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出良好的類生物礦化效果。礦化產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?；谝陨先c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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責任編輯：王元

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