单细胞拉曼光谱作为一种无标、无损、实时探测方法,能够在疾病引起临床症状和医学影像学异常之前检测到细胞内分子成分的变化,可作为早期疾病分类和肿瘤分级的重要替代手段,在癌症诊断等医学领域具有潜在应用价值。本文在对拉曼光谱相关理论和应用进行综述和分析的基础上,对拉曼光谱作为白血病样本检测和诊断方法的可行性展开了研究,具体研究工作如下:(1)急性髓细胞性白血病(AML)拉曼光谱采集及平均光谱分析。应用实验室搭建的自发拉曼光谱仪,培养并收集未发生NPM1突变的AML细胞系(THP-1和HL-60)和携有NPM1突变基因的OCI-AML3细胞系的拉曼光谱,在对光谱数据进行预处理后分析比较NPM1突变和非突变细胞的平均光谱。发现两者间的光谱谱峰存在着较为明Custom Antibody Services显的差异,NPM1突变白血病细胞中表征蛋白质和硫酸软骨素的谱峰都强于未发生突变的白血病细胞,而表征核酸的谱峰强度低于未发生突变的白血病细胞。通过独立样本T检验或曼-惠特尼U检验计算显著性P值,对上述差异峰强度进行统计学分析,结果表明NPM1突变与未发生NPM1突变的白血病细胞间的光谱差异具有统计学意义(P<0.05)。(2)拉曼光谱结合多元统计分析方法鉴别不同类型白血病细胞。针对NPM1突变和非NPM1突变两类白血病细胞,构建主成分分析(PCA)模型实现了准确区分。在此基础上,通过偏最小二乘法-判别分析(Pidnarulex浓度PLS-DA)模型进一步对两种细胞进行识别,准确率达到了98.92%,灵敏度为98.08%,特异性为99.25%。此外,通过构建PLS-DA模型对THP-1、HL-60和OCI-AML3三种白血病细胞系进行分类,识别准确率为99.46%,十重交叉验证后模型的分类准确率为87.1%。上述分析结果表明,拉曼光谱适用于对不同亚型的白血病细胞进行区分。(3)拉曼光谱结合转录组分析用于AML分型。通过GEO公共数据库获Wnt-C59临床试验取140例NPM1突变以及317例未发生NPM1突变白血病患者的转录组数据。采用R语言对两类细胞的基因表达矩阵定量分析,筛选出了差异化表达基因,并分析了其在调控硫酸软骨素蛋白聚糖及蛋白质合成上的作用。研究表明,单细胞拉曼光谱信息所表达的两类细胞之间的差异与转录图谱差异一致,拉曼光谱与转录组学结合可以从生物机制的角度解释不同类型细胞拉曼光谱差异产生的原因。