结肠癌已成为我国主要癌症发病种类之一，传统的治疗方法难以抑制其转移和复发。免疫疗法虽然可以通过机体免疫系统清除肿瘤组织，但肿瘤组织中的免疫抑制微环境，往往会导致效果不及预期。光学疗法，包括光热疗法（PTT）和光动力疗法（PDT），不仅可以直接诱导肿瘤细胞凋亡和坏死，还能改善肿瘤组织中的免疫抑制环境，从而促进免疫细胞在肿瘤组织中的浸润和活性，提高免疫治疗效果。笔者创新性地利用吲哚氰绿（ICG）介导的光学疗法和天然免疫活性分子羽扇豆醇（Lupeol）对自然杀伤（NK）细胞免疫活性的提升作用实现光-免疫协同激活作用和抗肿瘤效果，通过纳米脂质体将ICG和羽扇豆醇整合得到Lip-Lupeol & ICG，并将其用于结肠癌细胞灭活研究。结果显示：Lip-Lupeol & ICG在通过两次间隔激光照射后可实现PTT和PDT的两次治疗作用，可将结肠癌细胞活性抑制至43.4%；与此同时，包裹的羽扇豆醇释放后可与光学疗法协同激活NK细胞活性，将结肠癌细胞活性进一步抑制至16.7%，为临床结肠癌治疗提供了一种新思路。

随着社会的发展，人类对疾病标志物、食品有害因子、环境污染物等的高灵敏和高特异性检测需求不断增长。基于表面等离子体共振（SPR）的传感器作为一种无标记、灵敏度高、可用于实时检测的生物传感器，在检测各类生物化学分子方面展现出了巨大的应用潜力。本文总结了近年来常用或正在快速发展的5种SPR传感器调制方式，在每种调制方式研究现状的基础上，根据近年来增强SPR传感器的研究，从纳米材料敏化和传感器结构优化两个方面总结讨论了增强传感信号的方法，以克服传统SPR传感器灵敏度较低且难以检测低浓度、低相对分子质量物质的缺点。

微创介入治疗近年来发展迅速，具有重要临床价值。然而，微创条件下手术视野与操作范围受限，手术结果高度依赖医生经验。为解决这一问题，临床关注的焦点是如何实现手术信息的可视化、手术定量信息的获取和治疗范围的精准控制。光学辅助与激光消融技术在解决该问题上发挥了重要作用。增强现实技术提供新的可视化方式，光学追踪与传感为术中提供多维的定量信息，而激光消融则提供了精准治疗的途径。同时，光学技术与计算机视觉、人工智能、材料科学等多学科结合，推动微创介入朝着智能化、精准化、个性化的方向发展。聚焦于微创介入中的光学辅助与激光消融技术，主要从增强现实、光学追踪与感知、激光消融三方面，对相关研究进展进行综述。

光动力疗法（PDT）是治疗各种皮肤疾病的有效手段，然而PDT过程中伴随的疼痛限制了其广泛应用。论述了PDT过程中的人体微环境变化情况，介绍了疼痛产生的机理，重点介绍了瞬时受体电位（TRP）通道对疼痛产生的影响。总结了临床缓解光动力疗法中疼痛的干预手段，比较了各措施的效果。

