Impact of Mg 2+ and pH on amorphous calcium carbonate nanoparticle formation: Implications for biomineralization and ocean acidification

成核 结晶 纳米颗粒 材料科学 矿物学 化学 纳米技术 有机化学
作者
Lucas Kuhrts,Hadar Shaked,Johanna Sklar,Elena Prudnikov,Sylvain Prévost,Gouranga Manna,Michael Sztucki,Alexander Katsman,Boaz Pokroy
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:122 (19)
标识
DOI:10.1073/pnas.2421961122
摘要

Crystallization by amorphous calcium carbonate (ACC) particle attachment (CPA) is a prevalent biomineralization mechanism among calcifying organisms. A narrow, controlled size distribution of ACC nanoparticles is essential for macroscopic crystal formation via CPA. Using in situ synchrotron small-angle X-ray scattering, we demonstrate that synthetic magnesium-stabilized ACC (Mg-ACC) nanoparticles form with an exceptionally narrow size distribution near the spinodal line during liquid–liquid phase separation. We monitored ACC formation kinetics at pH 8.4 to 8.9 and Mg 2 + contents of 50 to 80%, observing a 2-order magnitude rise in nucleation kinetics for a 0.1 pH increase and a 6-order magnitude rise for a 10% Mg 2 + decrease. Within the binodal region, faster nucleation kinetics result in more monodisperse particles, narrowing the particle size distribution by factors of 2 for a pH increase of merely 0.1 and by a factor of 3 for a 10% Mg 2 + decrease. While the influence of Mg 2 + on calcite biomineralization is well studied, its effect on Mg-ACC formation and particle size distribution-an essential parameter in CPA-based biomineralization pathways-remained unexplored. These findings highlight the delicate interplay of pH and Mg 2 + in controlling the kinetics and thermodynamics of Mg-ACC formation, significantly impacting particle size distribution.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
兴奋芷完成签到,获得积分10
1秒前
体贴旭尧完成签到,获得积分20
1秒前
bkagyin应助cylee采纳,获得10
1秒前
魔幻的代芹关注了科研通微信公众号
1秒前
风清扬发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
威武无施发布了新的文献求助10
4秒前
万能图书馆应助穆仰采纳,获得10
5秒前
yyl发布了新的文献求助10
5秒前
可爱的函函应助听风采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
传奇3应助斯文可仁采纳,获得10
8秒前
8秒前
希望天下0贩的0应助original采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
CodeCraft应助无影无踪屁采纳,获得10
12秒前
12秒前
Limin发布了新的文献求助30
13秒前
zikk233完成签到,获得积分10
13秒前
Freeasy完成签到 ,获得积分10
13秒前
诚心若血完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
15秒前
16秒前
syl发布了新的文献求助10
16秒前
小邱发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
szj发布了新的文献求助20
17秒前
支半雪发布了新的文献求助10
17秒前
miamikk完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
20秒前
无心的雅旋完成签到,获得积分10
20秒前
听风发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pediatric Injectable Drugs 500
Instant Bonding Epoxy Technology 500
Methodology for the Human Sciences 500
ASHP Injectable Drug Information 2025 Edition 400
DEALKOXYLATION OF β-CYANOPROPIONALDEYHDE DIMETHYL ACETAL 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4373183
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3870273
关于积分的说明 12064335
捐赠科研通 3512890
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1927754
邀请新用户注册赠送积分活动 969624
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 868461