脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）是一種由核苷酸重復排列組成的長鏈聚合物。所謂核苷酸，是指一個核苷加上一個或多個磷酸基團；核苷則是指一個堿基加上一個糖類分子。DNA骨架是由磷酸與糖類基團交互排列而成的一種長鏈聚合物。

    本文首次利用DNA和聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone, PVP）在鎂合金表面通過層層組裝技術（layer-by-layer （LbL） assembly）構建聚電解質多層膜（PVP/DNA）n。該涂層表現(xiàn)出良好的耐蝕性能和生物相容性。特別地，該涂層在浸泡模擬體液中還表現(xiàn)出良好的類生物礦化效果。礦化產(chǎn)物有助于鎂合金用于骨植入材料。

    究其原因，主要可以歸因于三點：（1）DNA分子中的磷酸基團可以作為鈣磷產(chǎn)物形核生長的誘導劑；（2）DNA與PVP的靜電吸引作用可以有效地將鈣離子吸附于分子層間；（3）PVP可以絡合鈣離子形成配合物。基于以上三點構建的層層組裝多層膜在骨植入材料領域有一定的應用前景。

    該項成果“In vitro corrosion resistance of a layer-by-layer assembled DNA coating on magnesium alloy”發(fā)表在國際期刊Applied Surface Science （457, 2018: 49–58）。第一作者為博士生崔藍月，通訊作者為曾榮昌教授和李碩琦博士。

    figure.jpgFig. 1 The schematic construction of the （PVP/DNA）n/Mg via LbL assembly.

    Fig. 2 （a–h） SEM images of the （PVP/DNA）20/Mg soaked in SBF for 6, 12, 24, 48, 72, 96, 120 and 432h; （i） EDS spectra and （j） corresponding Ca/P molar ratio of the （PVP/DNA）20/Mg immersed in SBF for 0 （Fig. 2 dI）， 6, 12, 24, 48, 72, 96, 120 and 432h.

    Fig. 3 a） XPS overview spectra and the evolution of （b） P2p, （c） C1s, （d） N1s and （e） O1s signals of （PVP/DNA）n/Mg surfaces.

    Fig. 4 EIS and the fitted results for the （I） AZ31 substrate, （PVP/DNA）n/Mg, n?=?（II） 5, （III） 10, （IV） 20 and （V） 40: （a） Nyquist plots, （b） Bode plots of |Z| vs. frequency, （c） Bode plots of phase angle vs. frequency in SBF and （d） equivalent circuits.

    Fig. 5 EIS curves and the fitted results for the （PVP/DNA）20/Mg: （a） Nyquist plots, （b） Bode plots of |Z| vs. frequency, （c） Bode plots of phase angle vs. frequency in SBF and （d） Rct values vs. immersion time and corresponding equivalent circuits.

    Fig. 6 Schematic representation of the degradation mechanism of the （PVP/DNA）20 coating: （a and b） Ca-P nucleation and growth, （c） electrochemical corrosion of the substrate.

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