生物光子学是由光子学、生物学、生物医学、化学、物理相融合的交叉学科。由于其在生物过程机理研究、疾病早期诊断以及新型光导/光激发疗法上的应用潜力，最近几年来受到国际学术界的广泛关注。而光学生物成像是生物光子学的一个重要研究领域，其迅速发展为细胞/组织级别上病变机理的研究，分子级别上生物动态过程的研究提供了有力工具。荧光生物成像由于荧光本身参数诸多(频谱、发光效率、荧光寿命、偏振等)，为考察细胞内生物化学、生物物理、分子动力学机制提供了多种研究途径。本文正是利用新型的荧光生物成像技术，考察了酵母细胞中膜蛋白Shol的运动状况和传输机制，并提出了一种新型的荧光标签和利用该标签实现的独特的FRET成像技术。 本文首先对于荧光过程的原理、荧光显微工具的发展以及新兴的荧光成像技术进行了概述，并且对于本论文中涉及的成像技术和研究方法进行了详细的介绍，然后对于两个相对独立的项目的研究目的、研究方法、实验过程、实验结果及分析结论进行了详尽的阐述。 为了研究酵母细胞中Shol的运动规律与传输机制，我们选择了芽殖酵母细胞不同部位进行了荧光漂白后恢复(FRAP)的实验以考察Shol在不同部位的迁移速率，并且通过观察有无Latrunculin A 影响的情况下实验结果的异同分析了肌动蛋白在Shol传输中的作用，最后对于去除了SH3域的Shol突变体进行了同样实验以考察SH3域在Shol传输中的作用。该研究为酵母细胞中蛋白-蛋白相互作用以及信号传导机制的研究提供了新的途径。 包含聚集增强型染料BDSAO作为FRET给体和 NileRed 作为荧光受体的ORMOSIL 纳米颗粒用于生物细胞的双光子成像可以在提高激发光穿透深度的同时提高信号光的采集效率，并且有效的减缓给体染料的光漂白，从而在整体上提高了双光子成像的性能。