Characterisation of biogenic calcium carbonate and its crystallisation under biomimetic conditions in vitro
Final Report Abstract
Moderne struktursensitive Methoden, insbesondere unter Einsatz von Synchrotronstrahlung, wurden zur Untersuchung der Struktur von biomineralisierten Strukturen eingesetzt. Die Bildung der Schale in Schneckenembryonen konnte dabei auf der Mikrometer-Skala verfolgt werden. Besonders interessant ist die Mineralisation der Schale (Kutikula) von Asseln, die in periodischen Zyklen verläuft. Solche Krustentiere wechseln ihre Schale regelmäßig im Verlauf des Wachstums, wobei das darin enthaltene Calciumcarbonat vor dem Abwurf herausgelöst wird. Dies konnte klar mittels Mikrocomputertomographie gezeigt werden. Zusätzlich wurde die chemische Natur dieser biologischen Hartgewebe durch Analyse der darin enthaltenen Elemente und kristallinen Phasen umfassend abgeleitet. Die Simulation der biologischen Kristallisation von Calciumcarbonat gelang in einer computergestützten Doppeldiffusionsanlage, in der unter konstantgehaltenen Bedingungen eine Kristallisation durchgeführt wurde. Dies kommt dem biologischen Vorbild nahe, denn auch dort erfolgt die Kristallisation langsam und unter konstanten Bedingungen (pH-Wert, Konzentrationen). Schließlich gelang auch die Synthese von amorphem Calciumcarbonat und dessen eingehende Charakterisierung mit modernsten Methoden. Es zeigt sich, dass diese in der Biologie wichtige Zwischenphase je nach Vorgeschichte die Struktur des späteren Minerals bereits "eingeprägt" enthält.
Publications
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