深圳先進院研發出新一代近紅外量子點二維編碼技術

　　編碼技術在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統等許多領域都有廣泛應用，同時也為基因組學、蛋白質組學、代謝組學等研究提供了機遇。大數據時代的到來對光學編碼的數據量提出了更高要求，但傳統光學編碼主要利用顏色進行編碼，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。如果能從其他維度進行編碼，將是解決這一難題的關鍵所在。

　　量子點具有很寬的吸收光譜，而發射光譜卻很窄，采用一種波長就可以同時激發不同組成或大小的量子點發射出不同的顏色，且不同顏色之間幾乎沒有重疊。特別是近紅外量子點在活體成像分析及示蹤方面展現了巨大潛力，而量子點在近紅外光學編碼方面相比熒光染料具有顯著的優勢。熒光壽命是發光材料的重要參數，將熒光壽命與發射波長結合發展二維尺度光學編碼技術將極大拓展傳統光學編碼技術的編碼容量，在高通量活體分析、高密度數據存儲以及文件安全編碼等領域打開全新的應用空間。

　　中國科學院深圳先進技術研究院蔡林濤課題組成員陳馳、張鵬飛等借鑒帶隙工程（Band Gap Engineering）的理論，通過同時調節量子點組分與結構，首先合成小粒徑的CdTe內核材料，然后在其表面原位生長一層CdS，并在包殼的過程中引入Cu2+離子，同時利用晶格應變及摻雜實現量子點波長和壽命的調節，發展了一種具有長壽命的近紅外CdTe/CdS：Cu量子點。研究人員將這種量子點包裹在微珠中，利用其熒光壽命和波長特性，結合近紅外熒光成像與熒光壽命成像技術，實現全新的二維近紅外光學編碼，進一步開拓了量子點編碼的維度。這一研究成果于2014年7月1日被接受并發表于材料科學領域期刊《先進材料》（Advanced Materials)，題目為Near-Infrared-Emitting Two-Dimensional Codes Based on Lattice-Strained Core/(Doped) Shell Quantum Dots with Long Fluorescence Lifetime。

　　蔡林濤課題組長期致力于多模態納米探針及診療一體化納米技術的研究，特別是在近紅外量子點合成、生物正交化學標記及活體成像方面開展了系統的研究工作。以上研究和前期該團隊在多模態量子點及生物正交化學標記方面取得的一系列成果先后得到國家納米重大科學研究計劃（“973”計劃）、國家自然科學基金、中科院“百人計劃”擇優、廣東省及深圳市項目資助。

長壽命的近紅外量子點合成及其用于二維近紅外光學編碼示意圖