以激光进行的高温疗法称激光加热疗法, 已成为肿瘤热疗的一种新的有效手段。主要使用近红外激光, 采用直接照射或插入光纤的方法进行治疗。但应用时由于近红外波段激光对组织的穿透有限, 热效应被局限在一个小的体积内, 不同肿瘤组织光穿透情况又有很大差异, 治疗的范围难以把握。另外, 热疗时, 难以区分肿瘤体和正常组织的边界, 照射不当容易造成周围正常组织的伤害, 因此实时地监测导向近红外光成为激光热疗的关键。研究表明运用上转换纳米探针[Yb/Er (NaYF4Yb,Er)]靶向定位到肿瘤, 在980 nm近红外光的激发下可实现激光加热的同时进行上转换荧光的监测, 从而确定照射的范围、分布、剂量以及肿瘤边界, 最终达到导向热疗实现精确治疗肿瘤的目的。

活性氧对生物活性分子如蛋白质、脂类等具有强烈的氧化作用, 从而对生物细胞产生杀伤作用。光敏反应过程会产生大量的活性氧, 利用光子监测判断光敏反应的氧化伤害程度和光敏作用剂量具有重要意义。实验表明, 体外人血清白蛋白在光敏氧化反应后具有长寿命的化学发光过程, 这种氧化损伤的滞后特性可实现暗背景下的低噪声光子监测; 光敏作用后光子检测证明, 不同的光敏剂都存在生物分子的氧化化学发光(CL)。同时, 肿瘤细胞的光敏作用实验中也观测到较强的化学发光信号, 且信号的积累与光敏作用剂量有相关性。因此检测化学发光的实时信号和积累可以评估光敏作用对生物活性分子和细胞造成的损坏程度, 将有望应用到光动力肿瘤治疗等光敏效应的剂量监测上。