Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
С помощью мёссбауэровской спектроскопии были исследованы также небольшие частицы Fe304; при этом наблюдались суперпарамагнит-ные эффекты (McNabb et al., 1968).
У a-FeOOH, гётита, атомы Fe3+ расположены в вершинах неправильного октаэдра. При температуре ниже примерно 400 К эта структура антиферромагнитна. При низкой температуре внутреннее магнитное поле, определенное из мёссбауэровского спектра, равно примерно 500 кЭ, а с повышением температуры до комнатной оно уменьшается до 380 кЭ (Forsyth et al., 1968). У p-FeOOH атомы Fe3+ также расположены
в вершинах октаэдра, но структура при этом нестехиометрична. При температуре ниже 295 К магнитная упорядоченность носит антифер-ромагнитный характер; внутреннее магнитное поле, определенное из мёссбауэровского спектра, равно 475 кЭ при низкой температуре (Dezsi et al., 1967). y-FeOOH, лепидокрокит, похож на P-FeOOH, но имеет сложную слоистую структуру. Он остается парамагнитным до температуры 77 К; при дальнейшем охлаждении возникает антиферро-магнитная упорядоченность. При этом температура Нееля выражена нечетко, и в интервале температур примерно 10 К расщепленный спектр сосуществует со сжатым спектром. НЬ[ при низкой температуре равно 460 кЭ (Johnson, 1969). У 8-FeOOH атомы Fe3+ включены в гексагональную плотно упакованную решетку из атомов кислорода, причем в разных слоях содержится неравное количество атомов Fe3+. В отличие от других модификаций FeOOH магнитная структура имеет ферри-магнитный характер; при 80 К наблюдаются два перекрывающихся мёссбауэровских спектра с Ны, равными 505 и 525 кЭ (Dezsi et al., 1967).
5Fe203-9H20, ферригидрит,-это встречающийся в природе гидроксид железа, как предполагают, близкий по структуре железосодержащей сердцевине белка ферритина. Природные и искусственно полученные образцы различаются по степени кристалличности и соответственно имеют разные рентгенограммы. Ионы Fe3+ расположены в вершинах октаэдра и координационно связаны с О, ОН и ОН2. Мёссбауэровский спектр при комнатной температуре имеет вид квадрупольного дублета с уширенными линиями; это означает, что атомы железа находятся в нескольких, слегка различающихся положениях. При 4,2 К наблюдается магнитно расщепленный спектр с Ны ~ 500 кЭ и с уширенными линиями, что свидетельствует о наличии некоторого распределения значений Ны (Murad, Schwertmann, 1980).
Получен также спектр встречающегося в природе в виде аморфного геля гидроксида железа. Химический состав этого вещества соответствует формуле Fe(OH)3 ¦ 0,9Н20 с атомами железа в вершинах октаэдра, однако структурная упорядоченность на сколько-нибудь больших расстояниях в нем отсутствует. При Т> 20 К спектр имеет вид квадрупольного дублета. При 4,2 К спектр расщепляется; определяемое из его параметров внутреннее поле Ны = 460 кЭ. Опыты с наложением внешнего магнитного поля показывают, что это вещество парамагнитно при Т > 100 К, суперпарамагнитно при 10К<Т<100Ки магнитно упорядочено при температуре ниже 10 К (Coey, Readman, 1973)..
1.4. Продукты биоминерализации
С помощью мёссбауэровской спектроскопии были исследованы некоторые продукты биоминерализации железа (табл. 13.1), в частности те из них, которые входят в состав сердцевины (ядра) железосодержащих белков-ферритина, гемосидерина и гастроферрина. Эти белковые молекулы представляют собой крупные глобулы сферической формы диа-
Таблица 13.1. Параметры мёссбауэровеких спектров различных объектов при 80 К
Объект 6, мм/с11 AEq, мм/с2)
A. magnetotacticum
Спектр Б 0,47 + 0,03 0,65 + 0,05
Спектр В 1,32 3,17
Магнитонечувствительные 0,47 0,68
бактерии
Клонированные магнитоне 0,51 0,65
чувствительные бактерии
Ферритин 0,47 0,73
Е. coli
Железосодержащий материал 0,50 0,66
Molpadia intermedia
Кожные гранулы 0,48 0,84
Ферригидрит” 0,47 0,74
Аморфный гель гидроксида 0,47 0,81
железа4*
11 Величина изомерного сдвига относительно металлического железа при комнатной
температуре.
1 Величина квадрупольного расщепления.
31 Murad, Schwertmann, 1980.
