在全球范圍內，實驗室細胞污染，細胞和細胞培養物被錯誤標識，導致部分重要研究成果成為科學烏龍。盡管一線科研工作者們嚴謹工作，竭盡所能地從源頭上避免 “張冠李戴”，但是沒有火眼金睛的肉體凡胎們終是無法快速、高效地區分“李鬼”和“李逵”。因此，為保證科研成果的準確、客觀，十分必要設計并開發新型材料體系，以提供創新性解決方案，實現細胞系種類準確鑒別和細胞污染狀況快速追蹤。唐本忠院士團隊通過具有聚集誘導發光性質（AIE）的四苯乙烯衍生物與葫蘆[8]脲（CB[8]）進行主客體復合，設計并構建了3種AIE/CB[8]超分子熒光聚集體；基于AIE材料的熒光“點亮”模式，結合大數據分析思路和統計學方法，AIE/CB[8]在細胞水平上實現了高效地細胞系鑒別，細胞污染追蹤和腫瘤細胞侵染評估。
本工作中，基于AIE材料公認的分子內運動受限（RIM）發光機理，AIE分子運動在形成超分子復合物后可被進一步限制，AIE/CB[8]從而獲得了更強的熒光發射強度和更高的熒光量子產率；3種超分子復合物在溶液狀態下呈現出規則的納米聚集狀態，并具有不同的尺寸和形貌。細胞實驗證實，不同的AIE/CB[8]超分子聚集體在結合細胞后，該形貌學差異會產生特異性的細胞作用行為，同時伴隨特征熒光信號的生成。換言之，不同細胞對不同AIE超分子熒光聚集體的微觀親和能力差異，可被快速轉換為宏觀的熒光信號差異。結合通用線性判別分析（LDA）方法，將收集到的熒光“點亮”信號進行統計學分析，即可得到已知樣本群的唯一指紋圖譜，并用于后續未知樣品的比照。值得一提的是，該方法不僅可以用于單一細胞系的定性鑒別，在細胞污染模型和腫瘤細胞侵染模型中，AIE/CB[8]也實現了穩定的半定量分析結果輸出。該識別系統易于學習和操作，無需額外的細胞破碎，離心和洗滌等步驟，全部操作可在20分鐘內完成。因此, 該體系有望被同時應用于細胞污染評估和腫瘤細胞侵染過程追蹤。作為AIE材料在自組裝體系中的又一應用實例，相信基于AIE分子的超分子生物醫藥材料是一類理想的新型納米材料形式，在跨學科研究中具有重要的探索價值，在臨床醫藥領域具有廣泛的應用前景。
以上最新研究成果發表在ACS Nano 上。論文的第一作者為香港科技大學白昊天博士，通訊作者為香港科技大學唐本忠院士，該工作得了劉志洋老師（現東南大學）和周成成老師（現揚州大學）的支持和幫助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.0c03404
