微塑料是备受关注的新型环境污染物，在自然环境中发生老化，分解后体积更小，给生态环境带来更大的挑战。应用单粒子拉曼光谱技术监测经紫外线(UV)老化处理后的不同粒径聚苯乙烯(PS)微球，对比处理前后微塑料的形貌和大小，以了解微米级小粒径PS塑料在模拟紫外线照射下的老化动态和老化机理。结果显示，随着辐射时间的增加，PS的拉曼信号强度显著降低，粒径减小，表面破损；粒径越小，受损越严重，而大粒径PS颗粒间的异质性明显增大。UV辐射可能破坏了PS多聚物的稳定结构，造成光谱信号减弱，而且小尺寸的PS微塑料更易于受损，进而分解为更细小的微纳颗粒或碎片。研究结果揭示了PS微塑料在不同粒径与UV处理时间下的老化动态和特征，从单颗粒角度为微塑料在环境中的老化动态提供了新的认识。

应用喇曼光谱和单细胞分析技术监测非发酵底物形成的不同高渗透压对酿酒酵母乙醇发酵的影响，及发酵过程胞内主要生物大分子的变化动态，以期从光谱学角度获知酵母细胞乙醇耐受的分子机制.结果显示，渗透压的升高明显延缓酵母细胞的生长、底物消耗和产物生成，但在2.0 mol/L山梨醇下乙醇的最终产量高于对照组.主成分分析显示，不同渗透压主要影响酵母细胞光谱的1 300～1 306和1 443 cm－1等源自脂类物质的喇曼峰，说明渗透压影响了胞内脂类物质的合成.主特征峰强度的动态变化显示，高渗透压会显著影响782、1 301、1 602和1 657 cm－1峰所表征物质的合成时间和强度，进而影响细胞的代谢方向.结果表明耐高渗菌株能适应高渗环境，调整胞内组分含量，实现高产发酵.

应用激光镊子拉曼光谱实时监测杀虫贪铜菌(Cupriavidus necator) H16菌株在特定氮源、不同果糖浓度下生物塑料聚β-羟基丁酸(PHB)的合成过程及其生化动态，以期获知碳源浓度对PHB 合成的影响机制。结果显示：1) 2.0%果糖浓度(质量分数)下的PHB 产量获得最佳发酵效果；2) 发酵启动及发酵前期胞内物质的合成速度基本相同，但果糖浓度影响对数生长期的长短；3) 782、1574、1656和1732 cm-1等峰信号强度变化动态显示，高碳源浓度下核酸物质的拉曼信号长时间维持在较高的水平，这可能是影响细胞合成PHB 的重要因素；4) 单个细胞在1732 cm-1峰处的平均强度与发酵液PHB 总含量线性相关，可用于定量监测发酵过程中PHB 总量动态。发现了C. necator H16 菌株在不同碳源浓度下PHB 合成代谢过程中胞内主要生物大分子的变化动态，为PHB 发酵提供全新的光谱学信息，也为基于单细胞拉曼光谱快速分选高产优良菌株提供实验依据。

应用拉曼光镊对人的单个血小板细胞(Plt)进行拉曼光谱收集与分析。拉曼信号显示，人类血液成分中，血小板的类胡萝卜素浓度最高。虽然类胡萝卜素在人类血小板中普遍存在，但是单个血小板之间差异极显著，且与血小板的脂类物质、蛋白质含量没有相关性。血小板激活过程引起蛋白质拉曼光谱的变化，而类胡萝卜素基本没有变化；常温（25 ℃）保存的血小板会导致类胡萝卜素光谱信号降低，脂类物质的相对拉曼信号强度基本没有变化，但经低温（4 ℃）12 d保存的血小板则相反。

