香港科大唐本忠院士团队：AIE/CB[8]超分子荧光聚集体，大数据思维的细胞系鉴别与细胞污染追踪探索

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在全球范围内，实验室细胞污染，细胞和细胞培养物被错误标识，导致部分重要研究成果成为科学乌龙。尽管一线科研工作者们严谨工作，竭尽所能地从源头上避免 “张冠李戴”，但是没有火眼金睛的肉体凡胎们终是无法快速、高效地区分“李鬼”和“李逵”。因此，为保证科研成果的准确、客观，十分必要设计并开发新型材料体系，以提供创新性解决方案，实现细胞系种类准确鉴别和细胞污染状况快速追踪。唐本忠院士团队通过具有聚集诱导发光性质（AIE）的四苯乙烯衍生物与葫芦[8]脲（CB[8]）进行主客体复合，设计并构建了3种AIE/CB[8]超分子荧光聚集体；基于AIE材料的荧光“点亮”模式，结合大数据分析思路和统计学方法，AIE/CB[8]在细胞水平上实现了高效地细胞系鉴别，细胞污染追踪和肿瘤细胞侵染评估。

本工作中，基于AIE材料公认的分子内运动受限（RIM）发光机理，AIE分子运动在形成超分子复合物后可被进一步限制，AIE/CB[8]从而获得了更强的荧光发射强度和更高的荧光量子产率；3种超分子复合物在溶液状态下呈现出规则的纳米聚集状态，并具有不同的尺寸和形貌。细胞实验证实，不同的AIE/CB[8]超分子聚集体在结合细胞后，该形貌学差异会产生特异性的细胞作用行为，同时伴随特征荧光信号的生成。换言之，不同细胞对不同AIE超分子荧光聚集体的微观亲和能力差异，可被快速转换为宏观的荧光信号差异。结合通用线性判别分析（LDA）方法，将收集到的荧光“点亮”信号进行统计学分析，即可得到已知样本群的唯一指纹图谱，并用于后续未知样品的比照。值得一提的是，该方法不仅可以用于单一细胞系的定性鉴别，在细胞污染模型和肿瘤细胞侵染模型中，AIE/CB[8]也实现了稳定的半定量分析结果输出。该识别系统易于学习和操作，无需额外的细胞破碎，离心和洗涤等步骤，全部操作可在20分钟内完成。因此, 该体系有望被同时应用于细胞污染评估和肿瘤细胞侵染过程追踪。作为AIE材料在自组装体系中的又一应用实例，相信基于AIE分子的超分子生物医药材料是一类理想的新型纳米材料形式，在跨学科研究中具有重要的探索价值，在临床医药领域具有广泛的应用前景。

以上最新研究成果发表在ACS Nano 上。论文的第一作者为香港科技大学白昊天博士，通讯作者为香港科技大学唐本忠院士，该工作得了刘志洋老师（现东南大学）和周成成老师（现扬州大学）的支持和帮助。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c03404

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