اساس سنجش سیگنال در روش الکتروشیمی مستقیم DNA بر پایه ی واکنش اکسیداسیون و احیاء DNA در یک الکترود جیوه می باشد بنابراین مقدار DNA اکسید شده و احیاء شده با مقدار DNA ای که با پروب هیبرید می شود تناسب دارد. علاوه بر روش های قدیم احیاء مستقیم DNA امروزه از روشی به نام ولت سنجی جذبی ( Voltammetry absorpion Stripping) برای اکسیداسیون مستقیم DNA استفاده می شود که روشی بسیار حساس می باشد.و در روش الکتروشیمی مستقیم باز های پورین به وسیله ی موادی مانند : کربن، ایندیومتین اکساید (ITO)، طلا و الکترود های پوشیده از پلیمر اکسید می شوند. اگرچه روش الکتروشیمی مستقیم روش خیلی حساسی می باشد ولی کاربرد آن پیچیده می باشد زیرا برای اکسیداسیون مستقیم DNA، جریان زمینه با پتانسیل بالایی مورد نیاز است. همچنین روش های ریاضی و عددی پیشرفته ای لازم است تا بتوان هر سیگنال را اندازی گیری نمود. البته روش های جدیدی طراحی شده اند که به وسیله ی آن بتوان به کمک روش های فیزیکی تداخلی که در زمینه ایجاد می شود حذف نمود. به عنوان مثال محققین توانسته اند DNA هدف را به وسیله ی پروب هایی که بر روی ذرات مغناطیسی ( magnetic beads ) ثابت شده اند را ردیابی نمایند. در این روش بعد از اینکه DNA پروب با DNA هدف برخورد کرد، دانه های مغناطیسی در محلول از هم جدا می شوند. DNA های جمع آوری شده در محلول اسیدی دیپورینه می شوند و نوکلئوزید های گوانین دار و آدنین دار آزاد جمع آوری شده و به وسیله ی روش ولت سنجی جذبی آنالیز می شوند. همچنین روش مشابهی با بهره گرفتن از اکسیداسیون مستقیم گوانین گزارش شده است که به وسیله ی آن قادر بودند که یک موتاسیون خاص را در بین قطعات DNA ای که به وسیله ی PCR تکثیر شده بودند شناسایی کنند. روش دیگر استفاده از پروب اسید نوکلئیک پپتید می باشد که با بهره گرفتن از این پروب ها عمل هیبریداسیون به طور محکم تری انجام شده و می توان موتاسیون نقطه ای را در DNA هدف با این روش تشخیص داد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

در روش الکتروشیمی غیر مستقیم DNA برای اکسیداسیون DNA از حد وسط های الکتروشیمیایی استفاده می شود. یک روش اختصاصی بسیار موثر استفاده از کمپلکس های پلی پیریدیل ( RU و OS می باشد که به وسیله ی آن ها اکسیداسیون الکتروشیمیایی گوانین صورت می گیرد. به وسیله ی این روش محققین توانسته اند یک ترتیب سه نوکلئوتیدی را ردیابی کنند.این روش به همراه rt-PCR می تواند برای بیان بیش از حد ژن ها در نمونه های توموری مورد استفاده قرار بگیرد و دارای حساسیت بالایی می باشد. در همین روش باز های آلی که از طریق شیمیایی تغییر کرده اند وارد محصول PCR شده و DNA حاصل بروشهایی شناسایی می گردد. اگرچه این روش بسیار حساس می باشد ولی اینکه این روش برای تشخیص های کلینیکی مناسب می باشد هنوز کاملا مشخص نمی باشد. از مزایای این روش غیر پیچیده بودن آن می باشد.
