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金属硫化物是一种常见的胞外细菌生物矿物。然而，在这一组中，只有少数病例报告了细胞内生物矿化，主要局限于趋磁细菌中的格雷花岗岩(Fe3S4)。在这里，一种以前未知的由趋磁细菌Desulfamplus magnetovallimortis菌株BW-1产生的硫化铜的质外生物矿化，该物种已知在细胞质中矿化花岗岩(Fe3S4)和磁铁矿(Fe3O4)。BW-1产生数百个球形纳米颗粒，由1-2纳米的低结晶六方硫化铜结构的子结构组成，保持在热力学不稳定状态。从染色和电子显微镜检查中发现，颗粒似乎被有机基质包围。差异蛋白质组学表明，质周蛋白，如degp样蛋白和重金属结合蛋白，可能参与了这一生物矿化过程。BW-1中硫化铜纳米颗粒的意外质周形成揭示了以前未知的细胞内生物矿化的可能性，涉及有趣的生物控制，并为铜短缺时期的生物金属回收带来了希望。

无机离子的摄取和浓缩是细胞内稳态所需的复杂细胞过程的一部分，也是生物体矿物形成所需的一部分。这些离子运输机制包括不同的细胞区室和化学阶段，在生物体的生理学中发挥不同的作用。这里，在单细胞生物密集离子池的突出情况，简要回顾。对不同生物体所报告的具体观察被整合到一个强调一般特征的广泛视角中。细胞内离子池可分为三种类型:高细胞质浓度，不稳定的储存室，其中含有密集的富离子相，以及形成稳定的长寿命结构的矿物形成室。近年来，利用先进的技术在各种生物体内发现了许多不稳定油气藏，这对它们在稳定矿化结构形成中的可能作用提出了许多新问题。

硅藻是一种丰富的微藻类，以其形成复杂的二氧化硅细胞壁的能力而闻名。海水中的硅含量在微摩尔范围内，这对硅藻来说是一个挑战，为细胞内的快速硅化过程提供所需的可溶性硅。在这里，我们使用三维冷冻电子显微镜和光谱学来定量分析，在亚微米空间分辨率和灵敏度在毫摩尔范围内，硅藻细胞内的硅。结果表明，电池内部硅浓度平均为~150 mM，比外部环境高3个数量级。所述细胞硅含量不是分隔的，而是不均匀地分布在整个细胞中。出乎意料的是，在硅饥饿的情况下，内部的硅池并没有耗尽，这让人联想到组成代谢产物。我们分析细胞内硅的空间解析方法为研究硅藻的这种稳态特性开辟了途径。

生物鸟嘌呤晶体作为一种重要的光学器件，包括具有优异性能的漫射散射器、宽带反射器和成像镜，近年来得到了广泛的研究。然而，控制合成鸟嘌呤晶体的多态和形态仍然是极具挑战性的。在此，通过在甲酰胺、DMSO和DMF等溶剂中转化水合无定形鸟嘌呤相(HAmG)，获得无水鸟嘌呤(AG) ss形式的纯相。AG - ss晶体在上述溶剂中可稳定达3个月。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂，在DMSO中制备的AG纳米血小板暴露在(100)平面上。AG - ss纳米血小板长约100nm，宽约40nm，厚约10 ~ 20nm。固态核磁共振(ssNMR)表征表明，HAmG前体具有与AG ss相似的短程有序结构，这可能是形成AG ss的原因，而不是形成热力学更稳定的AG a。通过非晶相策略对鸟嘌呤晶体的形态和形态进行精细控制，可能会激发鸟嘌呤晶体具有独特光学性质的高度有序的层次结构。

