表面等離子體共振傾斜光纖光柵生物醫(yī)學(xué)傳感器.pdf

1、暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文題名（中英對(duì)照）：表面表面等離子體共振傾斜光纖光柵生物等離子體共振傾斜光纖光柵生物醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)傳感器傳感器SurfacePlasmonResonanceBiosensBasedonTiltedFiberBraggGrating作者姓名：劉甫指導(dǎo)教師姓名郭團(tuán)及學(xué)位、職稱：研究員研究員學(xué)科、專業(yè)名稱：光學(xué)工程光學(xué)工程學(xué)位類型：（學(xué)術(shù)學(xué)位學(xué)位類型：（學(xué)術(shù)學(xué)位專業(yè)學(xué)位）專業(yè)學(xué)位）學(xué)術(shù)學(xué)位學(xué)術(shù)學(xué)位論文提交日期：2015年3月論文答

2、辯日期：2015年5月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：學(xué)位授予單位和日期:暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要20世紀(jì)中期以來，生物信息學(xué)迅猛發(fā)展，各類生物醫(yī)學(xué)問題成為研究的熱點(diǎn)，生物傳感技術(shù)也隨之得到發(fā)展。其中，基于傾斜光纖光柵的表面等離子體共振（TFBGSPR）傳感器是一種利用金屬薄膜的表面等離子體共振原理，以傾斜光纖光柵作為導(dǎo)光介質(zhì)的光學(xué)傳感器。TFBGSPR技術(shù)因具有檢測(cè)過程方便迅速、無需標(biāo)記、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精度高等特點(diǎn)而在生物傳感領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)

3、用。本文介紹了SPR技術(shù)及其應(yīng)用，同時(shí)介紹了近年來光纖SPR生物傳感器的發(fā)展，提出了基于傾斜光纖光柵SPR的生物傳感器。首先，根據(jù)耦合模理論解釋TFBG模式的耦合原理，并且重點(diǎn)研究其包層模的偏振特性，以及對(duì)外界折射率變化的響應(yīng)。其次，介紹TFBG包層模波矢和SPW波矢相位匹配條件以及色散關(guān)系，從理論上闡述金屬層厚度對(duì)SPR效應(yīng)的影響，得出Ag金屬層可以同時(shí)使包層模的倏逝場(chǎng)透過金屬層耦合到外界并以輻射模的形式存在，又可以和SPW波耦合形成

4、SPR共振損耗峰?；谏鲜隼碚撗芯颗c器件制作基礎(chǔ)，開展了如下兩部分生物醫(yī)學(xué)傳感研究：（1）藥物干預(yù)細(xì)胞非生理性密度變化檢測(cè)：不同于傳統(tǒng)的生物醫(yī)學(xué)方法，本文根據(jù)不同細(xì)胞密度表面對(duì)光散射不同，提出一種基于TFBG包層模正交偏振差分法來監(jiān)測(cè)其密度變化，利用TFBG截止模附近第一個(gè)包層模的兩個(gè)偏振態(tài)的差分來探測(cè)不同密度細(xì)胞附著光纖表面后面折射率的變化，用此來定量標(biāo)定分別用0、8、16μgmL的維甲酸干預(yù)人類急性白血病細(xì)胞株(K562)在48hr

5、后其細(xì)胞密度變化的趨勢(shì)，靈敏度達(dá)到1.4104dBRIU，探測(cè)靈敏度為2105RIU，得出干預(yù)藥物濃度越大，面折射率越小，其細(xì)胞密度越小，從而驗(yàn)證DANCE猜想。（2）尿液中水通道蛋白含量檢測(cè)：健康大鼠尾靜脈注射阿霉素后其腎臟AQP2表達(dá)上升，尿液中AQP2排出量也增加，給大鼠服用真武湯劑后觀測(cè)其尿液中AQP2的含量，并以此來監(jiān)測(cè)大鼠的恢復(fù)情況。區(qū)別于傳統(tǒng)生物檢測(cè)方法，本文提出一種基于超薄納米鍍膜TFBGSPR傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，

6、利用纖維連接蛋白將尿液中蛋白質(zhì)全部吸附到傳感器表面，傳感器面折射率因排出蛋白量的變化而變化，其中截止模和SPR包層模都對(duì)折射率敏感，其幅度可標(biāo)定折射率變化，測(cè)量靈敏度可達(dá)到8098.3dBRIU。通過BCA法和ELISA法的驗(yàn)證，隨著真武湯劑量的增加，其總蛋白含量除了AQP2的含量減少其它蛋白含量保持穩(wěn)定，因此可用尿液中總蛋白質(zhì)含量面折射率的變化來定性說明AQP2的變化。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：傾斜光纖光柵；表面等離子體共振；非生理性細(xì)胞密度；水