神经环路动态功能的解析是当前脑科学领域的重点和难点，微型化显微成像技术为其研究提供了重要手段。相较于双光子荧光成像和光纤光度法，微型化显微系统能够在模式动物自由活动状态下进行长时程、单细胞分辨率、实时成像。近十几年来，科学家们围绕可穿戴、高稳定性要求，先后研制了单光子、多光子成像系统，并从荧光探针、光电子元件、数据传输等方面进行不断优化，提升系统性能，扩展应用范围。将从成像原理、基本结构、系统优化、应用方案及未来发展方向等方面对微型化显微成像系统进行分析和讨论，综述各方向研究进展，旨在为该领域技术提升和神经科学应用提供参考。

近红外（ NIR）光诱导的光热治疗（ PTT）因其无创、非侵入、毒副作用低、可精准靶向治疗等特性，已成为肿瘤精准治疗的新型手段。凭借其独特的表面等离激元共振（ SPR）特性及其高效的光热转换效率、生物毒性与良好的光稳定性，金纳米颗粒（ Au NPs）已成为理想的光热治疗剂。而高质量成像技术是实现有效光热治疗的可靠有力的工具，尤其是多模态成像技术，比起单一成像方式具有更卓越的性能，为更全面、更精准的肿瘤成像提供了可能，显著提高了非侵入性医学治疗的潜力。 NIR光激发的稀土上转换纳米颗粒（ UCNPs），因其丰富的 4f电子结构展现出磁性、荧光、 X射线衰减和放射等多功能特性，使其作为造影剂在多模态成像领域展现了重要的应用前景。因此，构建 NIR光诱导的 Au NPs/UCNPs复合纳米体系，可用于多模态成像引导下的光热治疗，有望成为癌症诊疗的一种新策略。本文简单介绍了 Au NPs、UCNPs的光学特性，重点综述了 NIR光诱导的 UCNPs-Au NPs（纳米壳、纳米棒、纳米团簇）复合纳米体系在癌症光热治疗领域的最新研究进展，并对其实现诊疗一体化的未来进行了展望。

铜质文物是中国古代文明发展历程的重要物质载体, 具有多重价值。 铜质文物在埋藏和保存过程中会发生腐蚀, 导致器物表面被多种锈蚀产物覆盖。 各类锈蚀产物对文物稳定性的影响不同, 其中含氯锈蚀产物最受关注, 因其多与“青铜病”有关。 “青铜病”是一种由氯离子引发的快速腐蚀现象, 可能对铜质文物的本体造成严重危害。 因此, 锈蚀产物的快速、 准确鉴定对铜质文物的保护与研究具有重要意义。 本研究以中国国家博物馆藏铜半结跏泥金观音表面锈蚀产物为研究对象, 综合利用大幅面X射线荧光成像（MA-XRF）、 光纤反射光谱（FORS）、 扫描电镜能谱（SEM-EDS）、 激光共焦显微拉曼光谱（Raman）几种方法对锈蚀产物成分结构及分布位置进行分析研究。 研究结果表明该观音造像表面锈蚀产物主要包括碱式氯化铜（氯铜矿和斜氯铜矿）和蓝铜钠石。 此外, 还发现了一种含锌的碱式氯化铜, 推测其分子式为Cu3.52-3.64Zn0.36-0.48(OH)6Cl2。 这类锈蚀产物在铜质文物表面鲜少发现, 该研究结果为其鉴定研究提供了新的参考数据。 综合各类分析结果, 进一步揭示了观音造像表面各类锈蚀产物的分布情况, 确定了碱式氯化铜主要分布于观音造像头冠部、 面部、 手部、 腿部、 底座、 足部等位置。 研究结果为准确判断该件文物受“青铜病”影响的严重程度提供了科学依据, 对该观音造像的合理有效保护具有重要意义。 广域和微区分析方法的有效结合也为铜质文物锈蚀产物分析提供了新思路。