چندین روش تحت بررسی است که بر اساس آن DNA هدف با مولکول های گزارشگر فعال احیاء شده نشان دار می گردند. با بهره گرفتن از روش های فیزیکی می توان ترتیب بازی نشان دار را تا محدوده ی ۱۰ مولکول ردیابی نمود. یک تغییر در این روش شامل سنجش ساندویچ سه جزیی ( Three component sandwich assay ) می باشد که در این حالت مواد نشان دار احیاء شده به یک قطعه DNA سنتزی متصل می شود که این قطعه DNA به کمپلکس پروب – هدف متصل می شود. به عبارت دیگر مواد نشان دار احیاء شده به یک قطعه سنتزی متصل می شود که این قطعه ی سنتزی به کمپلکس پروب – هدف متصل شده یا آویزان می شود. در این حالت احتیاج برای اینکه در DNA هدف تغییری ایجاد شود از بین می رود که سبب می شود پروب و ترتیب بازی نشان دار را در کنار هم قرار دهد. یکی از موارد استفاده از DNA های نشان دار استفاده از پروب نشان دار شده با فروسین می باشد که بر روی الکترود طلا قرار گرفته است. با بهره گرفتن از این تکنیک می توان DNA هدف را محصور نموده و بر اثر تماس ایجاد شده تغییری در مولکول فروسین صورت می گیرد که سیگنالی به الکترود طلا می دهد و این سیگنال به صورت جریان فاراد اندازه گیری می شود. با این روش می توان تغییری در دو باز آلی ( موتاسیون ) را گزارش نمود ( تصویر ۲ ). روش دیگر در این گروه استفاده از نانو ذراتی مانند: CdS ، ZnS ، PbS است که بر روی آن ها قطعه ای از DNA سوار شده است. در این روش ابتدا پروب را بر روی ذرات مغناطیسی سوار می کنند و در معرض DNA هدف قرار می دهند سپس بعد از جدا کردن مغناطیسی ذرات دو مرتبه در معرض نانو ذرات قرار داده که بر روی آن ها DNA پروب قرار داده شده است و با DNA هدف واکنش داده می شود و سیگنال مزبور خوانده می شود. حتی در بهبود این روش افرادی قطعاتی از CdS را تهیه کرده اند که قادر با شناسایی فتوالکتروشیمیایی هیبریداسیون DNA می باشد. در طی این عمل ابتدا DNA پروب ایموبولیزه شده و با DNA هدف هیبرید می گردد. سپس این کمپلکس با Cds-DNA هیبرید می شود. در مرحله ی بعدی کمپلکس Cds-DNA با نانو ذرات الگونوکلئوتیدی و رشته ی DNA که به صورت پل عمل می کنند واکنش داده و تولید تجمعی از نانو ذرات نشان دار می کنند. در معرض قرار دادن این تجمع نانو ذرات به نور آبی سبب ایجاد جریان الکتروشیمیایی بین نانو ذرات Cds و الکترود طلا می شود.
تصویر۲:سنجش الکتروشیمیایی برای تعیین عدم جفت شدگی بازها(Mismatch)
یکی از مشکلات برای تشخیص بیماری های عفونی، مقدار کم DNA می باشد که این مشکل را با بهره گرفتن از نانو ذرات ( Nanoparticles ) می توان برطرف نمود. کار به این صورت است که سطحی ( الکترود ) وجود دارد که بر روی آن DNA پروب قرار گرفته است. نمونه ی DNA هدف بر روی سطح ریخته می شود. هم زمان نانو ذرات طلا که بر روی آن DNA قرار گرفته است نیز اضافه می گردد. اگر در نمونه عامل بیماری مورد نظر وجود داشته باشد DNA استخراج شده با DNA پروب هیبرید شده و نانو ذرات طلا نیز که مکمل قسمتی از DNA هدف نیز می باشند با آن واکنش می دهد. بر روی این کمپلکس نقره اضافه می گردد که در نتیجه اضافه کردن آن ایجاد جریانی شده که قابل اندازه گیری می باشد. همچنین برای بهبود بخشیدن به عمل انتقال سیگنال ها مثلا در موقعی که نمونه DNA کم است می توان تغییراتی در سطح الکترود ها مانند استفاده از صفحات پلی استری ارزان قیمت ایجاد نمود.
از DNA سنسور های الکتروشیمیایی می توان برای سنجش دیگر مولکول ها مانند آرسنیک تری اکساید استفاده نمود. در این روش سیگنال ایجاد شده که به صورت ولتامتریک سنجیده شده و این سنجش بر اساس اکسیداسیون گوانین می باشد در اثر مقدار غلظت و مدت زمان در معرض قرار گرفتن آرسنیک کاهش پیدا می کند. ( آرسنیک به گوانین صدمه زده و لذا سیگنال کاهش پیدا می کند ).
