近紅外二區熒光壽命成像系統在魚類生理學研究中發揮重要作用。在研究魚類低氧適應機制時，系統通過檢測紅細胞內血紅蛋白的熒光壽命變化，可實時監測鰓組織的氧分壓。實驗發現，當水中溶解氧從6 mg/L降至2 mg/L時，鯉魚鰓絲的熒光壽命會延長40%，這種動態響應揭示了魚類通過調節血紅蛋白氧親和力來適應低氧環境的機制，為水產養殖的增氧管理提供了科學依據。 脊髓損傷修復的軸突“導航儀”，追蹤再生軸突熒光壽命特征，指導髓鞘化促進劑研發，提升運動功能恢復率。

該系統在昆蟲學研究中實現了昆蟲行為與生理的關聯分析。將近紅外二區熒光染料注射到蜜蜂血淋巴中，系統可通過監測腦部神經細胞的熒光壽命變化，同步記錄蜜蜂覓食行為中的神經活動。研究發現，當蜜蜂發現花蜜源時，蘑菇體（學習記憶中樞）的神經細胞熒光壽命會出現短暫波動，這種神經-行為關聯數據為解析昆蟲認知機制提供了新證據。 視網膜病變的早期“偵察兵”，比傳統造影提前7天發現糖尿病視網膜新生血管異常，助力眼科疾病早診。

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