一種人工編碼的DNA防偽印泥

1 研究背景及目的

中國傳統書法和繪畫藝術是中華文化的重要組成部分。但是由于書畫作品的傳統防偽手段落后，造成贗品泛濫的局面，阻礙了當代中國文化的傳承和發展。因此，本項目擬開發一種添加人工編碼DNA的印泥用于中國書畫作品的防偽和保護。我們將DNA三聯堿基序列與26個字母、數字及常用標點符號進行一一對應的編碼，并用此編碼規則設計出能表達語言文字信息的人工DNA序列。將其人工合成并添加到印泥中，可通過蓋章的過程轉移并保存到書畫作品的印章印跡中，既可對書畫作品及作者進行詳細的說明和注釋，又能起到精準的防偽保護作用，還能防止作者自身的DNA信息因泄漏、污染而引起的司法和倫理隱患。

2 研制過程

2.1 研究思路

⑴首先，設計DNA三聯堿基序列的編碼規則，將每種三聯堿基序列與26個字母、常見數字和標點符號進行一一對應的編碼。這樣就可以將漢語拼音或英文組成的語言和文字信息轉化為DNA編碼。

⑵以上述編碼規則人工設計和合成一段DNA序列用于表達一段特定的語言文字信息。

⑶再將這段含有特定信息的DNA片段添加到相關作者的印泥中，制成作者專用的特殊印泥。

⑷ 每當作者創作完畢使用印章時，含有特定信息的DNA片段就會隨同印泥印跡一起存留在書畫作品上，實現對書畫作品的防偽保護。

⑸當需要鑒定該作品時，只需刮取少許印章的印跡，再進行DNA擴增和測序，就能判斷是否是作者本人的真跡了。

2.2 設計原理：

DNA序列是靠4種堿基（即A、C、G、T）進行編碼的，每個核苷酸位置上都可能有4種變化，因此DNA三聯堿基序列就有4×4×4=64種排列方式，可以涵蓋所有26個字母以及其它常用的數字和標點符號等。因此，我們將三聯堿基序列與26個字母以及其他常用的數字和標點符號進行了一一對應的編碼，編碼方式見表1。比如三聯堿基序列“A A A”表示字母“A”，“A AC”表示字母“B”，“A AG”表示字母“C”……利用上述表2.2-1的DNA編碼規則，就可以設計出含有作者或作品信息的特殊DNA序列，進而達到對書畫作品進行信息備注和防偽目的。如表2 . 2-2顯示的就是用上述規則編碼的一段人工DNA序列，全長為306bp，其DNA序列中含有姓名、性別、單位、聯系方式等詳細的作者信息。

2.3 研究材料

主要包括人工設計和合成的DNA片段、印泥、書畫作品、PCR試劑盒、PCR擴增儀、DNA電泳儀、紫外凝膠成像儀等。

2.4 應用情況

⑴、我們將表2.2-2 中人工設計的那段含有特定信息的示例DNA序列，委托通用生物系統（安徽）有限公司進行了人工合成。

⑵、然后將上述人工合成的DNA片段按一定比例添加到印泥里，制作成特殊的DNA防偽印泥。

⑶、再將DNA防偽印泥在宣紙上蓋章，印泥中含有的特定DNA片段就會轉移到紙張上的印跡中，隨紙張一起室溫保存。

⑷、幾個月后，我們模擬進行書畫鑒定場景，從宣紙上刮取少許印泥印跡進行DNA擴增。

⑸、然后將DNA擴增產物進行DNA瓊脂糖凝膠電泳鑒定（擴增結果見圖2.4-1）。通過陰性對照樣本（即未添加DNA的印泥）無擴增產物條帶，陽性對照樣本（人工合成的DNA）有符合預期大小（3 0 6 bp）的擴增產物條帶，且從添加DNA的印泥印跡中也擴增得到了符合預期大小（306bp）的擴增產物條帶，說明本項目設計的方案可行，可以用人工編碼DNA進行書畫作品的防偽，真跡可以從印泥印跡中擴增出目的DNA條帶，而贗品擴增不出目的DNA條帶。

⑹、最后將DNA擴增產物寄送通用生物系統（安徽）有限公司進行測序鑒定，測序結果如圖2 .4-2，其DNA序列與我們人工設計、合成并添加到印泥中的DNA序列完全相同，說明本項目設計的采用人工編碼DNA制作防偽印泥的方案完全可行，鑒定結果準確可靠。

2.5 研制結論

采用本項目設計的DNA三聯堿基編碼規則，可人工設計并合成帶有特定語言文字信息的DNA序列，可對書畫作品及作者進行詳細的說明和注釋。將這種人工設計的DNA添加到印泥當中，可通過印章印跡的方式轉移并保存到書畫作品上。當需要鑒定作品真偽時，通過刮取微量書畫作品上的印章印跡，進行PCR擴增及DNA測序，如含有特定的DNA片段和序列，即可準確鑒定出真偽。說明本項目發明的含有人工編碼的DNA印泥可以起到對書畫作品及作者的進行防偽的效果。且采用本項目人工設計的DNA序列，還能杜絕作者個人DNA信息泄漏等引起的司法和倫理方面的隱患，并可防止他人的DNA信息干擾所引起的錯誤鑒定結果。

3 創新點

⑴、本項目利用DNA三聯堿基序列編碼26個字母、數字及常見的符號，可使人工設計的DNA序列來表達漢語拼音或英語的語言文字信息，信息量遠大于人體自身的DNA序列，可對需要保護的書畫作者和作品進行充分的說明和注釋;

⑵、人工合成含有特定語言文字信息的DNA序列片段，并將其添加到印泥中制成防偽印泥，既能保護使用該印泥的書畫作品，又能防止作者自身的DNA信息被盜用，還能防止他人的DNA信息干擾書畫鑒定。

責編/李雪敏