单细胞光镊拉曼光谱技术（LTRS）是将激光镊子与拉曼光谱分析技术结合并应用于生物单细胞研究的一种光谱分析新技术，具有非标记、无损伤、便捷等优点，能够在正常的生理状态下收集细胞内及细胞外有用的信息，可以在单细胞水平上获取活体生物细胞的物质组成及结构等信息，已经广泛应用于微生物单细胞的研究。酵母细胞是研究G0细胞的优良菌株，同时酵母细胞是乙醇发酵的主角，本论文主要利用单细胞光镊拉曼光谱系统对单个活体酵母细胞G0同步化细胞进行分析，以及在单细胞水平上对复杂的酵母乙醇发酵过程进行初步研究。论文主要研究结果如下：　　 (1)改良的Percoll密度梯度离心分离方法能够将酵母菌株的静止期培养物分成明显的两层。经DIC、相差显微镜、电子显微镜观察和同步生长曲线分析显示，Percoll密度梯度离心分离的下层细胞的特征与文献报道G0细胞特征基本一致，确定其为G0细胞。改良的Percoll密度梯度分离方法能够分离酵母菌株G0细胞，是一种易操作、成本低、效率高的酵母G0细胞分离方法。　　 (2)创新性地利用光镊拉曼光谱从单细胞水平对分离获得的酵母G0与非G0两种细胞的差异性进行分析，在保证光谱数据原有特性的同时，采用多元统计方法最大限度挖掘光谱中有用信息，结果表明G0细胞内脂类、蛋白、糖类等物质的含量要比非G0细胞的高；G0细胞间相对均一，而非G0细胞间呈现非均一性。此外，通过比较两种细胞的酰胺I（1700cm-1-1600cm-1）拉曼光谱，并利用红外光谱进行验证，结果都表明酵母G0与非G0细胞蛋白质的二级结构存在差异，酵母G0细胞的蛋白二级结构中α螺旋含量最高，而非G0细胞中以β折叠含量最高。　　 (3)应用单细胞拉曼光谱并结合主成分分析、辨别函数分析等多元统计方法分析比较了六个不同来源的酿酒酵母菌株G0同步化细胞，从而获知菌株间细胞成分的差异。结果表明，细胞的拉曼光谱表征其物质的基本组成与结构，六个菌株的拉曼光谱比较发现菌株间细胞的蛋白质、脂类的差异较大，而核酸类物质相差较小。六个菌株的拉曼光谱经多元统计分析可以在一定程度得到区分，辨别函数分析结果显示影响菌株间光谱差异最大共有14个峰，其中10个峰归属为蛋白质，3个峰归属为脂类，1个峰归属为核酸。根据DFA载荷，从1340个谱线中提取出上述的14个谱峰进行新的DFA结果，与前面的结果是一致的。此方法能在单个活体细胞中进行，无需复杂前处理，能较好地研究遗传本质相差较小的酿酒酵母菌株间的成分差别。　　 (4)乙醇发酵是一个复杂的生理生化过程。本研究应用光镊拉曼光谱技术在发酵过程中定时取样，收集发酵液及酵母单细胞的拉曼光谱，通过分析胞内主要生物大分子及葡萄糖、乙醇的特征性拉曼信号变化来监测酵母发酵乙醇的动态过程。初步分析了葡萄糖、蔗糖及蔗汁等为底物的三角瓶发酵过程，此外还监测500L发酵罐中木薯淀粉发酵过程。结果表明利用光镶拉曼光谱技术可便捷获取胞内外信息，能有效地监测乙醇动态发酵过程，获取底物消耗、产物生成及胞内其它成份变化等对发酵过程具有重要意义的动态信息。