深圳新聞網(wǎng)2026年4月21日訊（記者 王茜）在消費(fèi)品防偽領(lǐng)域，通過掃描二維碼進(jìn)行初步驗(yàn)證已成為大眾熟知的常規(guī)手段。然而，科研人員正致力于將身份驗(yàn)證從“外部標(biāo)識(shí)”推向“本體嵌入”——不僅為珠寶、腕表等高價(jià)值商品構(gòu)建更高等級(jí)的安全核驗(yàn)體系，更嘗試將關(guān)鍵信息直接寫入材料自身，使“材料即載體”成為現(xiàn)實(shí)。

4月16日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及合成生物學(xué)研究所鐘超團(tuán)隊(duì)，在Cell Press旗下期刊Matter上發(fā)表研究成果，正式推出多層級(jí)信息加密平臺(tái)——HIDE。該平臺(tái)創(chuàng)新性地將可編程淀粉樣蛋白納米纖維與DNA分子相融合，構(gòu)筑出一層近乎透明的微米級(jí)功能涂層，使材料表面兼具信息隱藏與分級(jí)驗(yàn)證能力，為物理信息安全與高等級(jí)防偽開辟了全新路徑。

“我們的目標(biāo)并非打造一枚傳統(tǒng)意義上的防偽標(biāo)簽，而是將安全信息真正內(nèi)嵌于材料本體，賦予材料自身表達(dá)身份與可被驗(yàn)證的能力。”論文共同通訊作者鐘超研究員表示。

“四重密碼”如何藏進(jìn)一層涂層

傳統(tǒng)防偽技術(shù)多依賴圖案、防偽碼、顏色變化或特定光學(xué)響應(yīng)等單一特征，識(shí)別方式一旦被摸清，偽造風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之上升。相比之下，HIDE的優(yōu)勢(shì)在于能夠把不同層級(jí)的信息整合進(jìn)同一層材料，構(gòu)建起橫跨宏觀、微觀、納米和分子尺度的“四重密碼”系統(tǒng)。

其中，宏觀尺度信息可表現(xiàn)為在特定條件下顯現(xiàn)的二維碼，手機(jī)即可讀??；顯微尺度信息包括微圖案和衍射圖樣，需要借助顯微鏡或激光識(shí)別；納米尺度信息體現(xiàn)在蛋白納米纖維的結(jié)構(gòu)排布中；分子尺度信息則直接編碼在DNA序列里。這層看似普通的涂層，實(shí)際上承載了不同層級(jí)的信息及對(duì)應(yīng)的讀取方式。

材料表面為何能“存住”信息

支撐這一體系的核心，是一種能夠自組裝形成涂層的蛋白納米纖維材料。研究團(tuán)隊(duì)以人源FUS蛋白為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)重組蛋白，使其在合適條件下自發(fā)組裝成納米纖維，并附著在玻璃、鋁片、PET等多種材料表面，形成均一穩(wěn)定的涂層。更特別的是，這種涂層幾乎是“隱形”的：在玻璃表面，其可見光透過率超過94%。

研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，只要改變不同蛋白的混合方式和加入順序，就能形成結(jié)構(gòu)各異的納米纖維網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)而通過專業(yè)設(shè)備加以識(shí)別，相當(dāng)于在透明涂層中埋入一層肉眼難辨的“結(jié)構(gòu)密碼”。

與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)在涂層中加入可特異性結(jié)合DNA的功能模塊，使DNA分子能夠穩(wěn)定固定在涂層表面。在具體實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)將一段30個(gè)字符的文本信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步編碼為一條由128個(gè)核苷酸組成的DNA序列，成功實(shí)現(xiàn)了文字信息在分子層面的寫入、存儲(chǔ)和讀取。

從快速驗(yàn)真到分級(jí)認(rèn)證

為了讓這套系統(tǒng)具備現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了兩級(jí)檢測(cè)策略。第一級(jí)是快速篩查。團(tuán)隊(duì)引入Cas12a檢測(cè)系統(tǒng)，一旦樣品中存在目標(biāo)DNA序列，就會(huì)觸發(fā)熒光信號(hào)，從而在較短時(shí)間內(nèi)完成真?zhèn)闻袛唷５诙?jí)則是深度核驗(yàn)，研究人員可通過擴(kuò)增和測(cè)序，進(jìn)一步讀取完整DNA序列，并還原其中編碼的信息。前者適用于現(xiàn)場(chǎng)快速驗(yàn)真，后者則適用于高價(jià)值物品的精確身份確認(rèn)。

共同通訊作者安柏霖副研究員表示，HIDE的分層設(shè)計(jì)使得不同價(jià)值、不同流通場(chǎng)景的物品能夠適配不同安全等級(jí)的需求。對(duì)于藥品包裝、化妝品、票據(jù)等普通消費(fèi)品，宏觀可讀信息即可支持快速防偽；對(duì)于珠寶、收藏品等高價(jià)值物品，則可疊加顯微結(jié)構(gòu)、DNA分子編碼與CRISPR檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)更高等級(jí)的身份認(rèn)證體系。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將HIDE涂覆于腕表玻璃表面，構(gòu)建出一套集多尺度信息于一體的驗(yàn)證系統(tǒng)，展示了該平臺(tái)在高價(jià)值物品身份認(rèn)證中的應(yīng)用潛力。

從“貼上標(biāo)簽”到“寫入材料”，這項(xiàng)研究提供的并不只是新的防偽手段，更是一種重新理解物理信息安全的方式：防偽和身份認(rèn)證不一定依賴外加標(biāo)簽，也可以通過功能化材料實(shí)現(xiàn)更深層、更分級(jí)的驗(yàn)證。隨著相關(guān)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證體系進(jìn)一步成熟，這類功能化生物材料有望在高級(jí)防偽、供應(yīng)鏈溯源和安全標(biāo)識(shí)等領(lǐng)域打開新的應(yīng)用空間。

多層級(jí)信息加密平臺(tái)HIDE的應(yīng)用示意圖

（本文圖片由受訪者提供）