获取微观物体例如纳米颗粒、胶体及细菌等的动态行为,是了解和预测微观物质行为规律的基础,可帮助人们了解如聚集、分散、粘附、脱附等诸多其在溶液中或界面附近的基本物理现象.然而,目前要在微尺度(μm)下对多个粒子的三维动态行为进行无损、精确及实时测量仍十分困难.利用近期发展的数字全息显微镜技术，结合高速相机，记录了物体空间信息的全息图像序列。结合光学重构，定位及追踪算法，可获取了纳米颗粒或微生物体的三维轨迹及形貌变化。该方法观测范围可从界面至远离界面数百微米适用于独立追踪多个粒子及不规则生物体，在纵向上对规则颗粒可达10 nm的空间分辨率。利用该技术，展示了对不同尺寸胶体和金属粒子、以及及不同状态细菌的三维观测。该方法证实可实时观察溶液中尺寸为50nm的金纳米粒子运动，还进一步分析了这些微观物质与界面的相互作用。