单分子免疫检测,是指将免疫复合物限制在极小的体积内,对产生的信号进行计数,是一种“数字化”的免疫检测技术。单分子免疫检测仪的核心类似于一个荧光显微系统,但普通的荧光显微镜结构复杂,且与生物芯片规格无法匹配,不能很好地满足检测需求。针对自行研制的生物芯片规格,合计了一套高性能的单分子免疫检测光学系统。根据设计要求,确定了合适的初始结构; 在荧光显微系统原理和像差分析理论的基础上,使用光学设计软件Zemax对系统进行反复优化设计; 设计出了满足单分子免疫检测成像要求的光学系统。系统的成像部分由15片折射透镜组成,工作距离为4mm,放大倍率为-4.52,调制传递函数值在奈奎斯特频率73lp/mm处均大于0.44,畸变为0.8%,照明部分采用柯勒照明方式,在整个视场范围内,物面上的照度均匀度达到97%。整个系统采用国产常规玻璃,有利于加工和降低成本。经优化后的高分辨率荧光显微系统结合当前发展成熟的全自动化检测技术,可以极大提高单分子免疫检测的检测灵敏度和准确率。

为了解决食品生产加工场所的卫生检查地点不固定、检测效果受环境因素影响大等问题，根据不同种类食品残留物在紫外光照射下产生不同波长荧光的特性，采用荧光成像技术和分块大津算法，开发了一种能够协助现场检测员进行视觉卫生检查的手持式荧光成像设备。利用3种常见材料表面(木制案板、不锈钢板、聚乙烯塑料板)对奶粉(体积分数为50%、33%、20%、10%、2%)和菠菜残渣(体积分数为50%、33%、25%、20%、10%)进行了实验验证。结果表明，该系统可以协助检测员进行卫生安全检查，不同体积分数菠菜残渣在3种材料表面检出率为100%，不同体积分数奶粉残留物在木制案板和不锈钢板表面检出率为100%，在聚乙烯塑料板表面，除体积分数为2%的奶粉残留物部分检出外，其余体积分数奶粉残留物均能有效检出。该研究为食品加工场所手持式卫生检测设备开发提供了参考。

为了探究干旱胁迫对茶树幼苗叶绿素荧光参数的影响, 选取龙井茶树幼苗进行干旱胁迫实验。利用叶绿素荧光成像技术提出斜率荧光指数SFI评估茶树幼苗干旱胁迫状况, 计算1~8天内同一时刻灰度均值的极差R, 以R的相对误差δ＜5%确定极差稳定的时间范围, 建立该区间内曲线上各点斜率变化与胁迫天数的相关模型。分析比较了斜率荧光指数SFI、动态荧光指数DFI、光合功能指数PFI、荧光衰减比率Rfd与胁迫天数之间的相关性。结果表明: Rfd和PFI与胁迫天数之间没有明显的相关性, SFI和DFI与胁迫天数之间有相关性。感兴趣区域ROI为50×50pixel时, SFI与干旱胁迫的天数之间的相关性(决定系数R2=0.94)明显高于DFI与胁迫天数之间的相关性(R2=0.60)。利用SFI评估茶树幼苗受干旱胁迫状况具有更高的准确率, 为现代农业中监测植物生长状况提供了参考。

细胞超微结构的原位解析是当前的一个研究热点。冷冻电子断层扫描成像技术（cryo-ET）是目前细胞原位结构解析的核心技术。cryo-ET只能对厚度小于300 nm的样品进行成像，因此利用cryo-ET研究细胞超微结构时首先需要对细胞进行减薄。聚焦离子束（FIB）切割是目前冷冻生物样品减薄的主流技术。传统FIB切割只能在细胞的任意位置上进行“盲切”，无法对细胞内部特定研究目标进行定点切割。光电融合成像技术（CLEM）恰可解决这一问题。CLEM利用荧光成像技术识别并定位研究目标，通过光电图像的关联匹配，可在FIB图像中确定荧光目标的位置，进而指导FIB的定点减薄。针对荧光导航cryo-FIB减薄的相关技术方法、仪器设备和工作流程进行了梳理，分析对比了主流方案的优缺点，旨在帮助研究者选择出合适的荧光导航FIB减薄方案，并对该技术的未来发展方向进行了展望。