近日，工學院韓進松/李飛團隊在國際權威期刊Angewandte Chemie lnternational Edition在線發表成果“A Dual Fluorescence Turn-On Sensor Array Formed by Poly(para-aryleneethynylene) (PPE) and Aggregation-Induced Emission (AIE) Boosts Sensitivity in Multiplex Bacterial Recognition”。我院碩士研究生餘洋和博士研究生倪偉偉為本論文的共同第一作者，韓進松教授、李飛特聘副研究員、黃慧講師為本文的共同通訊作者，伟德官网下载客户端為第一通訊單位。
細菌感染已成為全球主要的緻死和緻病原因。及時準确的細菌類别鑒定，有助于選擇合适的抗生素，遏制疾病的進展。傳統的細菌檢測方法，如培養和計數菌落，操作複雜，需要數天才能産生可靠的結果。近年來，新興技術，包括基于免疫學的方法和聚合酶鍊式反應（PCR），提高了檢測的靈敏度和效率。盡管這些方法顯示出在醫學應用方面巨大的潛力，但它們仍然需要針對每種細菌的特定設計（例如特定引物和抗體等），不能滿足對高通量細菌分析的需求。因此，迫切需要開發一種能夠同時鑒定多類型細菌菌株的方法。
為解決這一問題，該團隊開發了一種基于“信号放大”效應的聚對苯乙炔（PPE）和多種帶正電荷的聚集誘導發光（AIE）染料構建的靜電複合物傳感器陣列。該傳感系統能夠對細菌産生雙通道熒光“turn-on”信号響應，實現了無需對樣本進行任何預處理情況下對低濃度（OD600 = 0.001）下20類細菌的并行檢測，以及細菌的定量檢測和混合細菌鑒定。結合多種人工智能機器學習算法優化，該傳感系統在無需對樣本進行預處理情況下，30秒内可實現對不同種類尿路感染臨床樣本的快速鑒定，極大地提高了檢測效率。該傳感器陣列結合了具有相反性質的兩類熒光染料，實現了信号放大，提升了檢測靈敏度，突破了臨床感染性疾病診斷中存在的“檢不出”、“檢不準”、“檢不廣”的技術瓶頸，展示了巨大的臨床應用潛力。未來團隊将進一步開發便攜式、智能化、多功能的并行檢測設備，推動這一技術的臨床轉化和應用。
該研究工作得到了國家自然科學基金（82072017、32272415、52003298）、江蘇省自然科學基金（BK20200578）、伟德官网下载客户端“雙一流”學科創新團隊（CPUQNJC22_04）、國家高層次青年人才計劃、伟德官网下载客户端興藥學者計劃等資助。
圖為新型熒光陣列傳感芯片設計示意圖
文章鍊接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202318483
（供稿單位：食品營養與安全系，撰寫人：李飛）