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  近年來，隨著科學(xué)技術(shù)和貿(mào)易全球化的快速發(fā)展，各種假冒偽劣藥品層出不窮，越來越先進(jìn)的模仿技術(shù)常常使得消費者難辨真假，這不僅嚴(yán)重擾亂了藥品正常的生產(chǎn)經(jīng)營秩序，更嚴(yán)重威脅了消費者的生命健康安全。目前，基于各種新技術(shù)的微型條形碼已經(jīng)在信息存儲、生物檢測和藥物防偽等領(lǐng)域中得到了廣泛關(guān)注。值得注意的是，大多數(shù)條形碼或防偽方法都會不可避免地使用化學(xué)光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、表面活性劑或美國食品和藥物管理局（FDA）未經(jīng)批準(zhǔn)的聚合物，使得它們無法應(yīng)用于藥品和食品行業(yè)。因此，新型制備策略的提出以及在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用仍然是一項挑戰(zhàn)。

  受傳統(tǒng)二維碼的啟發(fā)，該工作創(chuàng)新性地提出了一種基于氣體輔助、顏色可調(diào)控編碼微球的制備方法，可制備多達(dá)10面的編碼微球（圖1）。該方法通過微流控技術(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。基于這一性質(zhì)，研究者首先利用含有兩種不同熒光納米粒子的預(yù)凝膠溶液來建立編碼微球的概念，證明了制備編碼微球的可行性（圖2）。

圖1 編碼微球概念的示意圖

圖2 10面異向微球編碼概念的提出

  如圖3所示，研究人員采用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（通過三基色紅、綠、藍(lán)可構(gòu)建出肉眼可識別的7種熒光編碼基色）。同時，引入Fe₃O₄納米粒子作為條形碼的讀取起點，對微球每個腔室進(jìn)行顏色編碼，從而構(gòu)成了具有超強(qiáng)編碼能力的微球。磁性納米顆粒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(jìn)一步提高了信息的安全性。更重要的是，該研究通過使用FDA批準(zhǔn)的、具有良好生物相容性的生物基材料構(gòu)建出多顏色微球，進(jìn)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（圖4）。

圖3 基于三原色構(gòu)建具有磁響應(yīng)性10面編碼微球（標(biāo)尺均為400 μm）

圖4 新型編碼微球在藥物防偽領(lǐng)域的潛在應(yīng)用

  綜上所述，研究團(tuán)隊提出了制備藥物編碼防偽體系的新思路，開發(fā)了一種可編碼、磁性可控的藥品編碼防偽技術(shù)，便于編碼和信息讀取，建立了簡便、高效、可靠、安全，應(yīng)用前景廣闊的生物基編碼微球防偽體系；由于采用了生物基材料，編碼微球具有高度的生物相容性，可直接加入液體藥物中，具有分離和讀取方便等諸多優(yōu)勢。這些優(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)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

  相關(guān)成果發(fā)表在國際權(quán)威期刊Small（IF=10.85）上。論文的第一作者為南京林業(yè)大學(xué)和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)博士生唐國勝，共同第一作者南京林業(yè)大學(xué)本科生陳龍，其它作者為哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院王子萱、南京林業(yè)大學(xué)高淑婷、曲清莉、比利時根特大學(xué)熊燃華博士、Stefaan C. De Smedt教授、Kevin Braeckmans教授，通訊作者為哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Y. Shrike Zhang教授和南京林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院黃超伯教授。南京林業(yè)大學(xué)部分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。

  論文鏈接: https://doi.org/10.1002/smll.201907586