为满足机载星载平台对光谱成像系统紧凑型和轻量化的需求, 克服当前光谱成像技术分光系统结构复杂、 成本高的不足, 提出了基于量子点材料的光谱成像技术方案。 将条带状的量子点阵列片放置于前置镜焦面前, 利用量子点材料对光谱的吸收特性对探测目标的入射光谱进行调制, 使用最小二乘法建立探测目标的光谱重建模型, 采用推扫的方式获取数据并进行光谱重建可以获得目标光谱和空间信息。 量子点光谱成像技术具有光谱分辨率高、 能量利用率高、 体积小、 光谱范围宽和成本低等优势。 分析了不同光谱谱段间隔和噪声等因素对重建光谱分辨率的影响, 以及对重建光谱准确性或者失真度的影响。 分析得出谱段间隔越低, 光谱分辨率越高; 重建的准确性和分辨率随着噪声水平的增大而降低; 适当的提高谱段间隔, 可以提高重建的准确性。 将已知数据立方体和它的仿真结果进行对比, 可以看出还原得到的量子点光谱图像质量较好, 验证了该技术的可行性。 量子点材料为光谱成像技术提供了新的途径, 在航空航天等小型化光谱遥感领域具有极大的应用潜力。

自行研制的多功能阿达玛变换光谱成像显微系统具有获取微小组织样品的高分辨荧光光谱和荧光图像的能力。由于量子点具有激发区域宽、可以一元激发多元发射、荧光峰形狭窄、亮度高、抗光漂白能力强等特点,非常适合作为荧光标记物应用于光谱显微成像分析领域。采用荧光发射波长为610nm 的量子点荧光探针分别免疫标记乳腺癌标志物人表皮生长因子受体2(HER2)和雌激素受体(ER),通过激光诱导荧光法和荧光原位光谱成像法分析癌组织中HER2和ER的光谱特征和定量信息,采用阿达玛变换光谱显微成像系统对阳性乳腺癌组织与阴性正常乳腺组织进行对比分析,其结果表明该仪器可有效用于肿瘤标志物在癌组织内的定量研究,是定量检测乳腺癌HER2和ER分布的新技术。该技术建立的针对肿瘤标志物的半定量和定量分析方法,所得结果优于常规的定性分析方法。