本文主要介绍了以动态多功能光镊实验平台为基础，设计搭建的双光镊差分探测和光镊一显微拉曼光谱系统。这两个系统分别应用于生物单分子测量和拉曼光谱分析，尤其是单个活细胞拉曼光谱。　　 本文的内容总体上分成两个部分：　　 第一部分主要是构建了双光镊差分探测系统，并对系统的精度进行了测试。根据实验室现有的条件，重新设计制作了四象限探测器(QPD)，提高了测量精度和仪器稳定度。提出并实现了基于双QPD的双光镊差分探测系统，实验结果表明，该系统对光镊的控制精度达到1.91nm，测量聚苯乙烯小球的相对位置精度达到4.5nm。同时，该系统能够减少外界因素对测量的影响，例如机械振动，温度波动，激光指向波动等的影响，这些因素都是单分子测量中所必需解决的问题。　　 第二部分主要构建了光镊一显微拉曼光谱系统，并将该系统应用于实验研究。显微拉曼光谱为生物学单个活细胞研究提供了一种快速、原位、实时检测技术，被日益受到重视。但悬浮细胞在溶液中存在热运动，不易被准确激发，若将其固定在基底上，基片会对细胞的拉曼光谱产生明显影响。我们独立提出了光镊一显微拉曼光谱的设计方案，该方案用一束对细胞损伤极小的红外光镊悬浮固定待测细胞，用另一束可见激光作为拉曼激发光源，从而精确获得细胞局部微区拉曼光谱。该系统以Ar+激光器为光谱激发光源，以Nd：YAG1064nm激光为光镊光源，将两束激光同时耦合到倒置荧光显微镜中，拉曼散射光通过光谱仪分光，用高灵敏CCD对光谱进行采集。光镊用声光偏转器(AOD)和纳米精度PZT转镜进行精确操控。我们用该系统分析了纯化学物质（聚苯乙烯小球，单壁碳纳米），活细胞（大白鼠血细胞，酵母细胞，人白血病U937细胞）的微区拉曼光谱，并将实验结果与用其它方法获得的拉曼光谱做了比较。实验表明，用光镊一拉曼光谱方法所获得的信号有显著提高。我们发现了激光对血细胞吡咯环的影响分为先后两个过程，进行了三维活细胞拉曼光谱和拉曼成像的尝试，利用光镊一显微拉曼光谱系统初步实现并分析了活细胞(U937)的三维扫描光谱。