共焦荧光显微术和全内反射荧光显微术在分子生物学、分子化学及纳米材料等领域受到了广泛关注。本文就这两种技术在生物活体细胞中的应用进行了探索。 首先，利用激光扫描共焦显微镜，将一种新的汞离子探针运用于对活体细胞中微量汞离子的检测。当探针在水溶液中与汞离子发生反应以后，它的荧光光谱将会产生约50nm的蓝移。这个探针具有很高的灵敏度和离子选择性，并且不会受到pH的影响。在水溶液中，无论是单光子或双光子激发，探针的探测极限可以达到ppb水平。用这种探针探测纤细裸藻细胞(Euglena gracilis 277)中的汞离子时，可以观察到荧光峰会有大约32-35nm的蓝移，这个位移较溶液中要小，可能是细胞中复杂的环境所带来的的溶剂效应引起的。然而，在细胞中当探针或汞离子浓度很低时，由于荧光信号较弱，它的单光子光谱会受到细胞的自体荧光的干扰。但是因为探针的双光子吸收截面比自体荧光物质的高很多，所以其双光子光谱仍然具有很好的信噪比。 另一方面，利用全内反射显微镜在单分子条件下，研究中性pH溶液中的牛血清白蛋白(BSA)在石英表面的吸附作用。从结果可以看出99.3％的BSA分子是没有粘性的，即使能够吸附，也会很快解吸附。相反另外0.7％的BSA具有很大的粘性。这种异质性是集合平均无法测量到的。我们根据单分子的测量结果，建立了一种新的BSA表面吸附的动力学模型。为了通过调节BSA的环境条件来有效地控制其在石英表面的吸附，因而研究了BSA分子在不同pH值下的状态。结果发现在不同pH值下，BSA分子的吸附会发生变化，所以可以通过调节pH值来改变其吸附状态。但是这些改变并不是很明显，因此我们又利用溶剂效应来更有效的控制其吸附。在乙醇溶剂中，常规BSA分子会大量的转变为粘性分子。因此，只要能够控制溶液中乙醇的浓度，我们就可以很有效的控制BSA分子在石英表面的吸附。