由于光镊可实现对生物活体样品的非实体接触无损伤操作,光镊技术及其应用得到越来越多的物理及生物学家的热切关注.该课题内容涉及光镊系统的研制、光镊系统的关键技术及其在生物中的应用研究.在关键技术研究方面,针对四象限探测器所要探测的信号较弱这一技术难点作了较为深入的研究.从理论和实验两方面对照明光路进行了合理布局,并从理论上计算了小球光放大倍数与输出信号的关系,指出了得到最佳信号的光放大倍数范围.在刚度的校准中,针对三角波驱动样品台进行刚度校准时,小球的信号上出现振荡干扰这一现象,进行了理论和实验分析,并对此问题提出了解决措施,最终消除了振荡,拓宽了力的校准范围.在应用上,我们成功地实现了红细胞、酵母细胞、大肠杆菌、巨噬细胞、叶绿体、等样品的操作.在力的测量方面,测量了白血病癌细胞的静态膜丝力和膜丝形成的动态过程.并对乳腺癌细胞在不同条件下的膜丝力作了比较.结果表明,在不同条件下的细胞膜丝力有明显差别.此外,我们还对微管在药物作用下断裂的力学机制进行了初步尝试.