《Earth-Science Reviews》:Carbonate polymorph formation in microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP): Influencing factors, mechanisms, and knowledge gaps
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本文全面探讨微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)中碳酸盐多晶型形成的影响因素与机制。区分了微生物矿化的三种类型,研究了胞外多糖(EPS)等的作用,分析现有知识空白,为科研与工程应用提供重要参考。
微生物矿化类型
微生物矿化可分为微生物诱导矿化、微生物影响矿化和微生物控制矿化这三种类型。在微生物诱导矿化过程中,微生物通过自身的代谢活动改变周围环境,使得矿物离子达到过饱和状态,进而引发矿物沉积,矿物成核通常会在特定位置发生。
胞外多糖(EPS)和 S 层对碳酸钙多晶型形成的影响
胞外多糖(EPS)主要由细菌产生,根据其与细菌的结合程度,可分为可溶性 EPS(SL-EPS)、松散结合 EPS(LB-EPS)和紧密结合 EPS(TB-EPS)。EPS 在碳酸钙多晶型的形成过程中发挥着重要作用,它可能会影响矿物的成核与生长。
基因组学和转录组学研究
过去的研究借助基因组学和转录组学技术,深入探究细菌产生碳酸钙的代谢机制。一些研究对能够诱导碳酸钙形成的细菌进行基因组测序,并对特定基因的功能进行注释,以此来揭示细菌产生碳酸钙背后的分子机制。
细菌形成的碳酸钙多晶型是否因菌株而异?
细菌诱导形成的碳酸钙通常存在方解石、文石和球霰石这三种晶相,其中细菌方解石和球霰石最为常见。部分细菌,如B. lentus、B. subtilis和Pseudomonas等,只会诱导方解石的形成,这表明细菌菌株与碳酸钙多晶型的形成之间存在一定的关联 。
结论
该综述围绕细菌碳酸钙矿化展开,着重阐述了微生物在地质、环境和工程领域中对碳酸钙多晶型选择的影响。通过对微生物矿化类型的分类,以及基因组学和转录组学研究的分析,探讨了细菌细胞壁组成与多晶型形成的关系,同时也指出目前研究中存在的知识空白,为后续研究指明了方向。