白细胞分类在血液分析、临床疾病的诊断和治疗中具有重要意义。人工镜检作为血细胞分析的金标准，耗时较长且高度依赖检测人员的经验。定量相位成像可测量细胞各处的相位分布，是研究细胞形态学和生物化学特征的有效方法。利用基于数字全息显微和明场显微成像的共定位相位成像系统对健康人外周血涂片中的5种白细胞进行研究，定量分析了不同白细胞及其亚结构中的相位分布情况，提取出多个有效辅助白细胞分类的特征参数，并进一步分析了镜检中容易混淆的异型淋巴细胞。结果表明，利用提取的细胞亚结构特征参数可对白细胞进行有效分类，也能较好区分异型淋巴细胞。因此，基于共定位相位成像的细胞亚结构特征参数可为白细胞分类、各类血液疾病的诊断和治疗提供依据和参考，且此种方法无须再对常用的染色样品进行特殊处理，应用场景众多。

细胞微环境的稳定是保持细胞正常增殖、 代谢和功能活动的重要条件, 微环境成分的异常变化可使细胞发生病变。 采用荧光光谱技术研究离体白细胞在多糖微环境中荧光发射特性的变化规律和发光机制, 并进一步的分析了多糖对白细胞的生物活性的影响。 实验结果表明: 当白细胞受波长为407 nm的激光照射时, 发射位于450 nm的荧光。 在加入脂多糖或葡聚糖时, 白细胞的荧光发射峰的位置不会变化, 峰值受到影响。 脂多糖的加入会减弱白细胞荧光峰强度, 且荧光强度随脂多糖浓度（0～500 μg·mL-1范围内）的增加而持续减弱。 而葡聚糖可以一定程度增加白细胞的荧光强度, 浓度越高, 荧光强度越大。 分析认为白细胞发射的450 nm荧光来自发射物质烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)。 白细胞内NADH随着离体时间的增长, 被氧化成不发荧光的烟酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸（NAD+）, 导致细胞荧光峰值下降, 从而引起细胞凋亡。 加入脂多糖产生的羟自由基（·OH）会与NADH发生氧化反应, 因此脂多糖加速了NADH的消耗, 导致白细胞荧光减弱, 加快细胞凋亡。 而葡聚糖主要是由葡萄糖单体组成, 葡聚糖的加入会将NAD+还原成NADH, 因此延缓了白细胞的凋亡。 分析认为脂多糖可以加速白细胞的凋亡, 提高细胞发生炎症甚至是肿瘤的机率, 而葡聚糖对白细胞有保护作用。 该研究为研究肿瘤的发生和发展过程以及治疗提供有价值的参考。

为了解决人工镜检白细胞识别效率低下的问题, 采用计算机显微视觉平台进行了白细胞自动识别研究。白细胞图像分割方面, 筛选图像颜色模型之后采用区域生长算法实现白细胞与图像背景的精确剥离; 并利用大津法(即灰度直方图波谷阈值分割方法)实现了白细胞细胞核和细胞浆的提取; 根据细胞的形态、颜色及纹理特征用人工神经网络分类器对大样本量的白细胞进行了识别分类。结果表明,采用白细胞图像分割和智能辨识算法具有较高的精度和效率, 最终准确度能够达到95.6%。该系统满足临床医学显微视觉白细胞自动检测的需求。

为了解决血细胞图像中白细胞与其它细胞色彩接近、亮度不均匀等问题, 采用了一种基于C-Y颜色空间的白细胞分割方法, 将原来的RGB图像转化为C-Y图像, 分离C-Y图像获得包含全部信息的B-Y颜色分量图像, 再根据连通域面积筛选、开运算、像素点操作得到完整的白细胞图像; 提取对比度拉伸后的G图像, 阈值分割得到细胞核的大概位置, 再用连通域面积筛选、开运算方法分割出完整的细胞核图像。结果表明, 本文中的算法对嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞和嗜中性粒细胞图像都具有较好的分割精度, 分别取得了94.33%, 91.60%, 97.72%, 98.66%的准确率。本文中的算法能较完整地分割出白细胞, 为后续分类研究奠定了基础。

利用拉曼光镊并结合多元统计分析方法无损地对活体糖尿病(DM)小鼠中的白细胞(WBC)进行了研究，分别检测了糖尿病和正常小鼠活体中的白细胞拉曼光谱，利用主成分分析(PCA)建立拉曼光谱诊断多元统计算法模型。结果表明，患糖尿病小鼠和正常小鼠白细胞拉曼光谱差别明显，且实验存在较好的重现性。利用PCA统计分析方法得到诊断特异性和灵敏度达到了98%。在活体糖尿病小鼠白细胞中出现较高的蛋白质的特征峰1302 cm-1，表明活体糖尿病白细胞中的蛋白质浓度比正常状态高。糖尿病小鼠内的白细胞与正常相比，DNA磷酸骨架基团强度和蛋白质酰胺强度升高，表明DNA双螺旋结构、蛋白质主链和氢键体系发生变化，二级构象改变。

5类白细胞的识别与分析在临床医学和生命科学研究中有着极其重要的应用意义。近年来数字相位显微技术在红细胞的显微观察方面得到了突破性的发展。而白细胞由于其光学相位体结构的特殊性，相位显微方法的应用存在着一定困难。分析了5类白细胞的光学特征，建立了光学模型，并应用虚拟仿真技术研究了其相位分布特征，通过相位分布特征与白细胞类别关系的分析，发现白细胞在相位成像过程中，相位分布特征不仅仅由干涉而成，而且与细胞核的散射相关，但是存在着一定的可确定性。

采用功率密度分别为0.625 mW/cm2和1.25 mW/cm2的电磁波辐照雄性Babl/c小鼠60 min，辐照结束后1 h,1 d,3 d,7 d,15 d,30 d分别取小鼠尾静脉血进行血常规检测。结果表明：功率密度为0.625 mW/cm2和1.25 mW/cm2的电磁辐射导致小鼠的中性粒细胞总数及百分数的增高，辐照后3 d，7 d，15 d最为显著(p≤0.01)；同时引起淋巴细胞数及百分率降低，且同样辐照后3 d,7 d,15 d最为显著(p≤0.01)；辐照对小鼠红细胞及血小板的影响较小；低剂量功率密度的电磁辐照可造成机体白细胞总数、中性粒细胞数的增高、淋巴细胞数量的降低。

为了研究大鼠处于正常状态和发炎状态下白细胞内部的物质是否发生变化, 制备了35%总体表面积Ⅲ度烫伤导致全身炎症的模型, 采用一个激发波长为780 nm的半导体激光束来囚禁和激发正常与发炎两种状态下单个白细胞的喇曼光谱.结果显示,正常状态和发炎状态下的白细胞喇曼光谱有显著的区别, 主要在726、785、935、1 093、1 371和1 657 cm－1处发炎白细胞的峰值强度比正常白细胞明显高出很多; 通过光谱指认表明, 当机体发炎时, 白细胞中的蛋白质氨基酸含量基本没有变化, 但是蛋白质结构发生明显改变; 核酸的碱基含量增加, DNA双螺旋结构发生改变.利用PCA主成份对单个白细胞的喇曼光谱进行分析, 发现通过PCA可以完全区分出正常状态和发炎状态的白细胞.