自从列文霍格发现微生物以来，显微镜已经成为研究微生物的重要工具。传统的光学显微镜使用的是场光源，标本上每一点的图像都会受到邻近点的衍射或散射光的干扰。激光共聚焦显微镜利用激光束经照明针孔形成点光源对标本内焦平面的每一点扫描，标本上的被照射点，在探测针孔处成像，由探测针孔后的光点倍增管（PMT）或冷电耦器件（cCCD）逐点或逐线接收，迅速在计算机监视器屏幕上形成荧光图像。

显微镜观察的主要功能是光学表征，最终目的是治疗疾病和消除病原体。目前，抗生素滥用引起的超级细菌的出现是一个急待解决的问题。由于太阳光谱中的UVC部分在穿透地球臭氧层时被吸收，导致地球表面大多数生物还没有开发出一种抵御UVC的机制。微生物学研究表明，暴露于UVC辐射下会导致微生物核酸的光化学变化，从而削弱微生物的繁殖能力，使其失去活性。然而，与治疗微生物灭活相比，在显微镜下观察UVC对其形态结构、生长、繁殖、生理代谢和遗传变异的影响更有意义。目前想要观察细菌在UVC下作出的反应，需要提供额外的UVC光源，在UVC对细菌进行照射后再在共聚焦显微镜下进行观察，额外的UVC光源不仅会使UVC辐射至周围环境，也无法做到实时观察细菌的变化。目前，还没有关于共聚焦显微镜实时观察微生物对UVC响应的报道。

本发明的发光材料的激发光波长与共聚焦显微镜的自带激光波长相近，且发光材料的发射光可以被DNA吸收并发生反应。本发明通过特定的发光材料与共聚焦显微镜一起构建UC共焦显微镜，从而实现利用共焦显微镜实时观察微生物在UVC照射下的反应，进而可研究UVC对其形态结构、生长、繁殖、生理代谢和遗传变异的影响。

通过使用共聚焦显微镜的高激发密度的激光激发可见‑紫外上转换材料，可以实现实时观察细菌在UVC下作出反应的同时，避免了从外部用紫外灯照射，由于UVC穿透性较差，因此可以被限定在载玻片和盖玻片之间，避免了对环境和人体造成的不必要的伤害，为未来对细菌的研究提供了有效的途径。