细胞是生命体结构和功能的基本单元,对细胞进行测量分析不仅能够了解细胞的生理行为,而且有利于探究相关疾病的发生机理。然而目前细胞分析技术多以细胞群体为目标,测量结果往往忽略了细胞间的差异性。因此,有效的单细胞分析手段具有重要的意义。随着微纳加工技术的发展,在单细胞水平上的测量限制得以打破。基于微纳热电偶的单细胞测温技术,为我们探究细胞生理机制提供了一个新的视角。W-Pt微纳热电偶,尖端尺寸小、Seebeck系数高、生物相容性好,适用于对单个细胞进行测温探究。然而单根微纳热电偶在进行测温时存在诸多问题,例如操作性差,存在多个干扰点(参考温度、热电偶外接电路、实验环境),缺少信号处理部分等,这些直接影响到测温结果的准确性。因此在结合微纳热电偶优点的同时,开发一款准确、稳定、高效的单细胞测温系统可以有力的推动细胞测温研究的发展。本文介绍了一种单细胞双极测温系统,温度分辨率达到0.1℃,可以有效的进行细胞测温实验。该系统基于W-Pt微纳热电偶实现了对单个细胞温度的快速、准确、实时的采集和处理功能。文中对系统研制作了详细介绍,其中包括单细胞双极测温系统的基本原理与搭建方式,详细介绍基于LabVIEW软件设计的信号处理系统,描述了系统中各模块的功能与实现,其中包括信号时频分析、信号滤波、实时显示以及数据保存等,允许实验人员对信号进行分析计算,获取有效数据,提高实验效率。然后对测温系统进行了各项测试,并与传统单个热电偶测温进行实验比较,体现出单细胞双极测温系统的实际工作效果。最后利用开发的系统进行了细胞测温的探究,测量了单个脑胶质瘤细胞(U251)在不同细胞周期下温度的变化,发现不同周期癌细胞存在温度差异。其他测温应用也验证了细胞在受到外界刺激时产生的温度变化。结果表明单细胞双极测温系统能够精确的测量胞内温度,这为后续研究单个细胞产热机制提供了有效的手段。