生物光子學是生物學和（生物）光子裝置的組合。光子學是一種用于產生，操縱和檢測光子和量子單位中的光的技術。光子學與電子和光子有關。光子在諸如光纖之類的信息技術中起著核心作用，這是由電子學中的電子學來完成的。

生物光子學可以說是“用于研究生物分子，細胞和組織，尤其是成像技術的開發和應用的光學技術”。使用構成生物光子學的光學技術的主要優勢之一是能夠完整存儲完整的活細胞。

因此，生物光子學已成為處理與光子發生生物相互作用的所有技術的公認通用術語。這是指從生物分子，細胞，組織，生物和生物材料產生的輻射，檢測，吸收，反射，修飾，發光產生。應用領域是生命科學，醫學，農業和環境科學。類似于“?電?”和“?電子?”之間的區別，諸如治療和外科手術等領域主要使用光來傳輸能量，而諸如診斷的領域則使用光來激發物質并將信息返回給操作員有區別。在大多數情況下，生物光子學是指后一種應用。

生物光子學是一個涉及電磁輻射與生物材料（體內組織，細胞，亞細胞結構，分子等）相互作用的跨學科領域。

近年來，它為與液體，細胞和組織有關的臨床診斷和治療創造了新的應用。這些進步使科學家和醫生能夠使用工具對血管和血液進行出色的非侵入性診斷，并更好地檢查皮膚病變。除了新的診斷工具，在生物技術光子學，光熱新，前進光動力學，組織治療導致。

皮膚科

通過觀察光與生物材料之間的許多復雜相互作用，生物光子學領域提出了可供醫師使用的獨特診斷技術。生物光子成像技術為皮膚病學提供了xxx可用于診斷皮膚癌的非侵入性技術。傳統的皮膚癌診斷方法需要進行視覺評估和活檢，但是借助新的激光誘導熒光光譜法，皮膚科醫生可以產生患者皮膚和惡性組織的光譜照片。可以比較。這為醫師提供了早期診斷和治療選擇。

“在光學技術中，光學相干斷層掃描（OCT成像）是一種基于激光掃描的新成像技術，被認為是區分健康組織和健康組織的有用工具。”消除了皮膚切除的需要。這消除了在實驗室中處理皮膚樣本的需要，從而減少了人工成本和處理時間。

另外，這些光學成像技術可以在常規手術方法期間用于確定病變邊界并確保去除整個患病組織。這是通過將被熒光材料染色的納米顆粒暴露于可接受的光子來實現的。具有熒光染料和標記蛋白功能的納米顆粒聚集在選定的組織類型中。當顆粒暴露于對應于熒光染料的波長的光時，患病組織發光。這使外科醫生能夠快速，直觀地識別健康和不健康組織之間的邊界，從而減少了手術時間并提高了患者的康復率。“使用介電泳微陣列裝置，可以快速分離納米顆粒和DNA生物標記并將其濃縮在特定的顯微鏡位置。通過落射熒光顯微鏡可以很容易地檢測到這些位置。”

光學鑷子

光學鑷子（陷阱）是用于操縱微觀粒子（例如原子，DNA，細菌，病毒和其他納米粒子種類）的科學方法。利用光的動量將很小的力施加到樣品上。該技術中，細胞結構和分類允許細菌的運動的跟蹤，和細胞結構的修改。

激光微刀

熒光顯微鏡和飛秒激光的結合，“可以穿透組織達250 cm，并靶向3D空間中的單個細胞”??由德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員獲得專利這項獲得的技術意味著，外科醫生可以通過敏感的手術程序在眼睛和聲帶等區域去除病變或受損的細胞，而不會干擾或損害健康的周圍細胞。

光聲顯微鏡（PAM）

它是同時使用激光技術和超聲技術的成像技術。這種雙重成像方式在深部和血管組織成像中遠優于以前的成像技術。通過觀察“水含量，血氧飽和度和血紅蛋白濃度”，提高的分辨率可提供深層組織和血管系統的高質量圖像以及癌癥和健康組織的非侵入性分化啟用^[7]。研究人員還可以使用PAM診斷大鼠子宮內膜異位癥。

