導讀: 最近，北京大學與澳美科學家聯手共同開發了一系列發光壽命可調的上轉換納米晶粒子τ-dot，可以利用其熒光壽命，實現新的時間維度光學編碼。
最近，北京大學工學院席鵬特聘研究員課題組聯合澳大利亞麥考瑞大學的Dayong Jin教授課題組和美國普度大學J Paul Robinson課題組，共同開發了一系列發光壽命可調的上轉換納米晶粒子τ-dot，可以利用其熒光壽命，實現新的時間維度光學編碼。
傳統上的熒光標記利用顏色進行編碼，實現對不同細胞器的染色區分，進而研究疾病的分子機制。然而由于熒光發光的顏色相互之間重疊嚴重，造成可用的編碼量非常少，可以識別的特性非常有限。雖然量子點通過將熒光光譜變窄來部分緩解這一問題，但由于其物理機制仍然是通過色彩(光譜)標記，編碼量仍無法獲得本質性提升。從其他時空維度進行編碼，是解決這一難題的關鍵所在。
新開發納米粒子的發光壽命可以從幾十到幾百微秒實現連續可調的高精度編碼。不同壽命的納米尺寸的粒子可以被他們共同研制和開發的時間分辨激光共聚焦掃描顯微鏡和掃描細胞儀系統很快速準確地識別出來。之前的研究者更多的聚焦在顏色的分離，以及熒光壽命在納秒級別的成像，導致編碼數目低。基于上轉換納米粒子提供的新的時間編碼維度，新型的τ-dot為多通道生物成像，高通量單細胞定量檢測，高密度數據存儲以及文件安全編碼等領域打開了全新的應用空間。相關成果以快報的形式發表于自然出版集團的《自然—光子學》，于近日在線發表。
席鵬特聘研究員曾在美國Purdue大學流式細胞實驗室J Paul Robinson教授指導下進行博士后科研。席鵬課題組的研究領域包括超衍射極限分辨率顯微成像、激光共聚焦掃描顯微成像、多光子顯微成像和光學相干層析成像等。澳大利亞先進細胞儀實驗室一直致力于通過光學時間分辨探測與稀土分子探針結合，實現無背景、高速、高量子產率的流式細胞探測、載片細胞探測、罕有事件海量樣品高速探測等新技術。
這一成果是繼兩月前澳大利亞金大勇課題組與北京大學席鵬課題組共同發表在《自然—納米技術》上的超靈敏單個上轉換納米粒子探針成果之后，又一重大突破。兩課題組的合作歷史可追溯至2010年，目前在國際知名期刊上已經合作發表了9篇文章。
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