应用红外、拉曼和荧光等光谱手段系统全面地研究了正常和癌变组织的分子生物学特征和差异，为发展乳腺肿瘤早期诊断方法奠定了可靠的光谱学基础。 首次综合利用傅里叶变换红外衰减全反射光谱及其二阶导数谱、去卷积谱和曲线拟合等方法测量利研究了46例新鲜组织样品在自然状态下的光谱，获得了组织中核酸、蛋白质等生物大分子的相对含量、氢键和构象变化的光谱学特征，为乳腺肿瘤诊断提供了FTIR-ATR光谱判据。 采用共焦显微拉曼光谱仪测量了来自34位患者正常和癌变乳腺组织切片，并获得2700多个谱，包括散点谱和17幅光谱成像谱。利用相关分析与K-阶簇分析，得到了细胞质、细胞间质和细胞核等组织形态基元的拉曼谱，并得到正常和癌变乳腺组织的拉曼谱特征与差异。甄选10幅基谱构建了乳腺组织拉曼光谱模型，并用此模型拟合了所有的谱。 设计研发了拉曼光谱数据预处理、乳腺模型分析计算以及拉曼谱成像显示等二十多个子程序的软件。研究了应用谱带强度、K-阶簇分析结果和模型拟合系数进行拉曼成像的方法。 首次提出相关系数成像的概念，并用于乳腺组织研究，与其它成像结果比较，所得成像图的一致性表明相关系数成像是获取组织化学信息的一种有效手段。初步研究了乳腺组织的自体荧光光谱和时间分辨光谱，结果表明正常和癌变乳腺组织的这两种光谱存在明显差异，荧光具有诊断肿瘤的潜力。