Mágneses ásványok képződése és növekedése baktériumokban = Nucleation and growth of magnetic minerals in bacteria

Pósfai, Mihály (2011) Mágneses ásványok képződése és növekedése baktériumokban = Nucleation and growth of magnetic minerals in bacteria. Project Report. OTKA.

Preview

Text 48607_ZJ1.pdf Download (1MB) | Preview

Abstract

1. Mágneses baktériumok sejtjeiben képződő ferrimágneses nanokristályok (magnetit, Fe3O4 és greigit, Fe3S4) fizikai és kémiai tulajdonságait, képződését és kristálynövekedését vizsgáltuk többféle baktérium törzsben. Elektronholográfiával meghatároztuk, hogy a kristályok mágneses tulajdonságai hogyan függnek az összetétel, kristályszerkezet, szemcseméret és -alak, valamint kristálytani orientáció hatásaitól, és ezen tulajdonságok milyen kombinációja szükséges ahhoz, hogy a baktérium sejt a geomágneses tér irányával párhuzamosan irányuljon. 2. Vad-típusú és mutáns sejtekben vizsgáltuk a kristályképződés menetét. Megállapítottuk, hogy a környezeti paraméterek kismértékben befolyásolják a nanokristályok alakját. A genetikailag módosított sejtekben egyes fehérjék hiánya jelentős változásokat okozott a magnetit kristályok tulajdonságaiban, ezért a baktériumokból kivont speciális magnetoszóma fehérjék alkalmasak lehetnek arra, hogy segítségükkel szabályozott méretű és alakú magnetit kristályokat szintetizáljunk. 3. A magnetit szintézis olyan módosított és új eljárásait dolgoztuk ki, melyekkel a kristályok átlagos szemcseméretét ~10 és 280 nm közötti tartományban szabályoztuk. Szabálytalan, kerek, szabályos és megnyúlt oktaéderes, polikristályos mikrokorong és üreges mikrogömb morfológiájú kristályokat állítottunk elő. Ezek a reakciók a jövőben a ferrimágneses nanokristályok anyag- és orvostudományi célú alkalmazásait célzó szintézis eljárások alapját képezhetik. | 1. We studied the physical and chemical properties and the nucleation and growth of ferrimagnetic nanocrystals (magnetite, Fe3O4 and greigite, Fe3S4) inside the cells of various strains of magnetotactic bacteria. Using off-axis electron holography, we studied the magnetic properties of the nanocrystals, and analyzed the combined effects of composition, structure, grain size, morphology and crystallographic orientation that enable the cells to align in Earth's magnetic field. 2. We studied crystal formation in wild-type and mutant cells of magnetotactic bacteria. Environmental parameters during cell culture experiments slightly affected crystal sizes and morphologies, whereas magnetite nanocrystals with significantly altered properties were produced by genetically modified cells. Thus, magnetosome proteins extracted from magnetotactic bacteria may be used for the synthesis of magnetite nanocrystals with controlled sizes and morphologies. 3. We modified existing procedures and developed new methods for the synthesis of magnetite nanoparticles. The average size of the crystals was controlled in the ~10 to 280 nm range. Crystals with irregular, rounded, octahedral and elongated habits were synthesized, along with polycrystalline aggregates of disks and hollow spheres. These reactions can form the basis of synthesis methods that aim at producing ferrimagnetic nanocrystals with favorable properties for materials science and medical applications.

Actions (login required)

Edit Item