低折射率的纳米探针由于折射率低、尺寸小，在定位检测与光学捕获方面带来了极大的挑战。本课题组通过荧光图像定位，利用上转换纳米粒子的高荧光特性结合二维图像分析的方法，解决了低折射率检测问题。与此同时发现并解释了利用镧系掺杂纳米材料会引起离子共振效应，并由此来提高纳米粒子的光力。最终得到了在同体积下光力增强30倍的效果，并免除了光捕获在纳米尺寸上折射率差的需求。这一突破性成果给科研领域带来了许多新的研究方向，例如开发一种用于细胞内操纵细胞器的光力探针，或者具有温度感应和激光冷却功能的多模态光学捕获。在此基础上，还对单次扫描超分辨成像技术，与深组织超分辨率成像技术进行了研究。基于这些研究基础，未来将研发一种通过纳米粒子的共振特性与荧光定位技术相结合的技术，用来研发高精度力学测量光镊。将这项技术应用到细胞表面蛋白或者细胞器的力学检测上，将会对以往无法操控的细胞器或表面蛋白进行更深入的研究。