许多生物在严格的生物控制下从前体相结晶形成矿物质。这些前体相的形成、运输和沉积的细胞内动态过程是具有挑战性的。最近，钙化藻艾米利亚·赫斯莱伊(Emiliania huxleyi)发现了一种不寻常的情况，因为细胞包含一个充满浓缩钙和磷相的隔间，但最终的方解石晶体在另一个隔间中成核，不含磷。因此，富ca - p池与成矿过程的联系仍然不清楚。在这里，脉冲追踪实验使用Sr标记赫胥黎大肠杆菌细胞中的富ca - p相，低温x射线吸收光谱和分析透射电子显微镜跟踪细胞内的Sr。Sr首先在富ca - p相中发现，然后与方解石结合。这表明细胞用来生成方解石的钙来自于富含钙-磷的池。

许多生物形成了复杂的矿化结构，由晶体和有机大分子的高度组织化排列组成。晶体在这些结构中的定位大概是由成核大分子与矿物相的相互作用决定的。在这里，我们表明，在成核之前，可溶性有机分子和有机骨架结构之间的特定相互作用将矿物成分导向特定的位置。这种策略是球石形成的基础，球石是由海洋微藻产生的方解石晶体高度有序的排列。在体外将不溶性有机球石支架与球石相关的可溶性大分子相结合时，我们发现在体内晶体形成的位置有大量钙离子的增生。体外过程与体内球石生物发生的初始阶段有深刻的相似之处。

许多生物构建晶体时几乎完全控制晶体形成的各个方面，从成核到生长，从组成到多态结构，从形态到大小。在生物矿化中，控制基本上总是施加在纳米级别，因为构建模块本身是在纳米级别。我们选择了详细描述四种生物系统，它们使用不同的矿化途径、不同的控制水平和不同的功能来生产纳米级晶体。这四种情况分别是:骨晶体复合材料;鸟嘌呤纳米晶体反射器;具有单畴磁体的趋磁细菌;还有功能尚不清楚的球石。接下来的讨论旨在确定生物学中涉及纳米晶体形成的可能特定和/或共同的基本原则。

非晶态碳酸钙相，无论是人工合成的还是生物生成的，都可以从x射线或电子衍射谱的加宽峰中识别出来。可以想象，大约1nm大小的随机取向纳米晶体可以产生表征为非晶态的相干衍射剖面。在电子显微镜中使用的200 keV电子的相干衍射剖面和Cu K α x射线计算了以{11(2)在bar1}面为界的针状方解石晶体和以{10(1)在bar4}面为界的菱形晶体。大约1.0 nm大小的晶体给出了与无定形碳酸钙的x射线测量相一致的轮廓。高角度加宽峰的相对强度和红外光谱的变化最好地解释了纳米晶体中的无序。随机取向纳米晶体的存在也解释了光学双折射的缺乏。(C) 2014年国际结晶学联合会

一位86岁的患者在超声乳化手术后发生明显的眼内炎症反应。局部治疗不能消除炎症，组织型纤溶酶原激活剂(tPA)注入前房。在注射后的几天内，原本透明的角膜出现了白色的角膜斑块。病变被诊断为钙化带性角膜病变，并成功地用乙二胺四乙酸螯合治疗。电子显微镜和从病变处刮取的角膜元素分析确定其成分主要是钙和磷酸盐，证实了诊断。这是第7例报道的tPA注射后迅速形成钙化带性角膜病变的病例。这种罕见并发症的发病机制涉及多种因素，包括眼内pH碱化、磷酸盐浓度升高和内皮功能障碍。

植物膀胱石是由某些植物叶片中的特化细胞形成的矿化物。以体积计，膀胱岩的主要矿物成分是无定形碳酸钙(ACC)，次要成分是二氧化硅。我们表明，硅柄首先形成，是ACC形成所必需的。此外，钟乳石被证明由四种不同的矿物相组成，具有不同的化学性质:几乎纯的二氧化硅相逐渐变成富含mg的二氧化硅相。这种富含mg的二氧化硅被相对稳定的ACC相覆盖。体积大且不太稳定的ACC相封装了第一ACC相。这种结构提出了关于Mg在二氧化硅相中的作用的有趣问题，并提出了一种利用矿物生长微环境的精确调节来稳定ACC的策略。