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2013 Fiscal Year Final Research Report

Multistep Growth Mechanism of Calcium Phosphate in the Morphology-Controlled Biomineralization

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23560925
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Reaction engineering/Process system
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

KATO Katsuya  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 研究グループ長 (70356781)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) HIGUCHI Masahiro  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (50357836)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Keywordsバイオミネラリゼーション / ペプチド / リン酸カルシウム / 自己組織化 / ヒドロキシアパタイト / アモルファス / リジン / グルタミン酸
Research Abstract

We studied the effect of surface-functional-group position on precipitate morphology in the earliest stage of calcium phosphate biomineralization and determined the detailed mechanism of precipitation starting from nucleation to precipitate growth. The biomineralization template was a b-sheet peptide scaffold prepared by adsorption with carboxyl groups arranged at strict 0.7 nm; intervals. Phosphate was then introduced. Within 10 s, highly ordered embryos of calcium phosphate were formed and confined by a peptide nanofiber pattern. They repeatedly nucleated and dissolved, with the larger embryos absorbing the smaller ones in a clear demonstration of an Ostwald-ripening-like phenomenon, then aggregated in a line pattern, and finally formed highly ordered nanofibers of amorphous calcium phosphate. This multistep growth process constitutes the earliest stage of biomineralization.

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Calcium carbonate biominerali- zation utilizing a multifunctionalβ-sheet peptide template2013

    • Author(s)
      村井一喜, 樋口真弘, 木下隆利, 永田謙二, 加藤且也
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 49 Pages: 9947-9949

    • DOI

      10.1039/C3CC44947E

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] TiO_2 Synthesis Inspired by Biomineralization : Control of Morphology, Crystal Phase and Light Use Efficiency in A Single Process2012

    • Author(s)
      野々山貴行, 木下隆利, 樋口真弘, 永田謙二, 田中正剛, 佐藤公泰, 加藤且也
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 134 Pages: 8841-8847

    • DOI

      10.1021/ja211347n

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multistep Growth Mechanism of Calcium Phosphate in the Earliest Stage of Morphology-Controlled Biomineralization2011

    • Author(s)
      野々山貴行, 木下隆利, 樋口真弘, 永田謙二, 田中正剛, 佐藤公泰, 加藤且也
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 27 Pages: 7707-7083

    • DOI

      10.1021/la2006953

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酵素固定化担体への応用を目的とした合成ペプチドによるシリカハイドロゲルの作製2013

    • Author(s)
      川地佑樹, 釘宮愼一, 中村仁美, 加藤且也
    • Organizer
      平成25年度東海支部学術研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2013-12-07
  • [Presentation] ミネラル源供給能を持つペプチドテンプレートを用いた構造制御無機材料の構築2012

    • Author(s)
      村井一喜, 樋口真弘, 木下隆利, 永田謙二, 加藤且也
    • Organizer
      第43回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-11-10
  • [Presentation] バイオミネラリゼーションにならう有機・無機界面におけるエピタキシャル性2012

    • Author(s)
      野々山貴行, 木下隆利, 永田謙二, 樋口真弘, 佐藤公泰, 加藤且也
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-09-21
  • [Presentation] ペプチドファインチューニング単分子膜表面におけるリン酸カルシウムの結晶相とモルフォロジーの制御2011

    • Author(s)
      野々山貴行, 木下隆利, 樋口真弘, 永田謙二, 佐藤公泰, 加藤且也
    • Organizer
      第24回秋季シンポジウム日本セラミックス協会
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] ペプチドを用いたバイオミネラリゼーションによる酸化チタンの合成とその特性評価2011

    • Author(s)
      野々山貴行, 木下隆利, 樋口真弘, 永田謙二, 佐藤公泰, 加藤且也
    • Organizer
      第42回東海若手セラミスト懇話会2011年夏期セミナー
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2011-06-30
  • [Book] バイオミネラルの"新たな輝き"生体分子テンプレート上での生物鉱化反応の解析; 化学82011

    • Author(s)
      加藤且也, 野々山貴行, 木下隆利
    • Total Pages
      66-67
  • [Remarks]

    • URL

      http://unit.aist.go.jp/amri/group/biproc/ja/biproc.html

URL: 

Published: 2015-07-16  

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