Physicochemical considerations of vital effect in calcification process

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17050:Biogeosciences-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Kawano Jun 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (40378550)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 道生 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10647655) ; 豊福 高志 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭技術開発プログラム), 主任研究員 (30371719)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: バイオミネラリゼーション / 可視化 / 炭酸カルシウム

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this project is to gain a physicochemical understanding of the biomineral formation process, by visualizing pH or ionic concentration around forming calcium carbonate crystals in the gel media with the fluorescent probes.As a result, the pH change during the process of calcium carbonate formation by double diffusion method within gel media was successfully observed, which would make us discuss the differences in polymorphism and morphology of forming crystals in relation to the local environmental changes.

Free Research Field

鉱物学、結晶成長学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において、ゲル状物質内で結晶が形成する局所的な環境変化を蛍光プローブを用いて可視化する手法を確立できた。このことにより、(1) 結晶多形や形態の違いが生じる要因を、個々の結晶の形成条件と関連づけて議論することが可能になった。(2) 蛍光プローブを用いた可視化手法が、水溶液中だけでなく、ゲル状物質内での反応などに幅広く利用できることが示された。以上により、生体鉱物やその他の結晶形成メカニズムの理解を促進させるのみならず、材料の評価や新素材の開発に利用することで、新たな知見をもたらすことができると期待できる。