表面等离子体共振（surface plasomon resonance,SPR）传感技术是一种光学检测技术,具有免标记、高灵敏等优势,已经成为生物传感检测领域中的重要手段。近年来随着生物技术研究的不断深入,为满足用于多样品同时、快速检测的需求,SPR成像技术（SPR imaging,SPRi）应运而生。SPRi是将面阵探测器上每一个像素作为独立的传感单元,同时获取传感面上不同位点的SPR信号,实现对多样品的同时检测。目前主要有四种SPR传感技术,包括:强度型、角度型、相位型和波长型等SPR传感技术,其中波长型SPR传感技术具有对不同样品灵活选取最佳激发波长的独特优势,而备受青睐。然而,目前波长型SPR传感技术通常采用光谱仪或单色仪或光栅实现光谱解析,并结合点扫描或线扫描实现SPRi探测,导致SPRi速度慢,限制了波长型SPRi传感器的应用。在四种SPR传感技术中相位型SPR传感技术的灵敏度最高,但动态范围小(¹0^-4 refractive index unit,RIU),限制了其在多样品同时检测中应用。本论文围绕如何提高波长型SPRi传感技术的成像速度和相位型SPRi传感技术动态范围开展了深入研究,发展了系列快速波长型SPRi传感技术和系统。此外,为了进一步提高SPRi传感技术的空间分辨率,开展了波长型SPRi显微技术的研究,实现了对单细胞的高分辨率SPR成像传感。本论文主要研究内容和创新性工作如下:1、提出了一系列快速的波长型SPRi传感技术。为了提高波长型SPRi传感技术检测的速度,提出了多种波长扫描方式和相应的信号提取算法,发展了多种快速的波长型SPRi传感技术,并搭建了系统。主要包括:基于负反馈等步长追踪算法的波长型SPRi传感技术、基于负反馈变步长追踪算法的波长型SPRi传感技术、基于负反馈两点追踪算法的波长型SPRi传感技术、基于白激光与AOTF的波长型SPRi传感技术。并展开了蛋白特异性结合反应和血液分型等生物应用研究,实现了阵列点或多通道快速检测和血液快速分型。2、提出了基于光谱干涉的大动态范围的相位型SPR传感技术为了增大相位型SPR传感技术的动态范围,提出了基于光谱干涉的大动态范围的相位型SPR传感技术。采用白偏振光干涉技术获取SPR相位信息,将窗口傅里叶变化和相关算法结合实现了共振波长寻址和SPR相位信息提取,发展出了无需调制的基于光谱干涉的大动态范围的相位型SPR传感技术和配套软件。并开展了传感应用实验,系统灵敏度、动态范围分别达到1.3×10^-7RIU、2.96×10^-2RIU。此外,本文还提出了基于光谱干涉的大动态范围的相位型SPRi传感技术。3、提出了基于波长扫描的波长型SPRi显微成像技术相对于强度型SPRi显微技术,波长型SPRi显微技术具有更高灵敏、大动态范围的优势。本文将上面的波长型SPR传感技术与显微技术结合,发展出了基于波长扫描的波长型SPRi显微成像技术,并搭建了系统。开展了细胞应激响应实验研究,记录了在不同外界条件刺激下单细胞贴壁情况的变化。最后,对本文工作进行了总结和展望。总结了本文的主要工作与存在的问题,对存在的问题和如何进一步优化系统进行了讨论。并对未来将开展的工作进行了介绍,包括构建基于光谱干涉的大动态范围的相位型SPRi传感系统、构建基于AOTF扫描的波长型SPRi显微系统、搭建基于TIRF显微系统的波长型SPRi传感器,实现对细胞形态、力学信息和外分泌因子等同时高灵敏检测。