فصل سوم
ساختار فیزیکی فیبر نوری و پارامترهای مورد محاسبه
۳-۱ مقدمه
بیو سنسورها مرحله ی نهایی یک شاخه ی فزآینده از علم هستند که با بیوتکنولوژی،شیمی و فیزیک و همچنین علوم مهندسی مانند رایانه و شبکه ارتباط گسترده ای دارند و محدوده ی وسیعی از کاربردها را پوشش می دهند.بنابر این واژه ی بیوسنسور مفهومی فراتر از زمینه ی کاربرد آن دارد.به بیان دیگر این سنسور ها یک وسیله ی تحلیلی برای تشخیص و تبدیل مفاهیم زیستی به داده های قابل بررسی هستند.ازآنجایی که در اکثرواکنش های شیمیایی و بیولوژیکی یک سیگنال الکتریکی بوجود می آید می توان از این سنسورها برای اندازه گیری و هدایت آن بهره برد و بیو سنسورهای فیبر نوری به دلیل کاربردهای زیادی که در این زمینه دارند از اهمیت خاصی برخوردار شده اند.این سنسورها به عنوان یک سیستم هوشمند بیولوژیکی در بررسی های پزشکی و مشاهده ی آنلاین فرایند های بیولوژیکی،اسکن و… به کار می روند .بر اساس یافته های دقیق بیولوژیکی از این سنسورها برای تشخیص و درمان پلی نوکلئوتیدهای DNA استفاده شده است.در این فصل به بررسی ساختار این بیو سنسورها و قسمت های مختلف آن خواهیم پرداخت.

شکل ۳- ۱:انواع و کارکرد بیوسنسورها
۳-۲اصول کلی
در مورد ساختار و نحوه ی کارکرد بیوسنسورهای فیبر نوری مقدمات زیادی وجود دارد که در فصول قبل به آنها پرداخته ایم.مفاهیم کلی و بخش های اصلی این نوع سنسورها در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل ۳-۲:ساختار کلی و قسمتهای مختلف بیوسنسورها
۳-۲-۱ مبدلهای مورد استفاده برای توسعه ی بیوسنسورها
بیو سنسورها را می توان بر اساس واحد بیولوژیکی و المان انتقالی آنها تقسیم بندی کرد.المان های بیولوژیکی شامل آنزیم ها،میکروارگانیسم ها و ارگانل ها هستند.وقتی واحد حسگر دچار تغییر شود ویا در محیط اطراف خود تغییری احساس کند پالس مورد نظر به واحد پردازنده و قسمت انتقالی می رسد. در سنسورهای مختلف ارتباط این قسمت ها با هم به روش های گوناگونی برقرار میشود.یکی از این روش ها استفاده ازفیبر نوری است.
وقتی این برهم کنش بین بافت و حسگر به ایجاد واکنش شیمیایی منجر شود میتوان از این سنسورها به عنوان یک وسیله ی تحلیل یا مشاهده و ثبت فرایند استفاده کرد.بر همین اساس فرایند انتقال داده هانیز متفاوت خواهد بود.باید شرایطی را فراهم کرد که داده های به دست آمده بدون کمترین اتلاف به مرحله ی ثبت و پردازش برسند.این راه ارتباطی می تواند حامل اطلاعات انتخابی (هوشمند) و یا تصادفی باشد.به علاوه محافظت از حسگر در مقابل تنش های مکانیکی و شارژ مجدد آن نیز بر عهده ی این بخش است.
۳-۲-۲ واحد حسگر
آنزیم ها ،پروتئین هایی با توانایی عمل بالا و البته انتخابی برای هدف های گوناگون هستند.دسترسی مناسب به آنها در درجات خلوص بالا باعث رشد فزاینده ی استفاده از سنسورهایی شده است که از آنزیم ها به عنوان حسگر استفاده می کنند.محدودیت های اصلی استفاده از آنها PHمحیط مورد استفاده،تنش های یونی،عوامل شیمیایی مزاحم و نوسانات دمای محیط هستند.اغلب این مواد در دمایی بالاتر از ۶۰۸ درجه ی سانتی گراد اثر خود را از دست می دهند. به علاوه سیگنال های به دست آمده از این حسگرها نیز به علت ضعف دامنه با ایجاد نوسانات دمایی در سیستم انتقال اطلاعات دچار گسستگی و پراکندگی می شوند.اغلب این آنزیم ها پس از استفاده در بیو سنسورها اکسید می شوند.یعنی با اکسیژن غیر محلول موجود ترکیب شده و پراکسید هیدروژن تشکیل می دهند.همچنین در سطح مقطع بخش انتقالی واکنش هایی ایجاد می کنند. یکی ا ز مهمترین دلایل استفاده از فیبر های نوری در سنسورها جلوگیری از این گسستگی اطلاعات و انجام واکنش های ناخواسته است.
