基于紅外光譜的細胞功能檢測。紅外成像通常采用近紅外區(qū)多色光作為激發(fā)光源，激發(fā)樣品中分子能級躍遷，進而檢測其紅外吸收光譜。從?20?世紀?90?年代起，紅外光譜便開始用于區(qū)分正常和癌變的組織。雖然紅外顯微光譜技術理論上分辨率可達衍射極限，但是目前絕大多數(shù)紅外顯微光譜儀配備的都是傳統(tǒng)的碳硅棒（globar）光源，其熱源溫度僅?1?000—1?500?K，光源亮度較弱，因此當測試狹縫調(diào)節(jié)到小于?10?μm（細胞尺寸相當）時，其光通量將明顯降低，嚴重影響單細胞紅外光譜的靈敏度。因此目前顯微紅外光譜大多只能對細胞中色素等紅外吸收高的成分成像，如對雨生紅球藻細胞中類胡蘿卜素的空間分布和含量進行紅外成像。

同步輻射作為一種新型的紅外光源，具有光譜寬（10—10?000?cm）、亮度高（比傳統(tǒng)光源高?2—3?個數(shù)量級）、發(fā)散度小以及具有時間結構等優(yōu)良特性。特別是其高亮度的特性十分適合開展單細胞顯微紅外光譜成像研究。不僅可直接獲得細胞內(nèi)的生物化學信息，還可鑒別和檢測特殊的細胞表型，并且具有亞細胞成像分辨能力。與普通紅外光譜相比，同步輻射紅外光譜在單細胞表型檢測上具有更強大的功能。然而在細胞紅外光譜成像過程中，為了保持細胞的活性，測試往往需要在水溶液中進行的。但是，水分子在?3?000—3?750?cm^?1與?1?600—1?700?cm^?1光譜處都存在明顯的紅外吸收，故克服這一干擾是細胞紅外成像的關鍵。微流控芯片技術能精準地操控流體，其微通道可準確控制細胞外水層的厚度，從而最大限度地消除水環(huán)境對細胞紅外光譜的干擾。一系列適合細胞紅外光譜成像的微流控芯片裝置的出現(xiàn)，為高通量單細胞紅外成像奠定了平臺基礎。

基于太赫茲光譜的細胞功能檢測。太赫茲（THz）位于電磁波譜的微波和紅外區(qū)域之間，其頻率范圍為?0.3—3×10¹²Hz，探測細胞內(nèi)部時不受散射限制，因此具有出色的生物組織穿透能力，為原位乃至在體的細胞表型測量帶來了希望。一種耦合腔諧振器系統(tǒng)能在?10?GHz?頻率下快速測量流動的細胞，實現(xiàn)了流動狀態(tài)下小鼠成肌細胞的太赫茲光譜測量。太赫茲光譜測量信號與細胞的體積直接相關，故為細胞大小分布提供了一種快速準確的測量方法，其潛在的應用包括檢測血液樣本中循環(huán)腫瘤細胞（一般比白細胞大）等。雖然太赫茲光譜成像在細胞原位或在體分析上具有重要潛力，但就已發(fā)表的工作來看，能檢測的細胞表型仍然較少也相對局限，距離現(xiàn)實應用尚有距離。