海水鲈鱼硬体组织中羟基磷灰石的结晶特性

海水鲈鱼硬体组织的鳞片、几种骨骼和牙齿均含有生物矿物。运用X射线微区衍射、透射电镜、扫描电镜与能谱测试技术对其做了成分与结构方面的探究。其中X射线微区衍射技术能够无损、原样、有效的获取生命微晶体的结构信息,适合生物矿物研究。结果表明硬体组织中的矿物相均为羟基磷灰石,除蝶骨外,其余组织的羟基磷灰石化学成分呈现缺Ca富P的特征。晶胞参数修正结果得到鳞片中羟基磷灰石a=0.9421~0.9461nm,c=0.6844~0.6907nm,并且,越靠近鳞基,越接近鳞基处的晶胞参数;骨骼中a=0.9438~0.9492nm,c=0.6873~0.6887nm;牙齿中a=0.9470nm,c=0.6883nm。透射电镜观察羟基磷灰石为纳米级别晶粒,由Scherrer公式计算得到晶粒大小为D_鳞=9.4~14.1nm,D_骨=16.2~18.3nm,D_牙=15.1nm,骨骼中羟基磷灰石晶体结晶度最好,其次为牙齿,鳞片中的结晶度最差。X射线衍射图及取向因子R计算结果表明,牙齿、鳞片和骨骼中羟基磷灰石晶体均趋向沿结晶学c轴择优取向生长特点。生物矿物结晶特性(晶体尺寸、结晶度及择优取向)是由组织功能决定并由有机基质调控的结果,以提供生命体良好的机械性能。