AIE药敏应用开发项目针对当前全球日益严峻的细菌耐药性问题以及传统药敏检测耗时过长的临床痛点，提出了一种革命性的解决方案。该项目利用聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission, AIE）材料在特定条件下“从无到有”发光的独特优势，开发新型的荧光探针和检测平台，能够快速、灵敏地监测并区分出耐药菌与敏感菌。这有望将传统需要24至72小时的药敏检测时间缩短至数小时甚至更短，从而帮助医生第一时间为患者选择最有效的抗生素，避免因延误治疗导致的病情加重和经验性使用广谱抗生素所引发的耐药性进一步扩散。因此，该项目的成功不仅能极大地提升感染性疾病的精准诊疗水平、改善患者预后，更对遏制全球抗生素耐药性危机、保障公共卫生安全具有重大的战略价值和广阔的临床应用前景。
蛋白质特异性标记技术在生物学研究中的广泛应用背景，其中基于蛋白质标签特异性标记小分子的方法凭借标记的灵活性、特异性、稳定性和分子结构功能多样性等特点获得迅速发展，在活细胞内靶向蛋白质的实时动态研究中获得越来越多的关注，目前的标记方法所使用的传统荧光探针已经逐渐无法满足日益增长的实际要求，构建新的蛋白质特异性标记体系并进一步利用新型荧光功能分子实现特异性标记对于相关研究具有重要意义。
AIE（Aggregation-Induced Emission，聚集诱导发光）分子作为一类由中国科学家原创并引领世界的明星分子，其在溶液中分散时荧光微弱，而在聚集状态下则发出强光的独特性质，彻底颠覆了传统发光材料的应用范式。开发AIE分子筛选及评价系统，其核心意义在于建立一个高通量、自动化、智能化的平台，以系统性地加速新型AIE分子的发现、性能优化与应用转化进程。该系统能够精准对接生物医药、光电器件、环境监测等领域的具体需求，通过快速、大规模地筛选和评价候选分子的光物理特性、生物相容性及靶向识别能力等关键参数，从而极大地缩短研发周期、降低科研成本，为开发高性能的生物探针、高效的OLED材料、高灵敏度的化学传感器乃至创新的诊疗一体化药物提供强大的技术支撑，是推动AIE这一优势领域从源头创新走向产业化应用的关键环节。
血细胞分为红细胞(Red Blood Cell ,RBC)、白细胞(White Blood Cell ,WBC)、血小板(Platelet，PLT)三类细胞，血常规检查时经常需要检测白细胞分类及数量、红细胞数量和血小板数量。正常外周血中的白细胞通常可分为五类，即淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。正常外周血中的红细胞包括成熟红细胞和少量网织红细胞(reticulocyte，RET)。目前基于核酸检测的全自动血细胞分析仪对血细胞分类检测主要在三个通道内进行的，分别是DIFF通道，RET通道和NRBC通道。主要利用半导体激光流式细胞术、核酸荧光染色技术对血细胞进行分类。其中DIFF四分群通道主要对白细胞进行分类检测，采用溶血剂完全溶解红细胞和血小板，白细胞膜仅部分溶解。核酸荧光染料进入白细胞内，使DNA、RNA和细胞器着色。因为荧光强度与细胞内核酸含量成比例，所以未成熟粒细胞、异常细胞荧光染色深，成熟白细胞荧光染色浅，从而得到DIFF（四分群）白细胞散点图；不同白细胞核酸含量有细微的差别，红细胞在逐渐发育成熟的过程中RNA含量逐渐减少直至消失。网织红细胞是红细胞的未成熟阶段，是反映骨髓红系造血功能以及判断贫血和相关疾病疗效的重要指标。骨髓中红细胞系统的增生发育过程是：多能干细胞→单能干细胞→原始红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→网织红细胞→成熟红细胞。从原始红细胞增殖到晚幼红细胞阶段共分裂3-4次，约需72小时，红细胞数由一个变为8-16个，细胞核由大变小而浓缩，胞浆中含血红蛋白逐渐增多。晚幼红细胞以后细胞即不再分裂，发育过程中核被排出而成为网织红细胞。网织红细胞含有少量核糖核酸RNA，用煌焦油蓝染色时成网状故名网织红细胞。网织红细胞进一步成熟，RNA消失而为成熟红细胞。从晚幼红细胞发育到成熟红细胞约需48小时，成熟红细胞的寿命约为120天。在正常情况下骨髓中有核红细胞并不释放至血循环，只有网织红细胞和成熟红细胞才释入血中。因此，检查末梢血中网织红细胞数，可以推知骨髓生红细胞的情况。RET通道主要对红细胞进行分类检测，其检测机理在于荧光染料将未成熟红细胞中的大量残存核酸染色，用流式细胞术的原理进行检测。被荧光染色的网织红细胞根据荧光强度的强弱分类为四部分：HFR（高荧光强度网织红细胞比率）、MFR（中荧光强度网织红细胞比率）、LFR（低荧光强度网织红细胞比率）、RBC（红细胞）。分类为HFR、MFR、LFR的红细胞称为网织红细胞，特别是分类为HFR、MFR的网织红细胞作为IRF（未成熟网织红细胞指数）计数。另外，分类为RBC的红细胞作为成熟红细胞计数。采用AIE荧光核酸染色技术，利用AIE分子斯托克位移大的特点或许可以整合DIFF通道和RET通道，减少检测步骤，节约检测时间，提高检测效率。