آنتی بادی ها:
این مواد پروتئین هایی هستند که رفتار انتخابی ندارند.و از لنفوسیت های نوع B در حضور ساختارهای آنتیژنیک ساخته می شوند.بنابر این برای محیط های مورد استفاده یک ساختار و عامل خارجی محسوب می شوند.مولکولهایی با ابعاد بزرگتر از ۱۰Kda(kda واحد طول رایج در زیست فناوری است )میتوانند با این ساختار برهم کنش کنند ولی مولکولهای کوچکتر مانند پروتئین ها و استرودیودها به این روش پاسخ مناسبی نمی دهند.این مواد به شدت استرس پذیر بوده و با سطح مقطع قسمت ا نتقالی پیوند هایی به شکل اسیدهای آمینه و کربوکسیل آلدهید ها تشکیل می دهند.
محدودیت های استفاده از این حسگرها نیز مانند آنزیم هاست.به علاوه باید از تشکیل دوباره ی این پیوند ها به علت کاهش PHروی سطح انتقال دهنده جلوگیری کرد.این حسگرها با هر دو نوع انتقال دهنده ی نوری و آکوستیکی قابل کاربرد هستند.در جدول زیر خلاصه ای از بعضی المان های بیولوژیکی و ساختارهایی که برای کالیبره کردن بیوسنسورها مورد استفاده قرار می گیرد آورده شده است.

۳-۳ بخش های مختلف یک بیو سنسور فیبر نوری
روش فیبر نوری یا انتقال اطلاعات به دست آمده از این طریق در تعداد زیادی از کاربردهای مترولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد.روش های عمومی مانند تداخل سنجی در فضای آزاد و اسپکتروسکوپی نمونه هایی از این موارد هستد.این نوع از مشاهدات فضای باز بیشتر برای تشخیص عیوب و نواقص کاربرد دارند.میتوان این روش ها را با حسگر های مورد مطالعه ترکیب کرده و مثلا روشی برای تشخیص عیوب ساختاری هدف هایی مانند DNAپیشنهاد کرد.استفاده از موجبر ها برای این منظور مزایایی را برای حفظ کیفیت پرتو و امکان هدایت آن به فواصل دورتر را فراهم می سازد.اندازه گیری به این روش دقیق تر و با عدم قطعیت کمتری صورت می گیرد. همانطور که گفته خواهد شد با انجام محاسبات اپتیکی سرراست میتوان پارامترهای مهم در استفاده از موجبر ها و فیبر های نوری را استخراج و تحلیل کرد.
همانطور که گفته شد استفاده از فیبر های نوری در ابتدا برای انتقال داده های مخابراتی رایج شد بنابر این مواردی مانند کیفیت پرتو و نوفه های ایجاد شده و همچنین ضریب SNRدر آنها رعایت شده است. موضوع باقی مانده محاسبه ی زمان پرواز یا زمان تاخیر در این سنسورهاست که باید باتوجه به نوع حسگر و فاکتور DLبرای انواع مختلف سنسورها تعیین و تحلیل شود.
به هر حال نتایج توسعه ی روش های با کیفیت الکترونیک نوری تاثیر زیادی در انتقال اطلاعات در بیوسنسورها دارد.دلایل اصلی استفاده از موجبرها در بیوسنسورها عبارتند از:
۱-استفاده از روش های غیر الکتریکی برای عملکرد سیستم.این گزینه علاوه برکنترل پذیر کردن فرایند اندازه گیری ایمنی انتقال اطلاعات را نیز تضمین میکند.به علاوه نسبت های فرکانسی و ضریبSNRکنترل شده و برهم کنش های ناخواسته ی الکترومغناطیسی حذف می شود.
۲-اندازه ی کوچک،وزن کم و انعطاف پذیری زیاد.این گزینه امکان دسترسی و اندازه گیری در نواحی دور از دسترس را فراهم می کند.
۳- امکان استفاده در محیط های یونی و خورنده ی شیمیایی. این گزینه مهمترین دلیل استفاده از این روش در بیوسنسورهای مورد استفاده در ترکیبات حساسی مانند خون است.
۴-ارتباط آسان با سایر سیستم های انتقال اطلاعات نوری به عنوان منبع،حافظه یا کانال ارتباطی.