利用激光拉曼光谱对顺铂诱导的胃癌细胞凋亡进行分析， 胃癌细胞SGC7901经10 μg·mL-1顺铂处理24, 48, 72 h后， 一部分用于荧光染色， 另一部分用扫描方式收集细胞的拉曼光谱。 光谱结果依次经背景扣除、 平滑、 归一化、 基线校正、 峰拟合等方法预处理。 荧光染色结果显示对照组细胞核染色均匀， 而药物处理72 h后， 核碎裂， 呈致密浓染。 拉曼光谱结果显示顺铂处理24, 48, 72 h后， 与核酸及蛋白质相关的峰均有降低， 其中783, 1 002, 1 343　cm-1峰72 h后依次降低为初始值的52%， 64%， 76%， 表明顺铂能够诱导胃癌细胞凋亡， 凋亡细胞内核酸和蛋白质含量降低。 以上结果说明， 拉曼光谱能提供生物细胞内物质变化的丰富信息， 是实时检测细胞凋亡过程的有效手段。

血红细胞对环境敏感， 细胞形态很容易发生改变， 皱缩甚至形成棘形。 文章应用光镊拉曼光谱技术俘获、 收集来自健康个体和地中海贫血患者的正常形态、 一般皱缩和棘形红细胞的拉曼光谱， 从平均光谱、 主成分分析等方法分析不同形态红细胞的光谱差异与胞内Hb的变化， 及其对光谱诊断分析的影响。 结果发现， 在正常的生理环境下， 红细胞发生皱缩甚至形成棘形细胞并不影响光谱判别分析。

为建立简单快速的地中海贫血(简称地贫)诊断方法, 探讨了傅里叶红外光谱结合水平衰减全反射(FTIR-HATR)技术用于β-地贫患者的检测及其分子机制。 检测了68份正常与37份β-重型地贫患者样品, 并在群体水平上分析了两者光谱差异变化规律。 结果显示: (1)由于血红蛋白量的减少, β-地贫组的光谱强度显著低于正常组; (2)在1 750～1 500 cm-1区间, 表征蛋白二级结构的1 652, 1 638和1 628 cm-1在β-地贫中有明显降低, 而在1 682 cm-1处略微增强; (3)在1 350～1 500 cm-1区间, 表征磷脂CH3/CH2的1 440, 1 453, 1 479 cm-1及CO—O—C的1 172和1 161 cm-1吸收峰在β-地贫中显著减少; 而在1 000～1 200 cm-1区间, 表征碳水化合物C—O的1 150 cm-1, 2,3-二磷酸甘油酸(DPG)或ATP中OPO的1 081和1 053 cm-1吸收峰显著升高。 统计表明DPG/脂类比在β-重型地贫组中显著高于正常组, 并可作为诊断指标, 将两者完全区分, 避免了复杂数据处理过程, 为地贫的光谱诊断提供了坚实的实验基础与理论依据。

采用光镊拉曼光谱(LTRS)方法收集一例重型α地中海贫血患者单个红细胞的拉曼光谱,分析同一群体内不同细胞间的光谱差异,从中了解地中海贫血红细胞的病理过程。结果发现,重型α地中海贫血患者红细胞的拉曼光谱信号显著低于正常对照,并检测到一定比例的有核红细胞;正常对照的红细胞拉曼光谱均一,而重型α地中海贫血患者的细胞形态和拉曼光谱均显示出多样性;中等大小、形态接近正常的一类红细胞,其细胞间光谱差异最大;单细胞拉曼光谱可观察到部分外表形态正常的红细胞,其血红蛋白可能发生了血红素凝集和蛋白质变性。

拉曼光谱作为分子振动光谱,具有无损、无需试剂染色和快速方便的特点,在生物学领域的应用越来越广泛.拉曼镊子是光镊与拉曼光谱的结合,应用拉曼镊子技术收集单个红菇担孢子的拉曼光谱,分析单个担孢子的主要成分,不同的储存方法对担孢子成分的影响等.结果发现,单个担孢子的拉曼光谱反映了担孢子内含物的基本组成,红菇担孢子的孢内主要成分是脂类物质;不同种类的红菇担孢子的拉曼光谱基本相同,经过多年保存的孢子仍然保持其孢子内的主要成分不变.各随机选择10个担孢子的拉曼光谱进行主成分(PCA)判别分析,结果显示红菇属内不同种类的孢子无法区分.结果表明单孢子拉曼光谱可以应用于分析孢子内成分的变化,但应用于真菌分类的可能性有待进一步探索.