重点实验室紧密围绕苏州大力发展光子产业、生物医药产业的重大战略，结合我校学科专业基础，通过广泛调研国际前沿发展动向，凝练生物光子领域的关键科学问题和技术问题，重点布局了以下四个研究方向。

（1）生物质与光子作用基础研究

以自然界和生物体中常见的生物质与光子相互作用现象为研究对象，包括植物和某些细菌中的光合作用、生物质对不同波长的吸收和散射特性、光敏蛋白的激活和光异构化反应等，利用第一性原理、深度学习和人工智能等手段，研究细胞、生物分子、微生物等与光子之间发生的基本物理和化学反应，构建基础理论模型来预测和分析生物分子的光谱特性、光活性分子的结构、光激活反应的方向，为生物光子科技的研究和发展构建基础的理论框架模型。

（2）生物成像和生物传感研究

发展新型非侵入性、高分辨率、无辐射损伤的新型生物成像和传感技术。研究基于光子声子相互作用发展新型在体成像技术，基于太赫兹波与生物质的相互作用发展新型在体诊断技术。研究聚集诱导发光荧光探针和碳点等新型纳米材料在活细胞成像、肿瘤标记、神经元追踪等领域的应用。通过深度学习和机器学习算法分析生物样品的光学显微图像、荧光成像数据以及其他光谱图像，自动化识别细胞结构、动态过程及生物标志物表达，从而实现快速准确的定量分析。

（3）生物分子光子器件研究

基于大分子组装与调控技术，制备新型生物分子光电传感器。包括研究动物视网膜内的色素分子感光机制，并探索基于色素分子发展新型生物光子传感器件。研究动物荧光蛋白的发光机制，并探索发展新型的生物光子发射器件。基于纳米孔道分析和光电调控生物大分子，发展更为快捷、灵敏、低成本的第三代DNA测序技术等。

（4）先进生物光子材料研究

设计和开发具有独特光学性质的新型材料，用于改善和扩展生物医学、生物传感、生物成像和治疗等领域的应用。包括开发新型生物兼容性光子材料、多功能生物光子探针、光激活药物输送系统、生物光子能量转化材料、神经光子接口材料、光动力杀菌材料等。