光纤光镊具有非接触性、小尺寸、操作轻便等特点,可用于微纳米粒子的捕获、分选和操控,在生物学、医学及其相关领域有着广泛的应用前景,本文对单光纤光镊和双光纤光镊的细胞捕获特性及细胞检测方法进行了研究。本文提出了一种基于渐变多模光纤的新型单光纤光镊,数值计算出了探针尖端附近的光场和梯度力分布,仿真研究了探针形状参数对细胞捕获的影响;与其它种类的光纤锥进行比较,仿真结果显示通过优化渐变多模光纤锥部分的长度,其梯度力可达到相同形状的单模光纤探针的4倍。作为验证,实验通过化学腐蚀制作出了渐变多模光纤尖端,利用它成功实现了对聚苯乙烯小球和酵母细胞的稳定捕获,并计算出了捕获力;观察到当操纵光纤探针移动,使得微粒在水平或竖直方向略有偏离平衡位置时,光阱力会拉动微粒很快回复到平衡位置,证明此种单光纤光镊的可行性并且对微粒有良好的捕获效果。由于其特殊的结构,此种光纤光镊相较于单模光纤光镊具有更长的捕获距离、更大的捕获强度并且对探针表面的粗糙度要求不高。由于单光纤光镊仅能实现对细胞的捕获,本文探究了一种利用光纤干涉传感原理和双光纤光镊的细胞检测方法,具有低成本、高精度、易于集成等优点。该方法通过分析计算光谱分析仪上光纤法珀腔的不同情形下的输出光谱,可精确得出细胞的直径、折射率、功率增加导致的细胞形变等相关参量,以解决用普通显微镜不能准确观察和测量微粒尺寸的难题。实验搭建了光路系统对酵母细胞和红细胞进行了相关研究,论证了此种方法的可行性。由于癌细胞相比正常细胞的杨氏模量更大,通过增加光镊系统的光功率得到光谱变化,进而检测细胞形变的方法,为癌细胞的检测提供了一种新途径。