南林大研究团队为食药品设计了“微球”防伪码

如何对食药品进行安全防伪，一直是学界和业界研究、关注的焦点。近日，国际权威期刊《Small》在线发表了题为“Faithful Fabrication of Biocompatible Multicompartmental Memomicrospheres for Digitally Color-Tunable Barcoding”的学术论文，对食品、药品的防伪提出了一种新型策略。南京林业大学化学工程学院博士生唐国胜和本科生陈龙是文章第一作者。哈佛大学医学院Y. Shrike Zhang教授和化工院黄超伯教授为通讯作者。

目前，基于各种新技术的微型条形码已经在信息存储、检测和防伪等领域中发挥良好作用。值得注意的是，在这些微型条形码的制备过程中会不可避免地使用到化学光引发剂、交联剂、表面活性剂或其他未经国家食品药品监督管理局批准的聚合物，导致无法应用于食品或药品行业。黄超伯教授团队经过两年的实验研究，创新性地提出了一种基于气体辅助、颜色可调控的编码微球制备方法，通过这些多色的“微球条形码”可实现对食品、药品无污染、安全、绿色防伪的目的。该研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、一流学科、江苏高校优势学科和南京林业大学优秀博士学位论文创新基金等项目的资助。

研究人员通过微流控技术和微加工手段，在微球的制备过程中可以精确地控制多面异向微球每个腔室的组成，“每个腔室相连，构成了一个类似橘瓣的形状。”唐国胜介绍说，利用红、绿、蓝三基色可构建出肉眼能识别的7种荧光编码的原理，研究人员将含有这3种不同荧光纳米粒子的预凝胶溶液来程序化地调整10面微球每个腔室的颜色。同时，引入四氧化三铁磁性纳米粒子作为条形码的读取起点，对微球每个腔室进行颜色编码，从而构成了具有超强编码能力的微球。“每一瓣橘子是一个颜色。”磁性纳米粒子的引入不仅锁定了微球条形码读取的方向、方便编码信息的获取，而且进一步提高了信息的安全性。同时，该研究全程无有机溶剂的参与，具有良好的生物相容性，进一步增加了微球条形码在食品、药品行业中应用的可行性。

编码微球概念的示意图

三基色构建具有磁响应性10面编码微球（标尺均为400 μm）

南林大化工院“梁希班”大三学生陈龙表示，“眼下，全球制药巨头都在加速对新冠肺炎疫苗的研发，由于我们制备的编码微球有很好的生物相容性，可直接加入液体药物中进行防伪，具有分离和读取方便等优势。”这些优异的性能表明，新型编码微球作为一种简便、通用的微标记物，在食品和药品行业的防伪领域均具有广泛的应用前景。

新型编码微球在药物防伪领域的潜在应用