本发明提供一种用于细菌膜双光子成像的方法,属于生物分析检测领域。该方法通过单一小分子荧光探针实现对细菌的广谱成像。这一探针分子具有高灵敏和高特异性,探针分子能够在细菌培养液中响应细菌后产生荧光信号,探针标记在细菌的细胞膜上,而且无需对多余的探针分子进行清洗,能够在双光子激光共聚焦显微镜下观察到清晰的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌细菌轮廓。该方法能够用于实时追踪细菌细胞膜的形貌变化。