草酸钙的结晶行为的研究,最近几年引起了研究者和泌尿科医师的广泛的关注。对于草酸钙沉淀物研究对于生物矿化研究和工业结晶应用方面是非常有帮助的。草酸钙是一种天然的矿物存在于食物、石油、植物和哺乳动物结石中,同时是生产过程中的副产物,例如纸张生产,食物饮料的加工过程都会有草酸钙产生。一般地,植物体内都会有产生乙二酸和草酸钙沉淀,这被认为植物体内有规律的调控游离钙离子浓度有关系。在涉及到水工业中,草酸钙会沉积在关键的工业设备上,例如散热设备、锅炉、逆向渗透膜等,这些都为工业生产带来热损耗同时造成了生产时间的浪费。尿路结石的形成的尿石病,对于人类来是一种已知最古老的疾病之一。在人体结石中的草酸钙作为结晶矿物质,是肾结石、胆结石、膀胱结石的主要成分。虽然一般情况下人体尿液是草酸钙的过饱和溶液,但是人体结石的形成受到富含羧基的蛋白质和一些小分子羧酸类化合的抑制。本文主要从2个方面来研究一水草酸钙(COM)和二水草酸钙(COD)的相关问题。1.定量分析草酸钙结石中,COM和COD的含量。同步热分析技术的潜在应用已经被证明能够定量的分析尿结石中无机矿物的组成,主要成分是一水草酸钙和二水草酸钙。所记录草酸钙水合物的热重曲线显示了COM和COD在失水的过程中有明显的不同,而正基于这一点能够进行定量分析。根据对草酸钙中的结合水在晶体中分布情况的分析以及其热失水过程,提出定量分析草酸钙水合物的方法。该方法优点是,测量的温度相对较低,较短的测量时间同时减小由于少量的有机杂质对测量结果造成的影响。2.最近,生物材料结晶复杂的超级结构的起源以及独特的自组装形成机制引起了学者们的广泛关注,在这篇文章中介绍COM的分级结构能够通过调控晶体的横纵比来实现。研究了调控晶体的横纵比是通过谷氨酸和柠檬酸钠通过静电作用对COM结晶行为的影响来实现。所得到的具有特殊结构的COM晶体通过X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征。第一次提出静电斥力模型来解释COM自组装行为。同时发现独特的球状或花状COM的形成依赖于体系中天冬氨酸与柠檬酸钠浓度的比值。这个实验证明了晶体固有偶极电场改变对晶体形貌产生影响。对控制结晶形貌以及晶体超结构的形成仅仅通过化学手段和仿生矿化的方法得以实现提供了可能性,同时帮助我能够理解更复杂的生物矿化体系。