随着科技的进步，人们对物质特性的认识日益向微小尺度深入，因此，微区物性的测量越来越受到人们的重视。本论文的中心之一就是利用光镊微操作技术研究微区物性，特别是微区温度的测量。温度不仅是重要的物理量，也是国际单位制中七个基本量之一。在自然界中任何物体的物理和化学性质都与温度有着密切的关系。比如在光镊微(微米尺度)操作系统中，需要了解被操作对象所处环境温度变化的情况，从而可以更好的了解和控制被操作对象的行为。 本文的工作之一就是建立利用光镊技术测量液相微区温度的方法。温度的测量都是利用物质某些性质随温度变化的特性，而所建立的新方法是通过直接测量被探测体系微区内微粒的布朗运动来确定该微区的温度。由于用作测温“探头”的微粒的尺寸是微米量级的，解决了微区温度测量中微小探测头难以制备的困难；与此同时，利用光镊技术可操控及移动微小粒子至任意确定空间位置的特点，可实现精确定位的温度测量，满足了对液相微区温度测量的实际需求。论文阐述了该方法的原理，从实验上论证了方法的可行性，并对方法的精度和进一步发展进行了讨论。 本论文进而利用所发展的新方法，从实验上研究了光镊应用中一直困扰人们的光镊光束的热效应问题，首次从实验上确证了光镊加热效应，并对光镊关闭后此热效应耗散过程进行了初步研究，由此推断得到光镊引起的小球温升，与先前的理论估测一致。所发展的方法将为针对具体研究对象选择合适的光镊参数(波长、强度)提供可靠的实验依据。我们还运用光镊技术研究了混合液体黏滞系数的组分依赖关系，这种非接触式的测量技术是采用微容量样品池进行的，所以大大降低了对样品的需求量；此外，所用样品池可以是密闭式的，使得该方法特别适用于对易挥发液体及其混合溶液的黏度测量。 本论文的另一项工作是“便携式分子马达生物传感超灵敏检测仪”的研制。面临当前世界性疾病对人类健康、社会稳定带来危害的严峻问题，寻求一种能对疾病做到早期的快速、灵敏且可靠诊断的新技术、新方法，开发出超灵敏的测定技术和便利的检测仪器具有重要的现实意义。本工作是基于合作方(中科院生物物理所的乐加昌老师研究小组)在ATP合酶旋转分子马达与免疫识别技术上的研究成果提出的。我们从物理和技术的角度讨论了相关检测分析方法和技术，提出了配套的检测装置的设计方案，完成了原理性装置的搭建和验证工作，以及样机的设计、研制及测试工作。结果显示，样机已具备观测和处理生物样品的荧光图像等最基本的功能。论文还给出了进一步完善仪器性能的改进意见。以上工作进展，为达成最终的研制目标，成就造福人类的美好愿望，奠定了工作基础。