۳-۳-۱ منبع نور
منابع نوری گسترده و متنوعی برای استفاده در بیوسنسورها پیشنهاد می شود.از مهمترین آنها میتوان به دیود لیزرهای نیمه رسانا و گازی با نور همدوس اشاره کرد.همچنین استفاده از لامپ هایIN CANDESCENTبا پهنای طول موجی گسترده نیز رواج زیادی دارد.اخیرا استفاده ازپرتابل LEDها ی حالت جامد با پهنای باند کوتاه نیز رایج شده است.پایداری مهمترین عامل انتخاب منبع نور است.البته ایجاد طول موج های قابل تعیین و کالیبره پذیر بودن سیستم نیز بسیار اهمیت دارد. در اندازه گیری های امروزی همزمان چند پرتو با طول موج های مختلف ارسال و اندازه گیریهای مختلف انجام می شود.در بعضی از کابرد های به عنوان مثال دستگاه های پرتابل LED ها نتایج بهتری به دست می دهند چرا که اولا کوچک و ارزان قیمت تر هستند و ثانیا مصرف انرژی کمتری دارند و طول موج های انتخابی ایجاد می کنند. مهمترین دلیل استفاده از آنها پیشرفت تکنولوژی ساخت آنها همپای پیشرفت های فیبر نوری و موجبرهای اپتیکی است.در عوض لامپهای تنگستن طول موج های وسیعی ایجاد می کنند و البته شدت بیشتری نیز دارند.هرچند که این لامپ ها پایداری بهتری دارند اما نیازمند یک منبع تغذیه ی قوی بوده و و حرارت ناشی از آنها باعث ایجاد محدودیت هایی در اندازه گیری و کارکرد سایر قطعات می شود.
۳-۳-۲ المان های اپتیکی
ابزار نوری زیادی برای انتقال پرتوها در این سنسورها به کار می روند.این ابزار شامل لنزها،مشددها،آینه ها ،توری ها و جفت کننده ها برای انتقال نور از منبع به طول مشخصی از فیبرنوری یا نقطه ی مشخصی از سطح موجبر و جمع آوری نور از سنسور قبل از رسیدن به آشکارساز نوری است.
بری انتخاب طول موج مورد نظر فیلترهای نوری،منشورها و توری های پراش مورد استفاده قرار می گیرند.که حاصل عمل انها یک پهنای باند کوتاه در خروجی است درست زمانی که منبع نور مورد استفاده پهنای باند وسیعی دارد.
۳-۳-۳ آشکارساز نوری
برای انتخاب نوع آشکارساز برای سنسورهای نوری باید شرایط مختلفی را در نظر گرفت.این عوامل شامل حساسیت،ضریب آشکارسازی،نویزها،پاسخ فرکانسی و زمان مشخصه هستند.مشدد های نوری و آشکارسازهای نوری کوانتومی حالت جامد مانند رساناهای فوتونی و فوتودیودها برای این کار کاملا مناسب هستند.عامل مهم دیگر در این انتخاب طول موج مورد نظر است.در حالت کلی و برای اغلب موارد استفاده همه این ساختارها پاسخ قابل قبولی می دهند.فوتودیودها به دلیل مدارساده و پیچیدگی محاسباتی کم و طراحی انعطاف پذیر بیشتر مورد استفاده هستند.معمولا به طور همزمان دو آشکارساز فوتونی مورد استفاده قرار می گیرد چراکه باید مرجع برای تصحیح نوسانات گرمایی منبع وجود داشته باشد.با محاسبه ی نسبت بین دو عدد خوانده شده و استفاده از بخشی از پرتو که وارد هیچ آشکارسازی نشده به عنوان فاکتور تصحیح در سیستم اندازه گیری فرایند آشکارسازی با دقت قابل توجهی انجام می شود.
۳-۳-۴ تحلیل سیگنال
معمولا سیگنال خروجی به دست آمده از آشکارساز یک ولتاژ یا جریان متناسب با شدت نور اندازه گیری شده است.بنابر این هم اجزای ساده ی مدارهای آنالوگ(مانند مبدل های ولـتاژ به جریان) و هم اجزای مستقیم اتصالی به واحد پردازنده باید درست انتخاب شوند.معمولا قبل از ارسال خروجی آشکارساز به واحد پردازنده رایانه ای این سیگنال ها به کمک یک پیش تقویت کننده به اندزه ی لازم تقویت می شوند.
معمولا دو طول موج مختلف برای انجام یک اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرد. یک پرتو معمولا نسبت به تغییرات محیط اندازه گیری حساس بوده طول موج دیگر نسبت به این تغییرات بی تفاوت است.به این روش پرتو بدون تغییر به عنوان مرجع برای مقایسه و حذف نوسانات در زمان اندازه گیری و انتقال اطلاعات به کار می رود.
