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、免疫層析光學生物檢測技術是以免疫層析試紙條為檢測對象，采用光學方法獲取試紙條上光學標記物的信息，從而得出試紙條上生物物質濃度。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中傳輸的這樣一類科學問題，另一方面可以為高性能免疫層析型光學檢測儀器的設計提供理論支持。免疫層析試紙屬光混濁介質，故可用Monte Carlo方法來模擬光子在其內的多次散射過程。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。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的Monte Carlo模擬技術應用到探尋光子在免疫層析試紙中的傳播規律上，從而為此類光學生物檢測儀器的設計提供理論基礎。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成的交錯的疏松多孔結構

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）共同構成。在Monte Carlo模擬中，球形粒子的散射相函數采用Henyey-Greenstein相函數近似，而纖維的相函數根據無限長直圓柱的散射模型計算得出。進而，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特性參量對傳播特性的影響，并就如何