丝氨酸与pH协同调控无定形磷酸钙形成及羟基磷灰石转化的机制研究

本研究针对生物矿化过程中无定形磷酸钙(ACP)稳定性调控的难题，由研究人员系统探讨了丝氨酸与pH的协同作用。结果表明：丝氨酸通过静电相互作用和Ca2+络合机制显著延长ACP稳定性（>3 h），在碱性条件下(pH 10.6)可生成20-50 nm ACP纳米颗粒并转化为HAP纳米棒，而中性条件则加速形成HAP纳米片。该研究为生物材料可控合成提供了新策略。

　　

丝氨酸(serine)与pH值被发现对无定形磷酸钙(Amorphous Calcium Phosphate, ACP)的形成及其向羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HAP)的转化具有协同调控作用。滴定实验证实，在恒定pH=8的体系中，丝氨酸能有效稳定预成核簇和ACP纳米颗粒。当在碱性环境(pH 10.6)中加入丝氨酸时，可生成20-50 nm的ACP纳米颗粒，并在24小时内转化为HAP纳米棒。研究揭示丝氨酸浓度与pH值正相关于ACP稳定性——含30-40 mg·mL^?1丝氨酸的碱性溶液(pH 9.7-10.0)可使ACP稳定超过3小时，而中性pH条件下丝氨酸存在时，ACP仅需2小时即转化为结晶良好的HAP纳米片。机制研究表明，丝氨酸阴离子与ACP间的静电作用、以及其与钙离子(Ca²⁺)的络合能力共同贡献于ACP稳定效应。该成果为温和条件下生物矿物材料的精准合成提供了新思路。