北京大學(xué)席鵬課題組聯(lián)合澳大利亞麥考瑞大學(xué)的Dayong Jin教授課題組和美國普度大學(xué)J Paul Robinson課題組，共同開發(fā)了一系列發(fā)光壽命可調(diào)的的上轉(zhuǎn)換納米晶粒子τ-dot，可以利用其熒光壽命，實(shí)現(xiàn)新的時(shí)間維度光學(xué)編碼。

傳統(tǒng)上的熒光標(biāo)記利用顏色進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對不同細(xì)胞器的染色區(qū)分，進(jìn)而研究疾病的分子機(jī)制。然而由于熒光發(fā)光的顏色相互之間重疊嚴(yán)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(diǎn)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(jī)制仍然是通過色彩（光譜）標(biāo)記，編碼量仍無法獲得本質(zhì)性提升。從其他時(shí)空維度進(jìn)行編碼，是解決這一難題的關(guān)鍵所在。

新開發(fā)納米粒子的發(fā)光壽命可以從幾十到幾百微秒實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)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(fā)的時(shí)間分辨激光共聚焦掃描顯微鏡和掃描細(xì)胞儀系統(tǒng)很快速準(zhǔn)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(dǎo)致編碼數(shù)目低。基于上轉(zhuǎn)換納米粒子提供的新的時(shí)間編碼維度，新型的τ-dot為多通道生物成像，高通量單細(xì)胞定量檢測，高密度數(shù)據(jù)存儲以及文件安全編碼等領(lǐng)域打開了全新的應(yīng)用空間。相關(guān)成果以快報(bào)的形式發(fā)表于自然出版集團(tuán)的《自然—光子學(xué)》（Nature Photonics），于12月16日在線發(fā)表（DOI: 10.1038/NPHOTON.2013.322）。

席鵬特聘研究員曾在美國Purdue大學(xué)流式細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室J Paul Robinson教授指導(dǎo)下進(jìn)行博士后科研。席鵬課題組的研究領(lǐng)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(xué)相干層析成像等。澳大利亞先進(jìn)細(xì)胞儀實(shí)驗(yàn)室一直致力于通過光學(xué)時(shí)間分辨探測與稀土分子探針結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無背景、高速、高量子產(chǎn)率的流式細(xì)胞探測、載片細(xì)胞探測、罕有事件海量樣品高速探測等新技術(shù)。

這一成果是繼兩月前澳大利亞金大勇課題組與北京大學(xué)席鵬課題組共同發(fā)表在《自然—納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）上的超靈敏單個(gè)上轉(zhuǎn)換納米粒子探針成果，和Nature出版集團(tuán)Scientific Reports上關(guān)于正交時(shí)間門控自動(dòng)成像系統(tǒng)之后，在這一領(lǐng)域的又一重大突破。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(jīng)合作發(fā)表了9篇文章。