX)。对贝壳珍珠质的X射线荧光化学分析表明那些富含四环素的层对应高含量的Si、Mn、Fe和Sr离子。氧化还原势和溶解氧分析都证明在珍珠质中存在层。排水池中悬浮物质主要由Si、Mn和Fe元素组成,这与2007年夏季贝壳珍珠层的生物固定化中所涉及的元素一致。SEM EDX分析证明离子来自Siderocapsa sp.和Gallionella ferruginea硅藻的胃部。冬季几乎没有发生离子的生物固定化。结果表明在层化的贝壳珍珠质中存在元素的固定化,Sinohyliopsis schlegeli 在夏季以离子为食来生长珍珠质。具有这些生物氧化物的Sinohyliopsis schlegeli可能对自然界水体中重金属的清除有一定的贡献。     

中国珍珠内部综合结构模式图的一些新认识

运用偏光显微镜和红外显微镜对中国大量的优劣海水和淡水养殖珍珠进行了系统的对比观察,发现在海水珍珠中存在文石和方解石,没有球文石;而在淡水珍珠中存在文石和球文石,不存在方解石。基于大量的珍珠内部结构的偏光显微镜图片,我们修正了前人建立的珍珠内部结构综合模式图,建立了一个新的更符合科学实际的养殖珍珠内部结构综合模式图。     

黑珍珠

珍珠的组成中,珍珠质是最基本的组分。它均由90％的文石、5％的Conchiolin(将文石晶体联结起来的有机蛋白质)及其它有机物质组成。珍珠的颜色由体色和伴色两部分组成:体色主要由牡蛎的生物种(特别是其套膜组织、珍珠母的成分及水体环境中的微量元素几种因素决定,是代表珍珠的基本颜色,黑珍珠的体色可分为银色、银蓝色、金黄色、黑褐色、绿黑色和黑色等6种;伴色是一种典型的颜色混合产物,它往往在珠旋转时最清楚,是由珍珠的体色在其项     

企鹅贝珍珠层生物表界面ACC析出与相变及多级自组装生长

<正>珠母贝珍珠层生物矿化作用区别于一般无机矿物矿化的显著特征是,通过生物表界面处生物大分子(蛋白质、核酸、多糖等)基因的表达与诱导,从分子水平调控生物矿物前驱体(ACC)纳米球粒的析出与相变,从而使生物矿物具有特殊的生物矿化生长结构单元和高度有序的多级微观自组装生长结构和自组装方式。迄今,就发生在企鹅贝(Pteria penguin)珍珠层生物表界面处生物大分子的调控和生物矿物前驱体的相变规律,生物矿物多级微观自组装生长行为等生物矿化问题有待深化。     

海水及淡水养殖珍珠的物质组成

采用偏光显微镜、X射线粉晶衍射仪、傅利叶红外光谱仪、电子顺磁共振谱仪、拉曼光谱仪、原子吸收光谱仪等测定了淡水珍珠、海水珍珠及部分贝壳的矿物及化学组成.研究表明: 珍珠矿物组成单一, 主要由文石构成, 仅含少量球文石或方解石; 淡水珍珠明显富含Mn, 而海水珍珠中明显富含Na、K、Mg、Sr; 这种富集特征与淡水、海水中元素的富集特征相似.此外, 各颜色品种之间化学成分也存在微小的差异, 白色珍珠比有色珍珠更纯净, 所含铁、锰、铬等致色元素更低.紫色珍珠略富含Mg、Mn, 橙色者明显富含Fe, 而黑色海水珍珠的颜色可能与有机组分有关.      

