细胞质量是细胞的基本属性,它在很大程度上反映了细胞的代谢速度、生存状态等基本生命特征。单细胞的定位及其质量、密度等体征参数的测量可作为癌细胞定位、分类和筛选的重要手段,也可为药效研究以及疾病诊断提供科学依据。传统的微悬浮共振器（Suspended microchannel resonator,SMR）和光学显微平台检测细胞体征参数均存在检测精度不高、效率低等问题,并且显微视觉图像具有视场范围小、景深浅、细胞图像背景单一等特点,单细胞质量检测技术与方法亟待改进。本文通过查阅大量文献,在结合现有研究成果的基础上,设计了一种高内涵、高通量并且能够精确定位的单细胞检测系统。主要研究内容如下:（1）明确细胞在光诱导介电泳芯片（Optically-Induced Electrokinetics,OEK）中受力情况与其物理特征的关系,运用光诱导受力分析法、沉降定理、斯托克斯定律以及经典泰勒润滑定理,建立了细胞的动力学模型,解决了细胞各物理体征参数之间的关系问题,明确了细胞在光诱导介电泳芯片中细胞密度与细胞半径和下沉速度之间的关系。（2）获取细胞位置信息与半径,采用图像预处、图像分割、图像增强、边缘检测以及Hough圆变换的方法解决了细胞位置与半径获取问题,实现了细胞的检测与定位,实验结果表明利用该算法可以精准定位细胞,检测精度可以达到0.001μm。（3）解决细胞在介电泳环境中的高度信息无法直接获取的问题,提出了离焦测距的细胞模板匹配算法,采用序贯相似度模板匹配算法将细胞的测试图像与模板的标准图像进行对比,解决了细胞在下降过程中高度信息未知的问题,实现了细胞的高度信息获取并与时间信息相结合可以得到细胞的下沉速度,实验结果表明利用离焦测距算法进行细胞深度信息的提取具有高匹配精度和快速性,其中高度匹配精度可以达到0.01 μm。（4）验证模型能否精确检测细胞体征参数,采用了 L1210细胞进行测试验证,其次使用K562细胞进行药效测试,利用0.2μM和0.5μM两组药物浓度梯度分别作用4小时和8小时,利用系统平台测试细胞在加药情况下其质量、密度等物理体征的变化情况。