荧光成像技术是研究生命科学与医药学的重要工具。扫描激光光学层析成像(Scanning laser optical tomography,SLOT)是一种新型的介观成像技术,通过点扫描的方式采集样品360度的投影信息,然后使用滤波反投影算法重组得到样品三维结构信息。高光谱成像技术(hyperspectral imaging,HSI)是将成像技术和光谱技术相结合的混合探测技术,高光谱图像中每个像素点包含连续的光谱信息,具有图谱合二为一的特点。本论文的主要内容及创新点是首次实现SLOT和HSI的有机结合,解决了介观样品的高光谱成像问题。本文将研究进程分为以下几个阶段进行:1、基于SLOT的高光谱成像系统的构建。除了硬件光路的设计,自主搭建了基于LABVIEW的硬件操控平台,通过NI数据采集卡对二扫描振镜、光电二极管以及光谱仪的同时同步触发,实现了数据采集的精准自动化。对于大量的高光谱数据,基于MATLAB设计了一套与成像系统相匹配的数据处理方法流程,有效减少了数据处理所花费的时间。2、基于SLOT的高光谱成像系统的结构参数设计及系统表征。对尺寸远小于系统分辨的荧光微球进行成像并计算其半高宽,得到系统的XY截面分辨率及XZ截面分辨率分别为20.6±0.9 um和19.9±0.5 um。此外,在光谱定标方面,通过对具有特定光谱x信息的荧光微球成像并进行光谱通道分离、三维重组以及融合,得到荧光微球的光谱峰值为514.6±2.3nm,与厂家提供的515nm一致,由每个光谱通道的平均强度描绘的光谱曲线也与厂家提供相吻合。3、基于SLOT的高光谱成像系统在生物医学领域的应用研究。对小鼠胸腺进行免疫组化,使组织中的上皮细胞和平滑肌分别标记上具有特定光谱信息的荧光素,并利用组织光透明技术对样品进行透明化处理,然后做高光谱成像。从高光谱图像中可以非常明显的将两种发射峰间隔只有14nm的荧光团区分开来。此外还对小鼠的胚胎和小肠进行了高光谱成像。