编码微球概念示意图 南京林大供图
食品、药品的安全防伪问题，一直是学界研究热点和业界关注焦点。5月10日，Small在线发表了一种新型食品、药品防伪策略——“微球”码。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论文共同第一作者，哈佛大学医学院教授Y. Shrike Zhang和化工院教授黄超伯为论文共同通讯作者。
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市场监督管理总局批准的聚合物，导致无法应用于食品或药品行业。
黄超伯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。
研究人员通过微流控技术和微加工手段，在微球制备过程中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。每一瓣‘橘子’是一个颜色。”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。
陈龙介绍，他们将含有这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。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，该研究全程没有有机溶剂的参与，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。
“通过这种方法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以防伪，具有分离和读取方便等优势。”唐国胜说。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/smll.201907586
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