[发明专利]用基于纳米结构的光谱检测方法检测化学物和生化物杂质

说明书

本申请要求美国US12/643,689号专利申请和美国US12/625,970号专利申请的优先权。其中，美国US12/643,689号专利申请是一个部分延续专利申请，其名称是“用基于纳米结构的光谱检测方法检测化学物和生化物杂质”，申请日是2009年12月21日，要求美国未决专利申请US12/625,970、US12/502,903、US12/403,522、US12/246,616和US12/176,383的优先权。其中，美国US12/625,970号专利申请的名称是“应用光谱法检测化学物和生化物物质”，申请日是2009年11月25日；美国US12/502,903号专利申请名称是“用于表面增强拉曼散射的纳米结构检测器”，申请日是2009年7月14日；美国US12/403,522号专利申请的名称是“检测化学物和生化物物质的系统和方法”，申请日是2009年3月13日；美国US12/246,616号专利申请的名称是“应用于食品安全检测的系统和方法”，申请日是2008年10月7日；美国US12/176,383号专利申请的名称是“应用光散射检测仪于非侵入式诊断疾病”，申请日是2008年7月20日。美国US 12/176,383号专利申请是美国US11/681,157号专利申请的一个部分延续申请，美国US11/681,157号专利申请现已授权，专利号是US7,428,046，名称是“痕量化学物质光学检测器”，申请日是2007年3月1日。美国US11/681,157号专利申请是美国US10/987,842号专利申请(现已授权，专利号是US7,242,469)的一个继续申请。美国US10/987,842号专利申请又是2004年5月24日申请的US10/852,787号专利申请(现已授权，专利号是7,384,792)的一个部分延续申请。美国US10/852,787号专利申请要求2003年5月27日递交的临时专利申请US60/473,283和US60/473,287，以及2003年11月17日递交的临时专利申请US60/520,222的优先权。在此公开这些相关专利申请是以引用的方式将其并入本申请。 

技术领域

本发明涉及物质检测领域，尤其涉及一种利用光散射探头和化学检测器检测和探测化学物质、生物化学物质、放射性物质及其他物质的方法。 

背景技术

光散射技术例如拉曼光谱法能够检测化学物质和生物化学物质。应用拉曼光谱法的一个主要限制是，从化学物质和生物化学物质获得的拉曼散射信号非常弱。尽 管人们在增强拉曼散射强度方面做了许多努力，但仍没有产生基于拉曼光谱法的实用且经济的检测器。因此，迄今为止拉曼散射法检测化学物质和生物化学物质方面的应用还非常有限。 

所以，有必要提供一种有效和实用的基于拉曼光谱法的检测器以检测和探测微痕量化学物质、生物化学物质、放射性物质及其他物质。 

发明内容  本申请公开了一种具有超高灵敏度的检测和探测化学物质或生物化学物质的拉曼光谱检测(或探测)系统和方法。本发明公开的拉曼光谱检测系统和方法可检测或探测到的生物化学物质或化学物质浓度水平比常规的检测技术要低几个数量级。该公开的拉曼光谱检测系统和方法具有超高的灵敏度，能够满足例如药品生产、食品生产、半导体加工和制造、石化加工和生产、环境净化处理等工业生产过程的需要，这是常规技术无法实现的。对于这些工业生产过程，某种有害物质在固体或粉末样品或产品中的浓度不仅可能是政府限制的低允许限度(例如浓度水平低于10ppm)，而且为了检测有害物质，往往还需要将固体样品稀释几十倍、几百倍以制备样品溶液，这可能导致有害物质在样品溶液中的浓度水平低于100ppb。 

本发明公开的系统和方法还为病人提供了简单的、非侵入式的疾病检测手段。该公开的系统可以制成便携式的，并且容易操作，因此很有利于早期疾病诊断和毒品现场筛查。该公开的系统和方法还具有测试时间周期短的优点，这对于监控疾病治疗和药物使用的进程很有帮助。本发明公开的系统和方法可检测的疾病范围广，例如癌症，包括但不限于口腔癌、乳癌、肺癌、胃癌、溃疡癌、卵巢癌、子宫癌、宫颈癌、食道癌、甲状腺癌、喉癌、白血病、结肠癌、膀胱癌、前列腺癌、支气管癌、胰腺癌、肝癌、肾癌、皮肤癌，以及肝硬化、肾衰、糖尿病、艾滋病(HIV)、吸烟状态和药瘾。