生物组织具有光声效应，即血管中的循环目标微粒受到高频脉冲激光的照射后，吸收光能转换为热能，局部温度升高，体积膨胀，发射出不同频率的超声信号，即光声信号。本次硕士课题将光声效应理论应用到活体流式细胞仪技术中，设计并搭建了活体无标记光声流式图像细胞仪（In vivoPhotoacoustic Flow Cytometry, PAFC），并将其应用于探测微血管中的循环肿瘤细胞，为癌症早期诊断提供新的方法，以达到降低癌症死亡率的目的。仪器系统的总体框架包括三部分：光声信号的激发部分，光学显微镜成像部分，和光声信号的探测部分。光声信号的激发部分采用红外波段的1064nm的脉冲激光作为激发光源激发目标组织产生光声信号；光学显微镜成像部分帮助定位血管，并将激光光斑聚焦在血管相应的位置；光声信号探测部分利用函数发生器同步触发脉冲激光和数据采集卡选择性采样，利用Matlab GUI将GaGe数据采集卡的相应功能程序结合，实现了实时、连续、无丢失的数据采集和存储。对于仪器采集到的原始光声信号进行数据处理，同时采用了小波分析的方法降低背景噪声和信号数字平均的方法将信号信噪比提高N（N为做信号平均的平均数）倍。关于活体无标记光声流式图像细胞仪的生物医学应用，本次硕士课题利用该仪器成功地在体外检测到人类黑色头发丝和鼠源高转移性黑色素皮肤癌细胞B16F10的光声信号；并进一步利用该仪器记录了皮肤癌小鼠模型的在体循环肿瘤细胞B16F10在特定时间内的计数，作为癌症早期诊断和观察皮肤癌发病转移过程的重要参数。关于活体无标记光声流式图像细胞仪的未来发展，计划从仪器硬件优化、数据处理算法优化、和生物医学应用方向拓展等方面继续深入探究。