近日，工学院韩进松/李飞团队在国际权威期刊Angewandte Chemie lnternational Edition在线发表成果“A Dual Fluorescence Turn-On Sensor Array Formed by Poly(para-aryleneethynylene) (PPE) and Aggregation-Induced Emission (AIE) Boosts Sensitivity in Multiplex Bacterial Recognition”。我院硕士研究生余洋和博士研究生倪伟伟为本论文的共同第一作者，韩进松教授、李飞特聘副研究员、黄慧讲师为本文的共同通讯作者，中国药科大学为第一通讯单位。
细菌感染已成为全球主要的致死和致病原因。及时准确的细菌类别鉴定，有助于选择合适的抗生素，遏制疾病的进展。传统的细菌检测方法，如培养和计数菌落，操作复杂，需要数天才能产生可靠的结果。近年来，新兴技术，包括基于免疫学的方法和聚合酶链式反应（PCR），提高了检测的灵敏度和效率。尽管这些方法显示出在医学应用方面巨大的潜力，但它们仍然需要针对每种细菌的特定设计（例如特定引物和抗体等），不能满足对高通量细菌分析的需求。因此，迫切需要开发一种能够同时鉴定多类型细菌菌株的方法。
为解决这一问题，该团队开发了一种基于“信号放大”效应的聚对苯乙炔（PPE）和多种带正电荷的聚集诱导发光（AIE）染料构建的静电复合物传感器阵列。该传感系统能够对细菌产生双通道荧光“turn-on”信号响应，实现了无需对样本进行任何预处理情况下对低浓度（OD600 = 0.001）下20类细菌的并行检测，以及细菌的定量检测和混合细菌鉴定。结合多种人工智能机器学习算法优化，该传感系统在无需对样本进行预处理情况下，30秒内可实现对不同种类尿路感染临床样本的快速鉴定，极大地提高了检测效率。该传感器阵列结合了具有相反性质的两类荧光染料，实现了信号放大，提升了检测灵敏度，突破了临床感染性疾病诊断中存在的“检不出”、“检不准”、“检不广”的技术瓶颈，展示了巨大的临床应用潜力。未来团队将进一步开发便携式、智能化、多功能的并行检测设备，推动这一技术的临床转化和应用。
该研究工作得到了国家自然科学基金（82072017、32272415、52003298）、江苏省自然科学基金（BK20200578）、中国药科大学“双一流”学科创新团队（CPUQNJC22_04）、国家高层次青年人才计划、中国药科大学兴药学者计划等资助。
图为新型荧光阵列传感芯片设计示意图
文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202318483
（供稿单位：食品营养与安全系，撰写人：李飞）