激光對(duì)生物體的作用效應(yīng)大致可以從光、熱、壓力、電磁場(chǎng)等幾個(gè)方面加以考慮：
1、光效應(yīng)
一般來(lái)說(shuō)，光和物質(zhì)的相互作用是個(gè)基礎(chǔ)。有機(jī)物由于吸收了光，而發(fā)生分解和電解，發(fā)生熒光產(chǎn)生熱，這符合一般地光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，即只有被吸收了的那一部分光，才可能對(duì)有機(jī)物發(fā)生作用。因此，研究激光對(duì)有機(jī)物的影響時(shí)，激光波長(zhǎng)地透射率（T）和吸收率（A）就成為重要的因素，TA值大，光效應(yīng)就強(qiáng)。另外，由于激光具有能量密度極高的特點(diǎn)，還可能導(dǎo)致有機(jī)物發(fā)生多光子吸收的非線(xiàn)形效應(yīng)和其它效應(yīng)，而使有機(jī)體產(chǎn)生較大的突變效應(yīng)。
各種生物有機(jī)體由于其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的不同，對(duì)不同波長(zhǎng)的激光的反應(yīng)是不同的，為了獲得理想的光效應(yīng)，需要反復(fù)實(shí)驗(yàn)，才能確定其有效的作用光譜范圍。在用普通的紫外光誘發(fā)突變的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)明確其有效的作用光譜為2000-3000埃，而以2600-2650埃最為明顯，這是和DNA的吸收光譜相一致的。至于激光的作用光譜是否與此符合，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)回答。
2、熱效應(yīng)
激光是時(shí)空上的相干輻射，它對(duì)有機(jī)體的熱效應(yīng)十分顯著，而且不同于一般的光熱效應(yīng)。如將脈沖振蕩的紅寶石激光器和釹玻璃激光器的激光，聚焦于有機(jī)物的微小部分，持續(xù)幾微秒的時(shí)間，就能使這部分的溫度上升幾百度，并且其溫度下降的速度，比激光以外的任何方法都要來(lái)得慢。遺傳學(xué)的研究證明，激溫是誘發(fā)突變的一個(gè)因素。例如用不同溫度處理果蠅，在14℃下突變率為0.086%，22℃時(shí)為0.191%，28℃時(shí)為0.347%。依此計(jì)算，在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度較常溫每升高10℃，突變率可以增加一倍。激溫能夠引起突變的原因，可從量子變化規(guī)律來(lái)理解。據(jù)估算每一基因是由大約1000個(gè)原子所組成的分子，熱能運(yùn)動(dòng)在代謝過(guò)程中經(jīng)常進(jìn)行，基因中的原子就可能受到高能量的作用而改變位置，變成異構(gòu)分子，因而引起突變。
3、力效應(yīng)
壓力效應(yīng)來(lái)自?xún)煞矫妫?/span>
① 激光聚焦后會(huì)產(chǎn)生極大的功率密度，因而會(huì)產(chǎn)生很大的輻射壓力。例如，當(dāng)功率密度為108瓦/厘米2時(shí)，其輻射壓力可達(dá)3.4×104達(dá)因/厘米2，即3.4×10-2大氣壓。
②由于聚焦激光在有機(jī)體組織中產(chǎn)生的局部瞬間熱效應(yīng)，造成組織的膨脹、汽化、變形，從而產(chǎn)生所謂的次生沖擊波壓力。
光壓和次生沖擊波構(gòu)成的總壓力可能引起有機(jī)體結(jié)構(gòu)和組成的改變，從而引起性狀的變異。
4、電磁場(chǎng)效應(yīng)
激光是一種高能量的電磁波，伴隨著激光的強(qiáng)光必然也產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的電磁場(chǎng)。例如，當(dāng)激光的功率密度達(dá)到5×1014瓦/厘米2時(shí)，就可產(chǎn)生4×108伏特/厘米2的強(qiáng)大電場(chǎng)，從而可使有機(jī)體組織的分子、原子離化以及產(chǎn)生自由基等。這些變化可以引起DNA分子中氫鍵的斷裂和堿基的替換，即使基因物質(zhì)發(fā)生了改變。改變了的基因在復(fù)制其自身時(shí)就能產(chǎn)生突變。
總之，激光可能通過(guò)光、熱、壓力和電磁場(chǎng)效應(yīng)對(duì)生物有機(jī)體發(fā)生作用，由于作用強(qiáng)度的不同，使有機(jī)體表現(xiàn)出刺激或抑制的效應(yīng)，至于哪一種效應(yīng)占主導(dǎo)地位，需視具體條件而定，但是其中的光效應(yīng)無(wú)疑是基礎(chǔ)。
激光在除藻工藝中的應(yīng)用可能性
藻類(lèi)是自養(yǎng)生物，憑借自身的葉綠素，吸收陽(yáng)光、水分、CO2等，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，制造有機(jī)物，從而生長(zhǎng)、繁殖。所有的光生物學(xué)過(guò)程都具有如下特征：色素分子的光吸收，光激發(fā)，分子內(nèi)能級(jí)之間的躍遷，能量向反應(yīng)中心的轉(zhuǎn)移。毫無(wú)疑問(wèn)，光是其中的重要因素，也就是說(shuō)，我們可以通過(guò)控制、改變光作用的條件，來(lái)影響和研究光化學(xué)反應(yīng)，也即是影響和研究生物體（如藻類(lèi)）的生物特性。改變光作用的條件，可以是改變光閃爍的持續(xù)時(shí)間、光的能量、功率、功率密度等等。通過(guò)這樣的一系列實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，我們就可以研究初級(jí)光反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律性及各個(gè)階段的特性。
如前所述，激光是一種新型的光源，它具有普通光源所沒(méi)有的高單色性、高亮度、大能量、大功率和功率密度、極短的發(fā)光時(shí)間等特性。現(xiàn)在，由于有機(jī)染料激光器等技術(shù)的發(fā)明，制造從短的真空紫外到長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外光譜區(qū)域的輻射頻率可調(diào)的激光器都不成問(wèn)題。著對(duì)于生物學(xué)研究是非常重要的，因?yàn)槟壳霸谏矬w的光譜學(xué)里所采利用的主要波段為2000埃到10000埃。選擇上述的光譜區(qū)域，主要是根據(jù)包含在生物組織的組成里的復(fù)雜有機(jī)分子的電子吸收光譜的結(jié)構(gòu)資料。所以，在目前的研究工作中利用激光器這種新型光源是可能的和需要的。
激光輻射法除藻的研究
按其作用和方法激光器在生物學(xué)中的應(yīng)用可以從不同的方面予以實(shí)現(xiàn)，具體到我們目前的課題，我們就僅研究激光輻射同生物體系（藻類(lèi)）的相互作用和它對(duì)物質(zhì)交換的各個(gè)方面的影響的機(jī)制和特征。
研究激光輻射對(duì)生物細(xì)胞的大量交換過(guò)程的影響是研究激光輻射同生物體相互作用機(jī)制的關(guān)鍵，因?yàn)樽詈蟮男Чㄋ劳?、延續(xù)、生命活動(dòng)的改變）首先由能量上和生命上的重要過(guò)程（呼吸、氧化的磷酸化作用，蛋白質(zhì)和核酸的合成，光合作用和核器管的作用）的破壞所決定。
