光谱成像是一种集传统成像与光谱测量于一体的光学技术。高光谱成像作为光谱成像技术的分支,自20世纪80年代诞生以来,在农业学、大气学、地质学等领域快速发展,最近几年与生命科学相结合尤其在细胞学方面显现出重要的作用。现有的细胞检测技术难以同时获得样本的空间信息和组成成分信息,为了解决这个问题,本文提出把高光谱成像应用在细胞检测方面,调研了高光谱显微成像的技术前沿,指出了相关工作的优势和不足,并在一套基于液晶滤波的高光谱显微成像系统上开展了本文的工作,实现了混合蜂花粉细胞的鉴别和进行了雨生红球藻细胞色素代谢的研究。本论文的具体工作内容与成果如下:1.蜂花粉鉴别过程中,选择了6种蜂花粉样本。不同蜂花粉细胞花粉壁组成成分存在差异,其自发荧光特征也不同,故选择荧光特征作为蜂花粉分类依据。实验以409 nm LD为激发光源,基于高光谱显微成像系统采集了从465 nm到645 nm(?λ=5 nm)共37个波段的高光谱显微荧光图像。提取了感兴趣区域后,每种蜂花粉样本随机选取100个像素点,组成一个600×37维的高光谱数据集,运用费雪线性分类法(Fisher Linear Classifier)对该数据集的交叉验证光谱准确率达到了89.6%。此外,给出了蜂花粉细胞在图像上鉴别的2个实例,验证了高光谱显微成像系统混合蜂花粉鉴别的可靠性。2.为研究雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的色素浓度空间分布,首先用分光光度计分别测得了三种主要色素叶绿素a、β-carotene和虾青素标准液的吸收光谱并获取其吸收系数,制作了H.pluvialis细胞的超薄切片并用透射电镜观察,用于结果辅证。其次以白光LED为光源,基于高光谱显微成像系统采集了自510 nm到675 nm(?λ=5 nm)共34个波段的高光谱显微透射图像。高光谱图像预处理之后,根据建立的H.pluvialis细胞吸收模型,以最速下降法求得不同细胞周期和受外界刺激下细胞的色素空间分布。最后,比较分析了重建后的色素空间分布与透射电镜及文献结果的一致性,显示了此方法的可行性。