低功率激光療法（LLLT）

盡管其功效尚有爭議，但可通過修復組織并防止組織死亡來治療傷口。但是，最近的研究表明，LLLT在減輕炎癥和緩解慢性關節痛方面更有用。另外，它在治療嚴重的腦損傷和外傷，中風和變性神經系統疾病中可能有用。

光動力療法（PT）

使用光合化學物質和氧氣誘導細胞對光的反應。它可以用于殺死癌細胞，治療痤瘡和減少疤痕。它也可以用來殺死細菌，病毒和真菌。該技術幾乎沒有甚至沒有長期副作用，比外科手術的侵入性小，并且比放射線更容易執行。然而，治療僅限于表面和器官可以被暴露于光，以消除癌癥治療的深部組織的。

光熱療法

最常見的是，貴金屬納米顆粒用于將光轉換成熱。納米粒子被設計為吸收700-1000 nm范圍內的光線，而人體是光學透明的。當顆粒暴露于光時，當顆粒暴露于光時，顆粒被加熱并且周圍的細胞被熱療法破壞。由于光并不會對相互作用直接與組織，副作用光熱治療長期更少的，它可用于對身體核心的治療癌癥的。

熒光共振能量轉移（福斯特共振能量轉移，也稱為FRET）用于以下過程：兩個激發的“熒光團”將能量彼此非輻射地（即，不交換光子）傳遞。學期?通過仔細選擇這些磷光體的激發并檢測其發射，FRET已成為生物光子學領域中使用最廣泛的技術之一，從而為科學家提供了檢查亞細胞環境的機會。是的?

生物熒光基本上吸收紫外線和可見光，并通過與目標生物標記物共價結合的熒光分子或合成熒光分子降低能量水平（S_1激發態松弛到S_0基態）。描述隨后的光子發射。生物標記物是指示分子，疾病和疼痛，可以通過在顯微鏡下檢查組織樣品進行體內檢查，或者在體外使用血液，尿液，汗液，唾液，組織液，房水，痰液等進行檢查。監控整個身體。刺激光激發電子并將能量提高到不穩定的水平。這種不穩定性是不利的，并且一旦被激發的電子變得不穩定，被激發的電子就回到穩定狀態。當返回到穩定的基態時，激發和重新發射之間的時間延遲導致重新發射的光子具有不同的顏色（即，松弛到較低的能量，從而使普朗克-愛因斯坦關系E = { frac由{hc} { lambda}}支配，所發射的光子的波長短于吸收的激發光，而這種返回到穩定性的原因是由于以熒光形式發射了過多的能量。僅當激發光仍為熒光分子提供光子時才觀察到這種發光，通常由藍光和綠光以及紫色，黃色，橙色，綠色，青色激發它發出紅光，生物熒光常常與生物發光和生物磷光混淆。

盡管生物發光與生物熒光的不同之處在于它是通過體內化學反應自然產生的光，但這意味著從自然環境吸收和再發射光。

生物磷光與生物熒光相似，因為它需要特定波長的光作為激發能量的來源。此處的區別在于受激電子的相對穩定性。與生物熒光不同，此處的電子在禁止的三重態（不成對的自旋）中保持穩定，導致發射時間更長，因此，在去除刺激光源之后，發射時間更長。 “閃閃發光”的效果

所使用的光源主要是光束。LED和超發光二極管也起著重要作用。在生物光子學中使用的典型的波長為600nm（可見光從3000nm）（近紅外?IS）。

激光在生物光子學中起著越來越重要的作用。用途最廣泛的光學工具，具有精確的波長選擇，最寬的波長范圍，最高的可聚焦性以及由此產生的獨特光譜特性，例如最高的光譜分辨率，強大的功率密度和寬的激發時間它已成為。結果，市場上可以看到來自許多供應商的各種不同的激光技術。