南林大研究團隊為食藥品設(shè)計了“微球”防偽碼

如何對食藥品進行安全防偽，一直是學(xué)界和業(yè)界研究、關(guān)注的焦點。近日，國際權(quán)威期刊《Small》在線發(fā)表了題為“Faithful Fabrication of Biocompatible Multicompartmental Memomicrospheres for Digitally Color-Tunable Barcoding”的學(xué)術(shù)論文，對食品、藥品的防偽提出了一種新型策略。南京林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院博士生唐國勝和本科生陳龍是文章第一作者。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Y. Shrike Zhang教授和化工院黃超伯教授為通訊作者。

目前，基于各種新技術(shù)的微型條形碼已經(jīng)在信息存儲、檢測和防偽等領(lǐng)域中發(fā)揮良好作用。值得注意的是，在這些微型條形碼的制備過程中會不可避免地使用到化學(xué)光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、表面活性劑或其他未經(jīng)國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的聚合物，導(dǎo)致無法應(yīng)用于食品或藥品行業(yè)。黃超伯教授團隊經(jīng)過兩年的實驗研究，創(chuàng)新性地提出了一種基于氣體輔助、顏色可調(diào)控的編碼微球制備方法，通過這些多色的“微球條形碼”可實現(xiàn)對食品、藥品無污染、安全、綠色防偽的目的。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、一流學(xué)科、江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科和南京林業(yè)大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文創(chuàng)新基金等項目的資助。

研究人員通過微流控技術(shù)和微加工手段，在微球的制備過程中可以精確地控制多面異向微球每個腔室的組成，“每個腔室相連，構(gòu)成了一個類似橘瓣的形狀。”唐國勝介紹說，利用紅、綠、藍三基色可構(gòu)建出肉眼能識別的7種熒光編碼的原理，研究人員將含有這3種不同熒光納米粒子的預(yù)凝膠溶液來程序化地調(diào)整10面微球每個腔室的顏色。同時，引入四氧化三鐵磁性納米粒子作為條形碼的讀取起點，對微球每個腔室進行顏色編碼，從而構(gòu)成了具有超強編碼能力的微球?！懊恳话觊僮邮且粋€顏色?！贝判约{米粒子的引入不僅鎖定了微球條形碼讀取的方向、方便編碼信息的獲取，而且進一步提高了信息的安全性。同時，該研究全程無有機溶劑的參與，具有良好的生物相容性，進一步增加了微球條形碼在食品、藥品行業(yè)中應(yīng)用的可行性。

編碼微球概念的示意圖

三基色構(gòu)建具有磁響應(yīng)性10面編碼微球（標(biāo)尺均為400 μm）

南林大化工院“梁希班”大三學(xué)生陳龍表示，“眼下，全球制藥巨頭都在加速對新冠肺炎疫苗的研發(fā)，由于我們制備的編碼微球有很好的生物相容性，可直接加入液體藥物中進行防偽，具有分離和讀取方便等優(yōu)勢?！边@些優(yōu)異的性能表明，新型編碼微球作為一種簡便、通用的微標(biāo)記物，在食品和藥品行業(yè)的防偽領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。

新型編碼微球在藥物防偽領(lǐng)域的潛在應(yīng)用