黑色处理珍珠的拉曼光谱特征研究

珠宝市场上常见的黑色处理珍珠主要是淡水无核和有核染色珍珠、海水染色珍珠和辐照处理淡水珍珠。这些处理珍珠很容易与天然黑色的塔溪堤黑珍珠相混淆,一直是各国检测鉴定实验室关注的焦点之一。本文主要通过拉曼光谱等测试手段对淡水无核和有核染色珍珠、海水染色珍珠和辐照处理淡水珍珠进行了研究,并与塔溪堤(Tahiti)黑珍珠进行了对比。研究表明,染色处理的珍珠常出现颜色在凹坑和钻孔处富集;采用硝酸银染色的珍珠,一般会出现与染剂有关的1 352和1 587 cm-1附近的拉曼振动峰,海水染色珍珠中仍可见2 320和2 532 cm-1附近的有机峰。辐照淡水珍珠一般只可见较弱的文石1 087 cm-1附近的υ1和702~705 cm-1附近的υ4振动峰。塔溪堤黑珍珠的拉曼光谱中,会出现与其呈色相关的有机色素卟啉峰。     

广西合浦海水珍珠变黄机理新议

海水珍珠缓慢变黄的传统解释是无机相文石不稳定向方解石转化这个不可逆过程造成的.然而作者通过肉眼观察、光学显微镜观察、H2O2漂白体系使变黄的海水珍珠重新变白实验及X射线粉晶衍射分析,均表明传统解释可能存在错误,变黄的海水珍珠无机相没有发生明显的相变,故推测珍珠内有机相的变化是珍珠变黄的主要原因.     

荒沟山铅锌矿床及珍珠门组硫、氧、碳和铅同位素地质特征

近几年来,我所对老岭群珍珠门组含矿性及找矿远景综合研究中,于荒沟山铅锌矿床及珍珠门组做了大量硫、氧、碳和铅同位素工作。根据同位素组成及地质特征的综合分析,提出了荒沟山铅锌矿床属层控型沉积变质改造矿床的新观点,并指出了找矿方向。本文就上述同位素组成及其地质意义进行讨论。 1.铅同位素组成及其模式年令荒沟山、天湖沟和银子沟6个方铅矿的铅同位素组成非常均一;Pb~(208)/Pb~(204)为     

田黄宝石的矿物学研究

我国名贵的田黄宝石,经X-射线衍射分析、红外光谱分析、差热分析及电子显微镜等研究,证实为一种罕见的珍珠石。田黄按宝石状态划分为三种:1.田黄冻,矿物成分主要为珍珠石,有时可见到一点伊利石。2.田黄石,是珍珠石与地开石成不同比例的混合物。3.银裹金,是纯白色半透明的地开石包裹着金黄色的冻状珍珠石。 这种宝石极为罕见难得,仅在我国寿山的坂田砾石层中偶然发现。文中探讨了寻找原生田黄的标志。     

基于同步辐射X射线荧光光谱研究日本马氏贝珍珠中Zn与Hg的元素相关性

采用同步辐射微区X射线荧光光谱技术(SR-μXRF),探测金绿色和白色日本马氏贝珍珠中Zn和Hg的空间分布。面扫描结果显示,按珍珠质生长的时间先后顺序,Zn和Hg含量呈现"起初低-中间高-再降低"的分布模式,这一分布模式反演出马氏贝在插核手术后过了静水休养期,存在一个高代谢速率期,然后才恢复平稳新陈代谢。两个样品中,Zn和Hg含量呈现正相关,金绿色样品中Zn和Hg相关系数r=0.6,白色样品中Zn和Hg相关系数r=0.58,比较而言,Zn和Hg相关系数高的样品光洁度较好。对Zn和Hg相关系数较高的金绿色日本马氏贝珍珠样品做R型因子分析,分析结果显示影响珍珠层元素变化的主要控制因素有生物生长支持作用、环境影响作用、生物矿化作用3方面,Zn的环境影响因子相对贡献率较高(61.7%),也揭示出Zn和Hg的拮抗作用极大影响Zn的含量变化。研究结果对人工养殖珍珠具有指导意义。     

