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摘要酿酒酵母细胞作为典型的单细胞模式生物，因其具有繁殖速度快、生长周期时间短、易于培养等优点，是研究衰老机制和细胞寿命的重要模型。微流控芯片具有微型化、精确可靠、集成度高等特点，已可替代传统生物学手段，广泛应用于酿酒酵母单细胞分析和复制衰老寿命的研究。在高通量双倍体酵母长时序培养、衰老监测和寿命分析实验中，细胞被固定在捕获结构阵列中60小时以上，并通过显微成像系统时序监测其生理过程。每次实验一般包含上万张细胞图像，采用手动提取细胞轮廓、面积等形态参数的方法将耗费大量人力和时间。因此，本文提出了一种基于图像处理的酵母细胞时序图像自动分析算法，并搭建了基于MATLAB的软件交互系统，满足高通量单细胞实验的准确、高效、快速处理的需求。主要研究创新点包括：<br>　　（1）设计了基于MATLAB的图像处理算法，完成了对微流控芯片中高通量酵母长时序培养芯片中时序图像中面积的自动测量，包括基于阈值和形态学操作的图像分割、基于霍夫变换的图像配准、自适应阈值分割、失焦图像处理、粘连细胞分割、质心定位、最小二乘法椭圆拟合等步骤，具有高效、准确等优点。并在细胞图像区域分割的基础上进一步对酵母细胞体积进行拟合，完成了从二维到三维的建模。<br>　　（2）对高通量的细胞图像进行数据测量并作统计分析，探究了酵母复制衰老过程中形态参数的变化与寿命的关联性，并分析了细胞生长速率与复制寿命的关系。<br>　　（3）将自动化算法的测量结果与通用软件ImageJ手动测量的结果对比，测量速度提升了10倍，测量的相对误差在4%左右。并开发了酿酒酵母细胞形态参数分析的软件系统YMPAS(YeastMorphologyParametersAnalysisSystem)，生物医学领域内实验人员可以使用此软件对酵母细胞实验图像进行处理，满足高通量实验的快速处理需求。<br>　　综上所述，本文以微流控芯片中高通量酿酒酵母细胞的时序图像数据为研究对象，开发了基于MATLAB的细胞形态参数分析系统，自动化提取酵母细胞复制衰老过程中的面积和体积参数，并且对细胞复制衰老过程中面积和体积的变化、及细胞的生长速率进行了统计分析。