一种人工编码的DNA防伪印泥

1 研究背景及目的

中国传统书法和绘画艺术是中华文化的重要组成部分。但是由于书画作品的传统防伪手段落后，造成赝品泛滥的局面，阻碍了当代中国文化的传承和发展。因此，本项目拟开发一种添加人工编码DNA的印泥用于中国书画作品的防伪和保护。我们将DNA三联碱基序列与26个字母、数字及常用标点符号进行一一对应的编码，并用此编码规则设计出能表达语言文字信息的人工DNA序列。将其人工合成并添加到印泥中，可通过盖章的过程转移并保存到书画作品的印章印迹中，既可对书画作品及作者进行详细的说明和注释，又能起到精准的防伪保护作用，还能防止作者自身的DNA信息因泄漏、污染而引起的司法和伦理隐患。

2 研制过程

2.1 研究思路

⑴首先，设计DNA三联碱基序列的编码规则，将每种三联碱基序列与26个字母、常见数字和标点符号进行一一对应的编码。这样就可以将汉语拼音或英文组成的语言和文字信息转化为DNA编码。

⑵以上述编码规则人工设计和合成一段DNA序列用于表达一段特定的语言文字信息。

⑶再将这段含有特定信息的DNA片段添加到相关作者的印泥中，制成作者专用的特殊印泥。

⑷ 每当作者创作完毕使用印章时，含有特定信息的DNA片段就会随同印泥印迹一起存留在书画作品上，实现对书画作品的防伪保护。

⑸当需要鉴定该作品时，只需刮取少许印章的印迹，再进行DNA扩增和测序，就能判断是否是作者本人的真迹了。

2.2 设计原理：

DNA序列是靠4种碱基（即A、C、G、T）进行编码的，每个核苷酸位置上都可能有4种变化，因此DNA三联碱基序列就有4×4×4=64种排列方式，可以涵盖所有26个字母以及其它常用的数字和标点符号等。因此，我们将三联碱基序列与26个字母以及其他常用的数字和标点符号进行了一一对应的编码，编码方式见表1。比如三联碱基序列“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编码规则，就可以设计出含有作者或作品信息的特殊DNA序列，进而达到对书画作品进行信息备注和防伪目的。如表2 . 2-2显示的就是用上述规则编码的一段人工DNA序列，全长为306bp，其DNA序列中含有姓名、性别、单位、联系方式等详细的作者信息。

2.3 研究材料

主要包括人工设计和合成的DNA片段、印泥、书画作品、PCR试剂盒、PCR扩增仪、DNA电泳仪、紫外凝胶成像仪等。

2.4 应用情况

⑴、我们将表2.2-2 中人工设计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）有限公司进行了人工合成。

⑵、然后将上述人工合成的DNA片段按一定比例添加到印泥里，制作成特殊的DNA防伪印泥。

⑶、再将DNA防伪印泥在宣纸上盖章，印泥中含有的特定DNA片段就会转移到纸张上的印迹中，随纸张一起室温保存。

⑷、几个月后，我们模拟进行书画鉴定场景，从宣纸上刮取少许印泥印迹进行DNA扩增。

⑸、然后将DNA扩增产物进行DNA琼脂糖凝胶电泳鉴定（扩增结果见图2.4-1）。通过阴性对照样本（即未添加DNA的印泥）无扩增产物条带，阳性对照样本（人工合成的DNA）有符合预期大小（3 0 6 bp）的扩增产物条带，且从添加DNA的印泥印迹中也扩增得到了符合预期大小（306bp）的扩增产物条带，说明本项目设计的方案可行，可以用人工编码DNA进行书画作品的防伪，真迹可以从印泥印迹中扩增出目的DNA条带，而赝品扩增不出目的DNA条带。

⑹、最后将DNA扩增产物寄送通用生物系统（安徽）有限公司进行测序鉴定，测序结果如图2 .4-2，其DNA序列与我们人工设计、合成并添加到印泥中的DNA序列完全相同，说明本项目设计的采用人工编码DNA制作防伪印泥的方案完全可行，鉴定结果准确可靠。

2.5 研制结论

采用本项目设计的DNA三联碱基编码规则，可人工设计并合成带有特定语言文字信息的DNA序列，可对书画作品及作者进行详细的说明和注释。将这种人工设计的DNA添加到印泥当中，可通过印章印迹的方式转移并保存到书画作品上。当需要鉴定作品真伪时，通过刮取微量书画作品上的印章印迹，进行PCR扩增及DNA测序，如含有特定的DNA片段和序列，即可准确鉴定出真伪。说明本项目发明的含有人工编码的DNA印泥可以起到对书画作品及作者的进行防伪的效果。且采用本项目人工设计的DNA序列，还能杜绝作者个人DNA信息泄漏等引起的司法和伦理方面的隐患，并可防止他人的DNA信息干扰所引起的错误鉴定结果。

3 创新点

⑴、本项目利用DNA三联碱基序列编码26个字母、数字及常见的符号，可使人工设计的DNA序列来表达汉语拼音或英语的语言文字信息，信息量远大于人体自身的DNA序列，可对需要保护的书画作者和作品进行充分的说明和注释;

⑵、人工合成含有特定语言文字信息的DNA序列片段，并将其添加到印泥中制成防伪印泥，既能保护使用该印泥的书画作品，又能防止作者自身的DNA信息被盗用，还能防止他人的DNA信息干扰书画鉴定。

责编/李雪敏