光纖光鑷的細胞捕獲特性與檢測方法研究.pdf

1、光纖光鑷具有非接觸性、小尺寸、操作輕便等特點,可用于微納米粒子的捕獲、分選和操控,在生物學、醫(yī)學及其相關(guān)領(lǐng)域有著廣泛的應用前景,本文對單光纖光鑷和雙光纖光鑷的細胞捕獲特性及細胞檢測方法進行了研究。
　　本文提出了一種基于漸變多模光纖的新型單光纖光鑷,數(shù)值計算出了探針尖端附近的光場和梯度力分布,仿真研究了探針形狀參數(shù)對細胞捕獲的影響;與其它種類的光纖錐進行比較,仿真結(jié)果顯示通過優(yōu)化漸變多模光纖錐部分的長度,其梯度力可達到相同形狀的單

2、模光纖探針的4倍。作為驗證,實驗通過化學腐蝕制作出了漸變多模光纖尖端,利用它成功實現(xiàn)了對聚苯乙烯小球和酵母細胞的穩(wěn)定捕獲,并計算出了捕獲力;觀察到當操縱光纖探針移動,使得微粒在水平或豎直方向略有偏離平衡位置時,光阱力會拉動微粒很快回復到平衡位置,證明此種單光纖光鑷的可行性并且對微粒有良好的捕獲效果。由于其特殊的結(jié)構(gòu),此種光纖光鑷相較于單模光纖光鑷具有更長的捕獲距離、更大的捕獲強度并且對探針表面的粗糙度要求不高。
　　由于單光纖光鑷

3、僅能實現(xiàn)對細胞的捕獲,本文探究了一種利用光纖干涉?zhèn)鞲性砗碗p光纖光鑷的細胞檢測方法,具有低成本、高精度、易于集成等優(yōu)點。該方法通過分析計算光譜分析儀上光纖法珀腔的不同情形下的輸出光譜,可精確得出細胞的直徑、折射率、功率增加導致的細胞形變等相關(guān)參量,以解決用普通顯微鏡不能準確觀察和測量微粒尺寸的難題。實驗搭建了光路系統(tǒng)對酵母細胞和紅細胞進行了相關(guān)研究,論證了此種方法的可行性。由于癌細胞相比正常細胞的楊氏模量更大,通過增加光鑷系統(tǒng)的光功率得