本论文的主题是利用微纳米技术发展新的生物学研究方法和工具，主要包括两部分内容:一部分是基于表面图案化技术的神经定向生长研究;另一部分是基于聚集诱导发光(AIE)的线粒体探针研究。　　在神经系统发育和损伤再生的过程中，微环境对神经元的突起选择路径、到达靶点，并且建立正确的突触连接都起到关键作用。微纳米技术的发展为通过调控细胞微环境来控制细胞生长发育提供了新方法。本论文的第一部分发展了基于微流控和微接触印刷的神经元定向生长技术，包括能产生长时程诱导分子梯度的共培养体系和能调控轴突的分支的基底蛋白修饰方法。利用这些工具，我们做了以下研究:　　(1)构建了一种基于微流控图案化的共培养体系，可以在数天内精确控制神经元与其它细胞之间的距离并诱导产生信号Slit的浓度梯度。研究结果表明Slit浓度梯度可以诱导和调控海马神经元的轴突成束。药物处理和免疫印迹结果表明ROCK-myosinⅡ信号通路参与该过程，表面粘附分子L1CAMs的表达量也会减少。　　(2)结合微接触印刷和微流控图案化技术，我们制备了一系列层粘连蛋白密度急剧变化（变化程度不同）的基底，结果显示胞外基质图形的急剧扩大和层粘连蛋白的密度的急剧变化都会促进轴突分支。我们还发现由层粘连蛋白密度变化诱导的轴突分支需要myosinⅡ的参与。基底密度的变化诱导轴突两侧线状伪足上的粘附复合体的组装，并造成粘附复合体的不对称分布和生长锥的不对称形态，最终诱导轴突分支。　　线粒体的成像和示踪是生物学研究中应用最为广泛的方法之一。本论文的第二部分主要研究了TPE-indo分子的聚集诱导发光特征以及其在线粒体标记、线粒体膜电位的检测以及肿瘤治疗方面的应用。　　综上所述，我们利用微纳米技术研究了细胞微环境与神经元定向生长之间的相互作用，以及新的线粒体成像探针。这些研究结果将为细胞生物学的基础研究提供便利的平台。