۳-۳-۵ فیبر نوری
چند نوع اندازه گیری بیولوژیکی مختلف را میتوان با بهره گرفتن از فیبر نوری به عنوان ابزار کنترل کننده برای شناسایی تغییرات در خواص طیفی بافت ها و خون انجام داد.
این اندازه گیری ها به کمک ایجاد روشنایی توسط انتهای فیبر نوری و ایجاد دیوار نوری در سطح اندازه گیری به روش حد واسط انجام می شود.در هر دو حالت اندازه گیری عملا در خارج فیبر انجام می شود.نور مورد نیاز در اندازه گیری از فیبر خارج شده و دوباره وارد آن می شود.این پرتو بازتابیده اطلاعات مربوط به جذب یا برهم کنش با ماده را با خود حمل می کند.فیبرهای نوری بر اساس اصل بازتابش کلی رفتار می کنند.نور ورودی تحت زاویه ای بیشتر از زاویه ی حد تابیده می شود بنابر این همواره بازتابش کلی رخ داده و داخل فیبر باقی می ماند.
یک دستگاه کامل برای استفاده از این روش شامل یک منبع نور،ابزار اپتیکی مورد نیاز، فیبر نوری دارای محیط فعال برای تقویت پرتو یا بدون آن و یک آشکارساز می باشد.تنوع فیبرهای نوری ازلحاظ کیفیت پرتو بستگی زیادی به کاربرد و طول موج مورد نظر دارد.این فیبرها می تواند از جنس های مختلفی مانند شیشه،پلاستیک یا کوارتز باشد که طیف طول موجی فرابنفش تا مادون قرمز نزدیک را پوشش می دهند.
فیبرهای پلاستیکی دارای مشخصات فیزیکی متنوع تر و قوی تری هستند.به علاوه ارزانتر و انعطاف پذیر تر بوده و برای استفاده در طول موج های زیر ۴۰۰nmبسیار مناسب هستند.
۳-۳-۶ اصول فیزیکی
مهمترین عامل در استفاده از بیو سنسورهای فیبر نوری اندازه ی کوچک و وزن کم آنهاست.برعکس اندازه گیری به روش الکتریکی وقتی دو پتانسیل مجزا باید اندازه گیری شوند فیبرهای نوری بهترین روش هستند . زیرا نیازی به سیگنال مرجع خارجی یا پتانسیل صفر وجود ندارد.از آنجایی که سیگنال نوری است ریسک پذیری الکتریکی برای تاثیر روی بافت وجود ندارد.همچنین در این روش تداخل مستقیم و ناخواسته ی میدان های الکتریکی و مغناطیسی وجود ندارد.تحلیل شیمیایی به صورت واقعی پاسخ خود به خودی انجام می شود.به علاوه می توان به طور همزمان و با کمک چند طول موج مختلف چند اندازه گیری را انجام داد.به علاوه این سنسورها پایداری زیادی دارند و با گذشت زما ن از طول عمر آنها کاسته نمی شود.باید در نظر داشت که ممکن است نور محیط با نور اندازه گیری تداخل کرده و اندازه گیری را مختل کند.
۳-۳-۷ اصول انتقال پرتو
با بهره گرفتن از نظریه ی انتقال پرتو دراپتیک موجی وقتی پرتو به سطح مقطع دو محیط می رسد دچار شکستگی و بازتابش می شود.با بهره گرفتن از قانون اسنل میتوان این حالت را توضیح داد:

شکل ۳-۳:حالت های مختلف برخورد پرتو با سطح جداکننده ی دو محیط
(۳-۱ )
اگر n₂<n₁ پرتو به محیط اول بازمی گردد.البته دو صورتی که زاویه ی تابش بیشتر از زاویه ی حد باشد.برای محاسبه ی این زاویه داریم:
(۳-۲ )
فیبر های نوری به صورت استوانه ای پوشش یافته از شیشه یا پلاستیک ساخته می شوند.استوانه های درونی و بیرونی به ترتیب هسته و پوشش نامیده می شوند و دارای ضریب شکست های n₁ و n₂ هستند.هر پرتوی که به سطح مقطع هسته پوشش برخورد کند و زاویه ی آن از زاویه ی حد بیشتر باشد داخل هسته باقی می ماند و چندین بار بازتابش می شود.بنابر این پرتو به دام افتاده و منتشر می شود.