監(jiān)測骨髓基質(zhì)干細(xì)胞胃癌作用機(jī)制的微環(huán)諧振器研究.pdf

1、隨著光纖通信系統(tǒng)的不斷研究推進(jìn)，對于光器件的小功率化、集成化以及規(guī)?；岢隽撕芨叩囊蟆Ｒ虼思晒鈱W(xué)順勢發(fā)展，并且與現(xiàn)有的不斷發(fā)展的硅基電子集成技術(shù)緊密結(jié)合，形成了硅基光電子學(xué)。而其主要的目標(biāo)，就是應(yīng)用現(xiàn)有的 CMOS工藝，加工集成的全光處理器件。微環(huán)諧振器作為光電子集成技術(shù)的重要部件，被廣泛應(yīng)用在全光信號緩存、光學(xué)濾波器、全光開關(guān)、邏輯門等全光信號的處理方面。而由于微環(huán)諧振器的高集成度、高靈敏度、結(jié)構(gòu)易擴(kuò)展、兼容CMOS工藝等優(yōu)點(diǎn)，其

2、應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著很大的發(fā)展空間，基于微環(huán)諧振器的生物傳感器成為了研究熱點(diǎn)。同濟(jì)醫(yī)學(xué)院的課題組（協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科藺蓉）正在對骨髓干細(xì)胞癌變導(dǎo)致胃癌的癌變過程進(jìn)行研究，前期發(fā)現(xiàn)“骨髓基質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）存在兩種不同形態(tài)的細(xì)胞亞群”，首次提出 MSCs通過不同亞型間的表型轉(zhuǎn)化參與胃癌發(fā)生。由于缺少特異性標(biāo)志物，普通生物學(xué)方法很難對其分離鑒別。本文對高靈敏度的微環(huán)生物傳感器進(jìn)行了研究。首先介紹了微環(huán)諧振器的結(jié)構(gòu)、特征參數(shù)，結(jié)合光波導(dǎo)原理

3、以及光波導(dǎo)的耦合模理論分析了微環(huán)的耦合區(qū)域和傳輸特性，并且根據(jù)微環(huán)諧振器的參量模型推導(dǎo)了包括 FSR、Q值、半高寬等主要參數(shù)的計算公式。之后詳細(xì)介紹了微環(huán)諧振器用作生物傳感器的原理，對等效 FSR、探測靈敏度等主要參數(shù)的推導(dǎo)。本文設(shè)計了級聯(lián)微環(huán)生物傳感器結(jié)構(gòu)，利用游標(biāo)效應(yīng)提高探測靈敏度，并對級聯(lián)微環(huán)的等效 FSR和探測靈敏度進(jìn)行了理論推導(dǎo)；制備了通光良好的級聯(lián)微環(huán)生物傳感器，獲得了較大的等效自由光譜區(qū)，相比普通單微環(huán)傳感器不僅增大了等效

4、探測范圍，還提高了探測靈敏度。實(shí)驗(yàn)分別測試了離子水，1640培養(yǎng)基，培養(yǎng)3天的胃癌細(xì)胞上清液樣本。生物醫(yī)學(xué)使用的1640培養(yǎng)基以及培養(yǎng)了3天的胃癌細(xì)胞組織上清液在級聯(lián)微環(huán)生物傳感器的主諧振波長上有16.2nm的差別，而骨髓基質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）的兩種細(xì)胞亞群在級聯(lián)微環(huán)生物傳感器主諧振波長上的漂移有17.48nm，實(shí)現(xiàn)了對培養(yǎng)基和胃癌細(xì)胞上清液、骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的兩個細(xì)胞亞群直觀的區(qū)分鑒別。
　　本文利用“微環(huán)諧振器”的微型化和折射率