基于蒙特卡洛方法的免疫層析試紙條光傳輸特性研究.pdf

1、免疫層析光學(xué)生物檢測技術(shù)是以免疫層析試紙條為檢測對象，采用光學(xué)方法獲取試紙條上光學(xué)標(biāo)記物的信息，從而得出試紙條上生物物質(zhì)濃度。研究光在免疫層析試紙條中的傳輸情況，一方面是研究光子在混濁介質(zhì)中傳輸?shù)倪@樣一類科學(xué)問題，另一方面可以為高性能免疫層析型光學(xué)檢測儀器的設(shè)計提供理論支持。免疫層析試紙屬光混濁介質(zhì)，故可用Monte Carlo方法來模擬光子在其內(nèi)的多次散射過程。在使用Monte Carlo方法模擬光子的散射行為時，在散射相函數(shù)方面，C

2、raig F.Bohren等人通過電磁輻射傳輸理論分析了不同的散射模型，給出微粒模型和無限長圓柱模型的散射相函數(shù)。Alwin Kienle等人利用研究了光在牙小管模型中的散射分布研究，證明了無限長圓柱模型的正確性。
　　本研究將生物光子學(xué)的Monte Carlo模擬技術(shù)應(yīng)用到探尋光子在免疫層析試紙中的傳播規(guī)律上，從而為此類光學(xué)生物檢測儀器的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。在電鏡下可觀測到，免疫層析試紙具有由纖維和球形微粒構(gòu)成的交錯的疏松多孔結(jié)構(gòu)

3、，其中紙張纖維直徑為0.5～2μm且纖維長度大于直徑的10倍。所以，免疫層析試紙的散射模型可采用無限長直圓柱散射模型和球形粒子散射模型（纖維-小球模型）共同構(gòu)成。在Monte Carlo模擬中，球形粒子的散射相函數(shù)采用Henyey-Greenstein相函數(shù)近似，而纖維的相函數(shù)根據(jù)無限長直圓柱的散射模型計算得出。進(jìn)而，基于球形粒子和無限長直圓柱兩種散射模型研究了免疫層析試紙的光傳播特性以及探究了各種光學(xué)特性參量對傳播特性的影響，并就如何