生物矿物学——矿物学的新方向

到目前为止,矿物学家对生物细胞的有机矿物物质(其中包括人和动物的骨头与牙齿,肾石与胆石,珍珠,鸟卵硬壳,等等),尚未给予足够的重视.这些矿物物质产生于生物体内,具有以下共同特点:1)它们都见有机矿物质的复杂集合体;2)这些集合体的生长,或是始于生物细胞本身,或是始于外来的矿物和有机物粒子;3)物质的堆积具有周期性;4)集合体的构造呈放射状、枝状和纤维-辐射状.有机矿物集合体可划分为两类:1)在有机物(如骨头与牙齿等)的进化发育过程中占据严格固定位置的集合体;2)对某种有机物来说,属于"偶然"即"病态"的集合体(如肾石、胆石和珍珠等).深入研究与分析生物成因的有机矿物集合体的上述特征,有助于了解生物矿物学的原理.     

淡水珍珠新品种及加工工艺新进展

目前,普通、低品质的淡水珍珠产品已无法满足大部分消费者的时尚需求,但随着珍珠养殖技术与加工技术的进一步发展,市场上出现了许多新的珍珠品种。系统地总结了目前中国珍珠市场上新造型的珍珠的特征,其中有核珍珠更适合于加工成各式各样的异形珠。以淡水无核珍珠为对象,重点探讨了刻面加工技术、镶嵌技术和雕刻技术在改善珍珠外观方面的应用,进一步分析了刻面珍珠的琢磨角度与时间;对椭圆形珍珠、腰线珍珠进行CZ镶嵌,使其外观得到了改善,提升了其价值。最后,对珍珠的雕刻技术进行了初步探讨。     

海水珍珠微结构棱柱层的新认识

棱柱层是珍珠层微结构中与珍珠质层明显不同的结构单元。运用XRD、IR显微镜和偏光显微镜对我国优劣海水珍珠层微结构——棱柱层进行微区测试研究，结果发现海水珍珠微结构棱柱层不是以往认为的仅由方解石组成，而是有各种形态的文石棱柱，文石与方解石共同组成的棱柱。珍珠质量与棱柱体层的厚度及空间分布有密切关系，而并非完全是以往认为的文石含量越高海水珍珠质量就越好。     

生物矿物学研究进展

“生物矿物学”一词是1973年马克·康尼尔提出的,它研究各种生物作用参与下产生的、具有一定组份的固结生成物,如骨骼、牙齿、软体动物中的耳石和外骨骼、珍珠、尿结石、胆结石、唾液结石等。它的研究对象很多方面与传统矿物学不同,首先是在其结构中总有有机物质存在,这些有机物与矿物部份是完全有规律的。它们的构造主要有放射状、同心环状、柱层状、枝叉状、交错层状等,     

物理法改色前后优质淡水珍珠的超微结构特征研究

利用原子力显微镜（AFM）、场发射高分辨率扫描电子显微镜（FESEM）和场发射高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对物理法改色前后的优质淡水珍珠表面进行了细致的观察。通过对比分析珍珠在微米级至纳米级的范围内微结构及超微结构特征的变化,证明珍珠质层是天然的纳米材料;改色前后珍珠的红外光谱分析及XRD分析对物理法改色珍珠机理是由于微量MnCO3在γ射线辐照下氧化成Mn2O3或MnO2所致的说法给予否定;由红外光谱测试结果可知物理法改色珍珠呈色机理与珍珠中有机物的辐照化学变化有关,并且物理法改色珍珠伴色的呈色机理与珍珠的文石纳米粒径效应亦无明显的相关性。     

应用扫描电镜-红外与反射光谱研究海水灰色Akoya珍珠特异的矿化微结构特征

近年来海水灰色Akoya珍珠是珍珠类饰品的新宠,前期研究主要聚焦在对其海水属性、各结构单元的元素赋存特征、辐照处理及其鉴别方法等方面.本文借助紫外可见(UV-Vis)反射光谱仪、显微红外光谱仪、扫描电镜等技术,对具有白色内核的一类灰色珍珠的宝石学与其精细结构特征进行研究.结果表明:①在珍珠的珠核与珍珠层之间,基本存在厚...