Probing the calcium and sodium local environment in bones and teeth using multinuclear solid state NMR and X-ray absorption spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Despite the numerous studies of bone mineral, there are still many questions regarding the exact structure and composition of the mineral phase, and how the mineral crystals become organised with respect to each other and the collagen matrix. Bone mineral is commonly formulated as hydroxyapatite, albeit with numerous substitutions, and has previously been studied by (31)P and (1)H NMR, which has given considerable insight into the complexity of the mineral structure. However, to date, there has been no report of an NMR investigation of the other major component of bone mineral, calcium, nor of common minority cations like sodium. Here, direct analysis of the local environment of calcium in two biological apatites, equine bone (HB) and bovine tooth (CT), was carried out using both (43)Ca solid state NMR and Ca K-edge X-ray absorption spectroscopy, revealing important structural information about the calcium coordination shell. The (43)Ca delta(iso) in HB and CT is found to correlate with the average Ca-O bond distance measured by Ca K-edge EXAFS, and the (43)Ca NMR linewidths show that there is a greater distribution in chemical bonding around calcium in HB and CT, compared to synthetic apatites. In the case of sodium, (23)Na MAS NMR, high resolution 3Q-MAS NMR, as well as (23)Na{(31)P} REDOR and (1)H{(23)Na} R(3)-HMQC correlation experiments give the first direct evidence that some sodium is located inside the apatite phase in HB and CT, but with a greater distribution of environments compared to a synthetic sodium substituted apatite (Na-HA).
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».