近年来，随着生物分子学、分子影像学的发展，加上各种荧光探针被不断开发，人们对细胞的结构、形态研究表明其与疾病的发生和恶化有着密不可分的关系。而在生物体内的大平衡体系，各种亚细胞结构及细胞器内物种的浓度保持平衡但分布不尽相同。而且，细胞、亚细胞层次的离子及活性小分子物种的浓度变化或者细胞器形态的变化可能与疾病有着至关重要的联系。但是目前商品化的细胞成像探针主要是基于传统荧光染料分子，他们或多或少都面临着聚集诱导猝灭（ACQ）的问题，这些问题导致他们的成像质量存在各种问题，而 AIE 材料在光稳定性、抗光漂白性等方面拥有明显优于传统荧光染料的性质，因此，本项目拟基于 AIE 材料开发出适用于活细胞成像的荧光染料。该染料应该能够在主体功能上媲美目前现有的商品化染料，并且在一些方面具有比目前商品化探针更好的成像性能，如在长时间扫描过程中拥有更少的荧光损失、在高浓度工作下具有更低的细胞毒性等。争取用一年时间开发出一款具有完全知识产权的细胞成像探针，打破口碑和市场都一边倒向进口产品的尴尬局面。
新型STORM成像材料的研究意义在于，它直接突破了现有技术的瓶颈，推动生命科学进入一个更精细、更动态的观测维度。通过开发更亮、更稳定、毒性更低且具备优异光开关特性的荧光探针（如新型有机染料和功能化纳米颗粒），研究人员得以在活细胞中进行长时程、低损伤的超高分辨率成像，实时捕捉关键的生命动态过程。同时，这些新材料极大地提升了成像质量和分辨率，并拓展了多色成像的能力，使得科学家能够以前所未有的清晰度，在分子层面解析复杂生物结构的精细构造及其相互作用网络，从而深刻揭示生命的奥秘。
随着生命科学的快速发展，超分辨显微成像技术在生物医学成像领域表现出极大的应用与发展潜力，然而，超分辨成像在应用上还存在活细胞成像、定量信息获取及过程动态研究困难等问题。申请人拟发展一种基于比例荧光型的超分辨成像方法，设计适合于该方法的新型比例荧光探针，优化超分辨成像系统及升级重构软件，实现活细胞的超分辨比例成像及特定目标或动态过程的定量信息获取；将优化后的新型比例荧光探针用于特异性共价标记线粒体内、外膜蛋白质（腺嘌呤核苷转位酶与电压依赖阴离子通道蛋白），实现标记线粒体及其内外膜，利用比例荧光的超分辨成像方法对线粒体膜及蛋白质进行高分辨成像。通过重构软件，可以获取线粒体膜蛋白质相互作用、线粒体融合-分裂、网管化等动态过程的定量信息，研究其生物学功能。该成像方法的应用可从亚细胞甚至分子层面为线粒体相关疾病的发病机制研究提供定量信息，为精准医疗提供新的工具，推动生物医学深入发展，未见文献报道。
线粒体是细胞内重要的细胞器，负责能量代谢、钙离子稳态、细胞凋亡等多种生理功能。对线粒体膜结构的精细研究，有助于深入了解线粒体在细胞生命活动中的作用机制。传统的光学显微镜由于衍射极限的限制，无法分辨小于200纳米的结构，而线粒体膜的厚度只有几纳米，因此，利用超分辨显微镜技术对线粒体膜进行超分辨率成像具有重要意义。
作为新一代超分子主体，葫芦脲(CB[n])分子因其在水相中良好的分子识别性能而在诸多领域受到广泛的研究和应用。其中，葫芦[10]脲展示了有别于其它葫芦脲的特殊的识别特性。本课题拟进一步研究葫芦[10]脲的分子识别性质，并初步探讨葫芦[10]脲作为超分子纳米反应器的可行性。拟利用特殊客体与葫芦[10]脲形成包合物沉淀的性质，建立一种简单、高效、经济的纯化葫芦[10]脲的方法；通过核磁以及紫外/荧光光谱及X-射线单晶衍射等手段，重点研究葫芦[10]脲与环状主体分子的识别作用，理解包合作用对环状主体光电性质、识别性质及其构型的影响；通过考察水相环境中在葫芦[10]脲空腔内部发生的催化氧化、环化等反应(重点研究葫芦[10]脲与金属卟啉包合物的催化性能)，以期达到区域选择性加速/催化有机反应的效果。本项目对于扩展葫芦脲超分子化学以及发展绿色合成化学具有重要的科学意义和学术价值。
烷基化脱硫主要采用固体酸催化汽油中的噻吩类硫化物与其本身含有的烯烃发生烷基化反应，生成相对分子量更大沸点更高的烷基噻吩，然后通过蒸馏的方法分离出高沸点硫化物以达到脱硫的目的，与加氢脱硫法相比具有明显的成本和保持辛烷值等方面的优势，因此在石化工业中具有良好的应用前景。生物质基固体酸具有可降解，催化效率高，易回收利用等优点日益受到人们的关注。本项目拟采用生物质基固体酸催化汽油烷基化脱硫反应，利用固体核磁共振、红外光谱等手段深入研究此类固体酸的表面酸性对催化裂化汽油烷基化脱硫反应的影响，揭示生物质基固体酸催化剂的酸性和烷基化脱硫活性之间的关联关系，并利用原位固体核磁共振和原位红外光谱实验包括骤冷技术捕捉烷基化脱硫反应中的吸附态、反应中间体和产物的信息，结合量化理论计算，阐明固体酸催化汽油烷基化脱硫的反应机理，从而为生物质基固体酸催化材料在烷基化脱硫中的应用提供理论依据。