バイオフォトニクス
バイオフルオレッセンスは、本質的に蛍光タンパク質もしくは目標のバイオマーカーに共有結合した合成蛍光分子による、紫外線・可視光の吸収と、より低いエネルギー準位(S_1励起状態がS_0基底状態に緩和する)での光子の続けて起こる発光を記述する。バイオマーカーは指標分子、疾患、苦痛であり、ex vivoで組織試料を顕微鏡で調べることや、血液、尿、汗、唾液、間質液、房水、痰などのin vitroで調べることで生体内の全身を監視している。刺激光は電子を励起し、エネルギーを不安定な準位に上昇させる。この不安定性は不利であり、励起された電子は不安定になるとすぐに安定状態に戻る。安定した基底状態に戻るときに起こる励起と再発光の間の時間遅延は、再放出された光子を異なる色にする(すなわち低エネルギーに緩和し、それによりプランク・アインシュタイン関係式E={\frac {hc}{\lambda }}により支配されるように、吸収された励起光よりも放出される光子はより短い波長にある。この安定性への戻りは、蛍光の形の過剰エネルギーの放出に対応する。この光の放射は、励起光がなお蛍光分子に光子を提供している間にのみ観察され、典型的には青、緑の光により励起され、紫、黄、橙、緑、シアン、赤色の光を放射する。バイオフルオレッセンスは、バイオルミネッセンスやバイオフォスフォレッセンスなどとしばしば混同される。
蛍光顕微鏡法とフェムト秒レーザを組み合わせたものであり、「250μmまで組織に浸透し、3次元空間で単一細胞を標的にすることができる」 オースティンのテキサス大学の研究者により特許取得されたこの技術は、外科医が目や声帯などの領域の繊細な外科手術において、健康な周囲の細胞を妨害もしくは損傷させることなく、病気もしくは損傷した細胞を摘出できることを意味する。