光动力疗法（PDT）能诱导肿瘤细胞免疫原性死亡，与免疫治疗联合能够提高对各种癌症的治疗效果。基于自然杀伤（NK）细胞的免疫疗法能够增强PDT的抗癌能力。以肿瘤组织中NK细胞免疫作用的分子途径为靶点，通过药物调控增强其对肿瘤的免疫作用，并进一步联合PDT可以有效提升抗肿瘤疗效。将包封基质金属蛋白酶-2（MMP-2）抑制剂SB-3CT的β-环糊精（β-CD）与负载光敏剂Ce6的脂质体通过MMP-2响应多肽组装在一起，构建了一种肿瘤微环境/光多重响应的脂质纳米药物控制系统（MRPL-SC），在细胞和裸鼠移植瘤模型中证明了MRPL-SC介导的PDT和NK免疫疗法协同抗肿瘤作用。MRPL-SC到达肿瘤部位后，连接β-CD与脂质体核心的MMP-2响应性多肽会在肿瘤组织微环境中过表达的MMP-2的作用下水解，释放包封在β-CD中的SB-3CT，SB-3CT通过直接对MMP-2进行原位抑制来有效提升肿瘤组织中NKG2DLs的表达和NK细胞免疫响应；封装了Ce6的脂质体通过细胞内吞进入肿瘤细胞后，在660 nm激光照射下通过PDT诱导肿瘤细胞凋亡，同时进一步诱导肿瘤细胞NKG2DLs表达，实现对肿瘤组织中NK免疫的时空协同增强。MRPL-SC介导的这种光动力和NK免疫增强协同抗肿瘤作用在黑色素瘤细胞和裸鼠移植瘤模型上得到了证明。本研究不仅为开发一种新的纳米药物用于程序化释放抗肿瘤药物以及更好地整合PDT和免疫治疗提供了参考，还阐明了一种用NK细胞介导的黑色素瘤免疫治疗的新模式。

多光子激发荧光成像技术因低侵入性、强穿透力、高信噪比和高空间分辨率在生物医学光学领域得到广泛的应用，同时也成为最重要的研究工具之一。在多光子成像中过量的光子密度或激光功率会引起生物组织光损伤。光损伤决定了成像所能使用的激光功率的上限。光损伤强度与激光、组织光学参数有关，其背后的作用机制可分为光化学作用和光热作用。重点论述了光损伤的基本原理和形成机制，阐述了光损伤分析数学模型。讨论和分析了不同组织、不同波长下光损伤的一些研究进展。总结了光损伤规律：无色素组织双光子成像中光损伤以光化学作用为主，色素组织双光子成像中光损伤以光热作用为主，三光子深层组织成像中光损伤很可能来自光化学和光热协同作用。展望了降低光损伤和优化成像参数的可行策略。

飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，具有精准性、安全性和可重复性高等特点，近年来在角膜屈光手术中的应用日渐成熟。目前飞秒激光在角膜基质透镜取出术、穿透性角膜移植术、深板层角膜移植术和角膜基质环植入术中取得了良好疗效，为以往只能通过常规角膜交联和角膜移植手术进行治疗的进展期圆锥角膜提供了更多的治疗方法，包括飞秒激光辅助的囊袋内交联、角膜基质透镜植入和角膜基质环植入联合角膜交联等，克服了以往单纯手术方法只能改善视力或加固角膜的缺点，但同时存在因术中切换手术室增加感染可能、设备故障导致切割不完全、参数设置欠佳导致术中和术后出现并发症等风险。本文对飞秒激光在眼科特别是圆锥角膜治疗方面的最新应用和进展进行综述。

核酸检测是病原体检测的必备流程，也是提升重大疾病和传染病应对能力、实施精准医疗的关键，在疾病防控、临床诊断、生物安全、环境监测等领域被广泛应用。目前临床上常用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)方法进行核酸检测，但该方法的检测周期较长，且对实验室环境、硬件设备等的要求较高。本文提出了一种基于CRISPR/Cas12a(Cpf1)的核酸便捷化检测方法，并设计了一种现场快速便携式检测装置。基于前期开发的新型管中管耗材，本团队建立了基于肉眼或智能手机识别检测结果的单样本便捷核酸检测方法，并开发设计了多样本同时自动化检测的便携式小型化装置以及基于同轴光纤的荧光检测光路。基于上述方法和装置对新型冠状病毒核酸进行检测，检测灵敏度低于10 copy/μL，检测时间可缩短至32 min，检测过程中无需开盖，适用于家庭自检或现场快速检测。