癌症是世界范围内的主要死亡原因之一。近年来在发展中国家,由于诊断和治疗手段的改善,以及预防措施的实施,与癌症相关的全球死亡率一直在下降。然而,胃癌、肝癌、乳腺癌、肺癌等癌症研究进展缓慢,而且很难在早期发现。因此,面对高昂的医疗费用和不断增加的新病例,早期癌症诊断是一个关键因素。对于高灵敏度的生物样品测量,光纤生物传感器可以作为一种成本效益高且相对容易实现的替代方案来替代现有体积庞大的光学结构。小型化的尺寸和远程操作能力为它们在难以到达的空间(甚至可能在体内)进行单点传感提供了大量的机会。基于上述研究背景介绍,本篇论文主要开展了以下工作:(1)提出了一种基于埃洛石纳米管修饰的倾斜光纤光栅生物医学传感器。通过表面自组装方法,在刻有倾斜光纤布拉格光栅(Tilted Fiber Bragg Grating,TFBG)的单模光纤表面修饰埃洛石纳米管(Halloysite Nanotubes,HNTs)涂层来增强捕获肿瘤细胞。由于埃洛石纳米管的大表面积体积比和亚微米尺度特殊结构,可以在复杂的环境中提供高效的肿瘤细胞结合能力,而对正常细胞作用力较小,因此经过埃洛石修饰的光纤传感器具有筛选肿瘤细胞的能力。(2)完成上述光纤传感器对肿瘤细胞的检测,实现高精度可重复测量。设计搭建了基于微流通道的肿瘤细胞检测装置,分别对正常细胞和肿瘤细胞进行检测,传感器的检测时间为30分钟,线性响应范围接近5个数量级(10～10~5个细胞/m L),检测限为10个细胞/m L,多次的重复性检测验证了传感器的稳定性。此外,将光纤传感器集成与微流体通道,实现了亚微升容量样品的精确测量,并且测量过程中的温度交叉问题通过TFBG的纤芯模式得到消除。这一光纤检测方法为肿瘤细胞检测提供了对微量生物样品的快速、精确检测手段,有望用于相关疾病的早期诊断和治疗评估。