「糖果代码」如何帮助我们分辨药品真伪？

在澳大利亚的儿童派对上，常出现一种缤纷夺目，胖死人不偿命的点心，叫做「仙子面包」（fairy bread）。

其做法相当简单，就是在吐司上涂奶油，洒满多彩糖珠（nonpareils），再切成三角形^[1]。美食与食谱网站不时会介绍它的各种华丽变体，例如：「仙子汉堡」、「仙子蛋糕」等^[2,3]。

不过，现在有个美国的创新版本，却是抱着救世的精神，荣登科学期刊。

伪造药品极难分辨真伪

伪造和不合格的药品，不仅在全世界害人无数，每年还造成 2 千亿美元的经济损失。开发中国家所受的影响尤为严重，国际卫生组织（World Health Organisation）估计当地 1/10 的药物都是假货^[4]。仿冒药品和印刷伪钞的概念雷同，正邪双方拼的是制造和辨识的技术。

就拿澳洲药物管理局（Therapeutic Goods Administration）官网上的照片来说，三粒外观神似的辉瑞（Pfizer）药丸齐聚一堂，令人看了直呼真假难辨^[5]！就算仔细观察它们的形状、颜色、拼字与外包装，又有几个普通民众看得出哪几粒不能吃？

目前几种药物防伪技术，虽然理论上可行，但实际操作起来，多少都有缺点。比方说：

1. 在胶囊上压印（indentation）一串编码，再用特定的阅读器来解码^[4]。
2. 於每粒药丸上印QR code，然後拿显微镜辨识^[4]。
3. 大幅改动原本的制药程序，用萤光墨水或微模成型（micro-moulding）产生QR code，再透过智慧型手机的相机读取^[4,6]。
4. 调整制药配方，在药物外层的膜衣（film-based formulations）印上识别^[4]。

这些方法都劳师动众，不易普及。

业界的福音「糖果代码」诞生了

正在业界苦无新法之际，2022 年 5 月 6 日《科学报告》（Scientific Reports）期刊，发布了〈糖果代码：一种简单、普遍、独特、可食用，且能确认药物真实性的识别〉^[4]。该文作者美国科学家 William H. Grover，彷佛以「洒水观音」之姿，慈悲地泼洒糖珠，祈愿杜绝伪药泛滥，并就此解救天下苍生。

首先，他把撒糖珠的动作，轻松地加到现行的制药程序里。不管药厂做的是药丸、药片或胶囊，没有糖珠附着不了的固体。当糖珠被随机挥洒，便会在固体表面形成独特的图案。就像没有一块「仙子面包」长得完全相同，每粒裹上糖珠的药丸从此也有了个人专属的外表。尽管它们不会因此引领时尚潮流，但至少宛如 QR Code 附体，有了独一无二的「糖果代码」（CandyCodes）^[4]。

接着，所有换上新装的药丸，在离开药厂之前，都要来张个人纪念写真。透过摄影，单一药丸上每颗糖珠的位置与颜色，都将被记录在药厂的资料库中。若嫌图档不好用，也可以将糖珠的排列组合，编成字串以利存取。如此一来，当药丸抵达消费者手中，後者只要用手机拍照上传给药厂，就可以比对「糖果代码」，为药丸验明正身^[4]。

至少可以创造出10¹⁷ 组不会重复的糖果代码

说到排列组合，学过「庭院深深深几许」的读者，是否好奇「糖果代码」的各种可能性，够不够应付药厂的庞大出货量？科学家 William H. Grover 采用每颗 2.3 毫克，8 种不同颜色的糖珠：深蓝、浅蓝、红、粉红、绿、橙、黄和白色。每颗能编写 3 个 2 进位（2³=8）位元的资讯，於是 1 公斤的糖珠就可乘载 130 万位元的资讯量。此外，糖珠的售价相当便宜，1 美元能购买 2 万 9 千颗糖珠^[4]。

由於糖珠是随机地包覆在药丸外层，排列组合的结构，比 1D 的条码和 2D 的 QR code 复杂。美国科学家 William H. Grover 用 Python 语言，写了个程式来将每张药丸的照片，转换成一条条二进位的代码字串，再计算可能性的总数。经过一番努力之後，他推估这个做法，足以创造 10¹⁷ 组不会重复的「糖果代码」。如果还是担心数量不够，也可以使用更多颜色，或不同形状及尺寸的糖珠，来增加排列的组合^[4]。

当然，科学家的野心绝不局限於制药，否则跟只会做或吃「仙子面包」的贩夫走卒，又有何差异？William H. Grover 认为「糖果代码」的概念，将来还可以被运用在其他产品。例如：於瓶盖或其他包装上，黏贴彩色的小粒子，来遏制盗版^[4]。虽然他的愿景才刚被《科学报告》期刊公诸於世，但将来或许就真的被厂商采用了。到时候市面上，便会充斥着各式各样的仙子商品。

参考资料

1. Meanings and origins of Australian words and idioms (Australian National University, 2017)
2. Fairy’s Burger at Mary’s (Gourmet Traveller, 2016)
3. Fairy bread cake (SBS)
4. CandyCodes: simple universally unique edible identifiers for confirming the authenticity of pharmaceuticals (Scientific Reports, 2022)
5. How to spot a counterfeit medicine (Therapeutic Goods Administration, 2020)
6. Drug-laden 3D biodegradable label using QR code for anti-counterfeiting of drugs (Materials Science and Engineering: C, 2016)