編碼技術(shù)在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，同時也為基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等研究提供了機遇。大數(shù)據(jù)時代的到來對光學(xué)編碼的數(shù)據(jù)量提出了更高要求，但傳統(tǒng)光學(xué)編碼主要利用顏色進行編碼，由于熒光發(fā)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(guān)鍵所在。
量子點具有很寬的吸收光譜，而發(fā)射光譜卻很窄，采用一種波長就可以同時激發(fā)不同組成或大小的量子點發(fā)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(xiàn)了巨大潛力，而量子點在近紅外光學(xué)編碼方面相比熒光染料具有顯著的優(yōu)勢。熒光壽命是發(fā)光材料的重要參數(shù)，將熒光壽命與發(fā)射波長結(jié)合發(fā)展二維尺度光學(xué)編碼技術(shù)將極大拓展傳統(tǒng)光學(xué)編碼技術(shù)的編碼容量，在高通量活體分析、高密度數(shù)據(jù)存儲以及文件安全編碼等領(lǐng)域打開全新的應(yīng)用空間。
中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)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(diào)節(jié)量子點組分與結(jié)構(gòu)，首先合成小粒徑的CdTe內(nèi)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(yīng)變及摻雜實現(xiàn)量子點波長和壽命的調(diào)節(jié)，發(fā)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(jié)合近紅外熒光成像與熒光壽命成像技術(shù)，實現(xiàn)全新的二維近紅外光學(xué)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(fā)表于材料科學(xué)領(lǐng)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(tài)納米探針及診療一體化納米技術(shù)的研究，特別是在近紅外量子點合成、生物正交化學(xué)標記及活體成像方面開展了系統(tǒng)的研究工作。以上研究和前期該團隊在多模態(tài)量子點及生物正交化學(xué)標記方面取得的一系列成果先后得到國家納米重大科學(xué)研究計劃（“973”計劃）、國家自然科學(xué)基金、中科院“百人計劃”擇優(yōu)、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(xué)編碼示意圖
