设计合成了一种含双酯基的1，2，3-三氮唑化合物，与罗丹明B酰肼结合生成了具有“开-关”性质的荧光探针（简称L₂），应用光谱学表征了L₂的物理化学参数。L₂分别在DMF/Tris-HCl（1∶1，v/v，pH=6.0，20 μmol/L）和MeOH（20 μmol/L）溶液中对Hg²⁺和ClO^-显示出高选择性和灵敏性；利用荧光和紫外光谱分别测定了L₂对19种金属离子和14种阴离子的光学性能。实验表明，Hg²⁺和ClO^-的存在使得L₂在585 nm和576 nm均有一个新的发射峰出现；同时伴随着荧光强度明显的增强，溶液体系发生了裸眼能识别的显色变化，表明Hg²⁺可以将罗丹明分子的酰肼闭环结构转换为开环结构，并以1∶2的比例方式生成了一种新配合物，这也被质谱、工作曲线、核磁滴定和TD-DFT计算的结果所证实；L₂对Hg²⁺和ClO^-的检测限分别为7.45 nmol/L和 0.67 μmol/L。此外，生物活性测定显示L₂对HeLa细胞有非常低的毒性，并且可用于HeLa细胞中Hg²⁺和ClO^-的细胞成像，表明L₂在体内可进行微测定Hg²⁺和ClO^-的巨大潜力。

细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像，受光纤照明及杂散光的影响，其图像存在不均匀光照，且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此，本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正算法。根据图像信息由光照分量和反射分量组成这一基础，该算法通过卷积神经网络学习图像的光照分量，并基于二维Gamma函数实现不均匀光照校正。实验表明，经本文方法进行不均匀光照校正后，图像的光照分量平均梯度和离散熵分别为0.22和7.89，优于自适应直方图均衡化、同态滤波和单尺度Retinex等传统方法以及基于深度学习的WSI-FCN算法。

藻细胞显微图像快速自动获取具有重要的应用价值。针对微流控-显微成像技术中样品进样效率与细胞成像质量问题，研究了基于藻细胞通过荧光检测窗口持续时间的样品平均流速检测方法，并提出基于体积流量调节的微流控自动进样分段控制方法。结果表明，进样速度在10～30 μL/min范围内，样品平均流速检测误差小于5%；分段控制实现了藻细胞显微图像的高质量自动获取，与显微镜检成像质量基本一致，且样品进样速度提升68%以上。研究结果为藻细胞显微图像高效自动获取提供了有效实用方法。

液体活检技术的兴起为黑色素瘤的快速、准确诊断提供了新的机遇。然而，普通循环肿瘤细胞活检基于上皮黏附蛋白进行阳性富集，但信号标记的有机荧光探针存在量子效率低的问题，导致检测黑色素瘤循环肿瘤细胞时准确率和灵敏度较低。本文以高量子效率的金属卤化物钙钛矿量子点作为信号标记物，以黑色素瘤来源的外泌体作为生物识别分子，构建了一种用于黑色素瘤液体活检的循环肿瘤细胞检测新策略。与商品化的上皮细胞黏附蛋白富集策略相比，本研究报道的复合探针检测新策略，其检测灵敏度提高了一个数量级，并且具有良好的亲水性和低毒性。实验结果证明了外泌体引导的金属卤化物钙钛矿量子点指示的黑色素瘤循环肿瘤细胞检测新策略具有理想的应用前景。

设计了一种利用牛血清蛋白(bovine serum albumin，BSA)包裹吲哚菁绿(indocyanine green，ICG)和RG108的纳米材料ICG/RG108@BSA。吲哚菁绿在近红外激光诱导下可以活化Caspase-3蛋白，RG108通过抑制DNA甲基化来上调GSDME蛋白表达，从而增强了Caspase-3蛋白切割GSDME蛋白引起的膀胱癌细胞焦亡。ICG/RG108@BSA具有优异的生物相容性，能够被膀胱癌细胞有效吞噬。ICG/RG108@BSA在755 nm激光激活下，会对膀胱癌细胞产生明显的杀伤效果，其中小鼠膀胱癌细胞Mb49的存活率仅为6.9%，人膀胱移行细胞癌细胞T24的存活率仅为10.7%。同时755 nm激光激发的ICG/RG108@BSA材料也成功诱导了膀胱癌细胞焦亡，为膀胱癌的肿瘤免疫治疗提供了有利的条件。