多功能的AIE聚集诱导发光材料IQ Cm用于快速分别三种病原体

能够在视觉上识别病原体对于实现临床快速诊断来说具有重要意义。唐本忠院士开发了一种对微环境敏感的聚集诱导发光体材料 (AIEgen) IQ Cm，并将其用于对对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌的快速识别。

在这项工作中，我们设计并制备了一种新的阳离子AIE活性分子，具有扭曲和延伸的供体–π–受体(D–π–A)结构，命名为IQ–Cm，用于直观识别病原体类型。在结构上，IQ–Cm由三部分组成:二苯基异喹啉(IQ)单元、香豆素衍生(Cm)部分和苯基接头(方案1b)。智商部分具有高度扭曲的分子结构，并作为AIE活性基团引入。此外，其固有的阳离子结构允许智商作为强电子受体和阴性病原体表面的靶向基团。由于许多香豆素衍生物具有膜活性，香豆素的引入有助于智商-Cm与病原体膜的**相互作用。一个二乙基氨基连接在香豆素上作为强电子给体。然后，使用一个可旋转的芳香苯基作为智商和Cm之间的连接体，产生一个延伸和扭曲的D–π–A结构，这使得IQ-Cm在AIE和TICT拥有突出的资产。在三种病原体的外壳和细胞质成分的内在结构差异的驱动下，IQ–Cm选择性地位于它们的不同部位，感知周围不同的微环境，从而成功地将病原体信息转化为细胞水平的荧光颜色(方案1c)，实现肉眼快速辨别。此外，我们还展示了智商-厘米在快速病原体诊断实践中的潜力，如快速UTI诊断、医院获得性感染的视觉监测和霉菌的肉眼检测。

IQ–Cm的合成和光物理性质

IQ-Cm的合成通过铃木偶联的两个连续步骤和一锅多组分反应很容易实现，产率高达84%(方案2)。详细的合成程序在环境影响报告书中有所描述。+智商–Cm的化学结构完全由以下特征表征1核磁共振，13核磁共振和HRMS(图S1-S3+)并通过x光单晶分析证实(方案2和S1桌+)。

（1）IQ Cm具有扭曲的供体-受体和多转子结构，因此它也有着扭曲的分子内电荷转移(TICT)和对病原体微环境敏感的AIE特性。在病原菌内在结构差异的驱动下，IQ Cm会选择性地定位于三种病原菌的不同位点，并产生三种肉眼可识别的发射光颜色。其中，革兰氏阴性菌为淡粉色，革兰氏阳性菌为橙红色，而真菌为明黄色。因此，实验可以根据IQ Cm产生的荧光进而在荧光显微镜下直接区分这三种病原体。

（2）此外，实验也证明了IQ Cm可作为快速诊断尿路感染、及时监测医院内感染过程和快速检测食品中的霉菌的可视化探针。综上所述，这种基于单一AIEgen的可视化成像策略也为快速检测病原体和床旁诊断提供了一个新型平台。

Chengcheng Zhou. et al. One stone, three birds: one AIEgen with three colors for fast differentiation of three pathogens. Chemical Science. 2020

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