近日，澳大利亞Macquarie大學的金大勇教授領導的*細胞儀實驗室與北京大學工學院生物醫(yī)學工程系席鵬課題組聯(lián)合攻關，發(fā)現(xiàn)了新的納米光子學發(fā)光機制， 并實現(xiàn)了高濃度摻雜的上轉換納米粒子（Upconversionnanocrystals）技術，從而展示了迄今zui靈敏的納米熒光材料。相關論文發(fā)表于自然出版集團的《自然—納米技術》（Nature Nanotechnology）。

上轉換納米顆粒這一新型的熒光材料，正以它的諸多*的光學特性預示著其廣泛的應用，特別是在生物醫(yī)學影像，免疫分析，太陽能電池，三維顯示等領域中。它通常由無機基質(zhì)及鑲嵌在其中的稀土摻雜離子組成。由于其激發(fā)在近紅外，因此可以獲得比可見光更深的穿透深度。然而業(yè)內(nèi)*的是，這一材料的相對轉換效率較低，熒光強度較暗，從而阻礙了上轉換粒子的進一步應用。雖然加大摻雜濃度從直觀上可以增大發(fā)光效率，但由于高濃度的摻雜會帶來嚴重的熒光淬滅，傳統(tǒng)制備的上轉換納米粒子大多限制在較低的摻雜濃度。

針對這一瓶頸問題，本文發(fā)現(xiàn)用較高的激發(fā)光能量密度可以解決熒光淬滅的限制，從而實現(xiàn)了高濃度摻雜的上轉換納米粒子。利用高摻雜與高激發(fā)功率相結合，zui終使得熒光信號強度比傳統(tǒng)低摻雜的納米粒子有了顯著增強，使得光纖輔助下的單個納米粒子遠程探測*次成為現(xiàn)實。這一新的納米粒子的靈敏度比傳統(tǒng)的量子點quantum dot 高了三個數(shù)量級。由于高摻雜的上轉換納米技術提供了超靈敏的光學檢查手段，這一個納米粒子被命名為SuperDotTM。 這一成果大大推動了上轉換納米技術在紅外探測，生物標識、醫(yī)學成像，高通量單細胞檢測，防偽技術等領域的應用。

澳大利亞金大勇教授課題組多年來致力于通過光學探測與上轉換納米粒子結合，實現(xiàn)無背景、高速、高量子產(chǎn)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。北京大學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，以及光學相干層析成像。兩個課題組的合作可追溯到2010年，目前在期刊上已經(jīng)合作發(fā)表了7篇文章。