光在生物组织中的传播过程是光在不均匀介质中传播的过程，在这个过程中光散射是光传播的主要形式。在生物医学和临床领域，很多疾病的辅助诊断、疗效评估和预后判断都依赖于细胞形态的识别。而生物细胞的光散射信息含有丰富的关于细胞结构和形态特征的信息。随着光学技术、电子技术、计算机技术的发展，光散射测量技术以其快速、简便、无损、精确、重复性好等优点，在医学和生物学领域取得了巨大的发展，同时也使得在分子水平上研究细胞及其内部细胞器的形态与细胞光散射信息的分布变化规律成为了研究热点。　　本文从分子水平上分析了在癌变过程中细胞的形态特征及内部细胞器与细胞光散射信息分布变化规律的对应关系，建立了相应的二维、三维细胞模型，该模型基于细胞双椭球模型，且在模型中加入线粒体，使其更接近于真实细胞。采用时域有限差分法（finite difference time domain，FDTD）基于该细胞模型对细胞的光散射行为进行仿真分析。在完成理论建模仿真的同时，搭建细胞光散射实验平台，以真实癌细胞为样品，在较大散射角度范围内（10o~150o），实现了癌细胞的散射光信息的获取及处理。　　主要的研究内容包括以下三个方面：第一，建立了细胞的二维模型并进行了光散射仿真模拟。根据该模型分析了细胞在癌变过程中，细胞核的形态及折射率、线粒体、细胞整体形状等因素对细胞光散射特性的影响作用。第二，建立了基于FDTD理论和Mie理论的细胞三维光散射模型，对二者进行对比分析。研究了细胞核形状、细胞整体形状、细胞周围介质对细胞光散射特性的影响，为探究进行大散射角度范围内散射光信息的获取及结果分析提供一定的理论指导。第三，搭建细胞光散射实验平台。在10o~150o范围内，获取了不同浓度癌细胞样品的光散射信息，根据实际结果和理论结果对比分析，探究获取细胞悬浮液的大散射角度范围内光散射信息的合适实验方案及合适条件，为获取同种类型但处在不同周期的细胞光散射信息并探究其变化规律做了相关的前期实验准备工作。　　理论仿真和实际实验结果表明，来自细胞的散射光信息不仅跟细胞大小有关，而且跟细胞核、线粒体等有关。细胞核主要对前向散射光信息及其分布影响比较大，线粒体等细胞器主要影响在较大散射角度范围的散射光信息及其分布，细胞整体形状及细胞周围介质也对细胞光散射信息有一定的影响。