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在细胞生物学和医学领域的许多研究中,细胞活性测定是常规且不可缺少的环节,可以定量评价细胞对药物和其他生化刺激的反应。传统的细胞活性生化检测方法和光学检测方法,如MTT法、CCK-8法、荧光染色法等,都不可避免地需要加入一些染色试剂或荧光试剂,会改变细胞生理机能,且操作步骤复杂,需要大量对比试剂,实验过程费时耗力。目前,无标记细胞活性检测方法是该领域的前沿课题。以新型光学成像技术和图像处理技术为基础,研制一套自动化细胞活性在线检测装置,对生物医学研究有较为重要意义。论文在分析细胞活性在线检测技术发展现状及不足的基础上,设计了一种将无透镜衍射成像技术和数字图像处理技术相结合的细胞活性在线检测装置。论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)提出基于图像处理技术的细胞活性在线检测系统整体方案,包括无透镜衍射成像模块、细胞图像采集与传输模块和上位机应用程序模块;(2)设计一套细胞衍射信息图像自动活性检测的算法,算法包括图像增强处理、图像特征提取、细胞个数识别、单细胞活性状态识别和细胞活性统计等;(3)分别在显微镜成像平台和无透镜成像平台下观察细胞死亡过程,分析和总结细胞活性状态与细胞图像特征之间的关系,根据细胞图像特征分析,提取每个连通域的形状特征、灰度特征和纹理特征,用最小二乘支持向量机(LSSVM)算法建立软测量识别模型,包括细胞个数识别模型和单细胞活性状态识别模型;(4)构建基于图像处理技术的细胞活性在线检测平台,完成相关装置搭建和软硬件设计,硬件部分包括无透镜成像模块和USB控制传输模块;软件部分包括细胞图像采集、显示、存储和基于Open CV图像处理的细胞活性自动检测等。(5)为验证本课题设计的细胞活性在线检测装置准确性,论文用氯化汞对小鼠肝细胞进行毒性试验,用课题设计的装置与CCK-8检测方法进行比较,计算相关性。实验结果表明:论文所设计的基于无透镜衍射成像技术和图像处理技术的细胞活性在线检测装置可以对细胞活性进行检测,该方法检测结果与CCK-8方法检测结果相关性高,利用图像处理自动识别细胞活性达到预期效果。