拉曼光谱是一种振动光谱,能够快速并且无损伤的探测生物体系。应用拉曼光谱研究细胞体系有极大的优势,细胞不需要标记或固定等特殊处理,并且可以在生理环境状态下进行拉曼测试。本论文应用拉曼光谱技术探测了正常肝细胞（HL-7702）和肿瘤肝细胞（BEL-7402）的拉曼光谱特性并且对正常肝细胞和肿瘤肝细胞进行了判别区分;探讨了抗癌药物与肝细胞的相互作用,并且应用表面增强拉曼光谱对肿瘤肝细胞进行了探测。具体内容如下:（1）应用显微拉曼光谱对单个正常肝细胞和肿瘤肝细胞进行了测量,结果显示细胞内不同位点的拉曼光谱区别较大,这说明了细胞内化学组成和结构的区别。并且应用T-检验,主成分分析（PCA）和判别分析（LDA）对正常肝细胞和肿瘤肝细胞进行了统计分析。T-检验结果表明位于785 cm^-1和1004 cm^-1的两个拉曼峰在两个细胞线中差别最大,是判别区分正常肝细胞和肿瘤肝细胞的重要参数。PCA-LDA分析显示利用拉曼光谱对正常肝细胞和肿瘤肝细胞的区分准确率可以达到100%。（2）利用拉曼光谱对抗癌药物阿霉素与两种细胞线的相互作用进行了分析。研究了药物与肿瘤肝细胞的作用机制和对正常肝细胞的毒副作用。发现位于1313和1585 cm^-1归属为鸟嘌呤碱基的拉曼峰发生明显改变,表明阿霉素可能是通过与DNA鸟嘌呤碱基的N7位置形成氢键而对肝细胞产生毒杀作用,（3）A54（AGKGTPSLETTP）是一种能够特异性结合肝癌细胞的多肽,利用拉曼光谱研究了阿霉素与多肽A54复合后对肿瘤肝细胞的毒杀效果和对正常肝细胞的毒副作用情况。实验结果表明A54能够提高阿霉素对肿瘤细胞的毒性并降低对正常肝细胞的毒副作用。（4）应用表面增强拉曼散射效应使得对单个活的肿瘤肝细胞进行超灵敏拉曼测量成为可能。利用金溶胶（35 nm）作为活性衬底,进入到细胞而使活细胞内的化学成分在相对较短的时间（1 s每点）内产生拉曼增强信号。表面增强拉曼光谱成像显示在细胞内不同的位点拉曼光谱不同,反映了细胞内化学结构的差异。