近日，工學(xué)院韓進(jìn)松/李飛團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威期刊Angewandte Chemie lnternational Edition在線(xiàn)發(fā)表成果“A Dual Fluorescence Turn-On Sensor Array Formed by Poly(para-aryleneethynylene) (PPE) and Aggregation-Induced Emission (AIE) Boosts Sensitivity in Multiplex Bacterial Recognition”。我院碩士研究生余洋和博士研究生倪偉偉為本論文的共同第一作者，韓進(jìn)松教授、李飛特聘副研究員、黃慧講師為本文的共同通訊作者，中國(guó)藥科大學(xué)為第一通訊單位。

細(xì)菌感染已成為全球主要的致死和致病原因。及時(shí)準(zhǔn)確的細(xì)菌類(lèi)別鑒定，有助于選擇合適的抗生素，遏制疾病的進(jìn)展。傳統(tǒng)的細(xì)菌檢測(cè)方法，如培養(yǎng)和計(jì)數(shù)菌落，操作復(fù)雜，需要數(shù)天才能產(chǎn)生可靠的結(jié)果。近年來(lái)，新興技術(shù)，包括基于免疫學(xué)的方法和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR），提高了檢測(cè)的靈敏度和效率。盡管這些方法顯示出在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面巨大的潛力，但它們?nèi)匀恍枰槍?duì)每種細(xì)菌的特定設(shè)計(jì)（例如特定引物和抗體等），不能滿(mǎn)足對(duì)高通量細(xì)菌分析的需求。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種能夠同時(shí)鑒定多類(lèi)型細(xì)菌菌株的方法。

為解決這一問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于“信號(hào)放大”效應(yīng)的聚對(duì)苯乙炔（PPE）和多種帶正電荷的聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）染料構(gòu)建的靜電復(fù)合物傳感器陣列。該傳感系統(tǒng)能夠?qū)?xì)菌產(chǎn)生雙通道熒光“turn-on”信號(hào)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需對(duì)樣本進(jìn)行任何預(yù)處理情況下對(duì)低濃度（OD600 = 0.001）下20類(lèi)細(xì)菌的并行檢測(cè)，以及細(xì)菌的定量檢測(cè)和混合細(xì)菌鑒定。結(jié)合多種人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化，該傳感系統(tǒng)在無(wú)需對(duì)樣本進(jìn)行預(yù)處理情況下，30秒內(nèi)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類(lèi)尿路感染臨床樣本的快速鑒定，極大地提高了檢測(cè)效率。該傳感器陣列結(jié)合了具有相反性質(zhì)的兩類(lèi)熒光染料，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)放大，提升了檢測(cè)靈敏度，突破了臨床感染性疾病診斷中存在的“檢不出”、“檢不準(zhǔn)”、“檢不廣”的技術(shù)瓶頸，展示了巨大的臨床應(yīng)用潛力。未來(lái)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)便攜式、智能化、多功能的并行檢測(cè)設(shè)備，推動(dòng)這一技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（82072017、32272415、52003298）、江蘇省自然科學(xué)基金（BK20200578）、中國(guó)藥科大學(xué)“雙一流”學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（CPUQNJC22_04）、國(guó)家高層次青年人才計(jì)劃、中國(guó)藥科大學(xué)興藥學(xué)者計(jì)劃等資助。

文章鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202318483

圖為新型熒光陣列傳感芯片設(shè)計(jì)示意圖

（供稿單位：工學(xué)院食品營(yíng)養(yǎng)與安全系，撰寫(xiě)人：張文慧，審稿人：沈玲玲）