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國內外科學家聯合打造光學編碼新機制

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来源: 作者: 2019-05-22 17:49:48

最近,北京大學席鵬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的上轉換納米晶粒子-dot,可以利用其熒光壽命,實現新的時間維度光學編碼。

传统上的荧光标记利用色彩进行编码,实现对不同细胞器的染色区分,进而研究疾病的分子机制。但是由于荧光发光的颜色相互之间堆叠严重,造成可用的编码量非常少,可以识别的特性非常有限。虽然量子点通过将荧光光谱变窄来部份减缓这一问题,但由于其物理机制依然是通过色采(光谱)标记,编码量仍没法获得本质性提升。从其他时空维度进行编码,是解决这1难题的关键所在。

新开发纳米粒子的发光寿命可以从几十到几百微秒实现连续可调的高精度编码。不同寿命的纳米尺寸的粒子可以被他们共同研制和开发的时间分辨激光共聚焦扫描显微镜和扫描细胞仪系统很快速准确地识别出来。之前的研究者更多的聚焦在颜色的分离,和荧光寿命在纳秒级别的成像,致使编码数目低。基于上转换纳米粒子提供的新的时间编码维度,新型的-dot为多通道生物成像,高通量单细胞定量检测,高密度数据存储以及文件安全编码等领域打开了全新的应用空间。相干成果以快报的情势发表于自然出版集团的《自然光子学》(Nature Photonics),于12月16日发表(DOI: 10.1038/NPHOTON.2013.322)。

席鹏特聘研究员曾在美国Purdue大学流式细胞实验室J Paul Robinson教授指导下进行博士后科研。席鹏课题组(http://的研究领域包括超衍射极限分辨率显微成像、激光共聚焦扫描显微成像、多光子显微成像和光学相干层析成像等。澳大利亚先进细胞仪实验室一直致力于通过光学时间分辨探测与稀土份子探针结合,实现无背景、高速、高量子产率的流式细胞探测、载片细胞探测、罕有事件海量样品高速探测等新技术。

这1成果是继两月前澳大利亚金大勇课题组与北京大学席鹏课题组共同发表在《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)上的超灵敏单个上转换纳米粒子探针成果,和Nature出版集团Scientific Reports上关于正交时间门控自动成像系统以后,在这一领域的又一重大突破。两课题组的合作历史可追溯至2010年,目前在国际知名期刊上已经合作发表了9篇文章。

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