蒋兴宇等综述：即时生物分析中的条形码技术

近日，蒋兴宇教授等人在英国皇家化学会综述类期刊 Chemical Society Reviews 上发表了综述文章（Review Article），总结了现有的编码策略、新兴的解码技术以及条形码在生物检测中的应用，并重点介绍了此类技术在即时检测方面的潜在应用。此外，作者总结并展望了条码生物分析技术未来在即时检测中的应用方向和现存挑战，期望本篇综述将有助于推广条形码并具有更加广泛的应用。

• Barcoded point-of-care bioassays

  Mingzhu Yang, Yong Liu and Xingyu Jiang*

  Chem. Soc. Rev., 2019, Advance Article

  DOI: 10.1039/C8CS00303C

  

感谢蒋兴宇教授对本报道内容的审阅及修改。

条码技术

条形码技术是随着计算机与信息技术的蓬勃发展产生发展起来的自动识别技术，将宽度不等的多个黑条和空白按照一定的编码规则排列来表达一组信息，可以集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身，在零售商业中得到了广泛应用。与其类似，二维码是通过二维矩阵呈现数字信息，但具有更多的编码容量。

▲ 在传统试纸上打印二维码可进行信息存储和便携式读取，二维码中包含诸如测试类型、批号和有效期等制造信息。

Lab Chip, 2017, 17, 1314–1322

借助条形码技术的高编码容量，在临床检测中可以标记多种生物标记物，同时改善灵敏度和特异性，革命性地实现多重生物分析和高通量检测。该技术所具有的这些优点激发了化学、生物和医学界的研究人员探索条形码辅助多重生物分析技术的新进展，期望可以满足快速诊断和疾病治疗方面日益迫切的需求。

▲ 一种条形码纸基分析系统在 POCT 中的应用，对牛奶中的八种药物残留物进行多重检测。

Lab Chip, 2017, 17, 3874-3882

随着分析化学和生物医药的发展，疾病诊断对于高通量、灵敏度和选择性提出了更高的要求。价格可负担的、快速、便携、用户友好的即时检测（point-of-care testing，POCT）平台已提议用于改善医疗，特别是在家庭护理、发展中国家和资源有限的部分地区。条形码技术辅助生物分析的发展使其具备应用于 POCT 中的潜力，但除了要求在产生条形码的基础上解决高通量检测之外，还需要提供有效的编码读取方法。近年来，已有不少工作报道了利用便携式设备，如光学仪器、智能手机和条形码扫描仪来进行解码，这将有助于促进高通量检测和 POCT 的发展。

本篇综述

本篇综述全面地介绍了条形码的编码和解码技术，并重点介绍了它在即时检测（POCT）中的潜在应用。作者总结了现有的多种编码策略（包括光谱编码、遗传信息编码、图形编码、空间编码等方式），新兴的解码技术（尤其是基于便携式设备的解码策略以及应对 POCT 需求的潜在平台），以及条码技术面向 POCT 需求的实际应用。在总结与展望部分，作者从材料制备、便携检测试剂盒和解码器、临床实践和商业化几个方面概述了条码技术现存的局限性，当前的挑战以及未来的展望。

通讯作者简介

蒋兴宇

国家纳米科学中心

研究员，博士生导师

英国皇家化学会会士（Fellow of RSC）

教育与工作经历

1999 年获得美国芝加哥大学化学学士，2004 年于美国哈佛大学化学系取得博士学位，师从美国两院院士 George Whitesides 教授。2005 年开始任职于国家纳米科学中心、中国科学院大学。

2010 年获“国家杰出青年科学基金”、2013 年获中组部“万人计划”拔尖青年、2014 年获国务院政府特殊津贴、科技部“创新人才推进计划”；曾获中国化学会青年化学奖，入选中科院“百人计划”。担任英国皇家化学会 Nanoscale 以及 Nanoscale Advances 期刊副主编。

研究兴趣

表面化学；微流控；微纳加工、细胞生物学；生化检测

课题组网页

http://www./xingyujiang/

关于 Chemical Society Reviews

Chem. Soc. Rev.

化学科学全领域的高水平、高影响力综述文章

 IF: 40.182 * 

Chair

• Douglas Stephan
  University of Toronto, Canada

Associate Editors

• David Amabilino
  University of Nottingham, UK

• Louise Berben
  University of California Davis, USA

• Huw Davies
  Emory University, USA

• Rebecca Goss
  University of St Andrews, UK

• Zhong-Qun Tian
  Xiamen University, China
  田中群，厦门大学

Editorial board members

• Seth Cohen
  University of California, San Diego, USA

• Jonathan Reid
  University of Bristol, UK

• Jong Seung Kim
  Korea University, Korea

• Hiroaki Suga
  The University of Tokyo, Japan

• Tomás Torres
  Universidad Autónoma de Madrid, Spain

Scope

Chem Soc Rev (Chemical Society Reviews) is the Royal Society of Chemistry's leading reviews journal, publishing high-impact, succinct and reader-friendly articles at the forefront of the chemical sciences. Reviews should be of the very highest quality and international impact. We particularly encourage international and multidisciplinary collaborations among our authors.

The majority of reviews will be solicited by members of the editorial board in accordance with editorial policy. However, the editorial office welcomes suggestions for reviews that would be suitable for the journal.

* 2017 Journal Citation Reports ® (Clarivate Analytics, June 2018)