[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

权利要求书

1.一种用于检测化学物质或生物物质的检测器网络系统，包括：

多个探头组件，每个探头组件包括：

一具有纳米结构表面的检测器，其中该纳米结构表面用于吸附靠近该检测器而被该检测器俘获的样品材料的分子，所述样品材料包括来自人或动物的体液、呼出的空气或肿瘤组织微切片；所述检测器还包括用以接收样品材料进行检测的溶液，所述纳米结构表面由悬浮在所述溶液中的纳米颗粒提供，所述溶液含有不同组成材料的纳米颗粒，所述不同组成材料的纳米颗粒包括硅纳米或微米颗粒和金属纳米颗粒的混合物，或者硅纳米或微米颗粒和聚合物纳米颗粒的混合物，或者硅纳米或微米颗粒、金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒和聚合物纳米颗粒的混合物，其中所述纳米颗粒分布宽度与平均尺寸的比值范围是0.01-3，带有电荷或表面系留有聚合物；所述溶液中还含有离子材料，所述离子是单价的，或是二价的或更高价的，所述离子带有正电荷或负电荷，离子浓度从10mM到饱和水平；

一用于发射激光束照射被吸附到所述纳米结构表面的分子的激光器；和

一用于获得被吸附到所述纳米结构表面的分子的散射光的光谱数据的光谱仪；和

一控制中心，包括：

一用于储存与一化学物质或生物物质有关的一个或多个光谱信号的计算机存储器，所述光谱信号为与疾病和药物使用相关的化学物质或生物物质的光谱信号；和

一和计算机存储器相联系的光谱分析仪，其中该光谱分析仪用于检测光谱数据，查找与保存在计算机存储器中的至少一个光谱信号相匹配的光谱信号，从而识别出样品材料中与该光谱信号相关的化学物质或生物物质，从所述探头组件到控制中心的光谱数据通过有线或无线网络传输；

所述控制中心将网络中不同检测器获得的拉曼光谱检测信号相互关联起来，以确定所检测到的化学物质或生物物质来源的位置和发生的时间；

所述控制中心进一步包括一与所述光谱分析仪相联系的警报和响应系统，其中所述警报和响应系统用于当识别出特定的化学物质或生物物质时发出警报信号。

2.如权利要求1所述的检测器网络系统，其特征在于，所述多个探头组件中至少有一个进一步包括：用于采集吸附于所述纳米结构表面的分子的散射光，并将该散射光传输给所述光谱仪的采集光学装置。

3.如权利要求1所述的检测器网络系统，其特征在于，该检测器网络系统进一步包括一与所述探头组件中的一个相联系的第一天线，该第一天线用于发射包含光谱数据的第一无线电信号；控制中心包括：

一接收第一无线电信号的第二天线；和

一与所述光谱分析仪相联系的无线路由器，该无线路由器从第一无线电信号提取光谱数据。

4.如权利要求3所述的检测器网络系统，其特征在于，所述控制中心进一步包括一与所述光谱分析仪相联系的警报和响应系统及所述无线路由器，当识别出特定的化学物质或生物物质时所述警报和响应系统发出警报信号，该无线路由器发射包含该警报信号的第二无线电信号。

5.如权利要求1所述的检测器网络系统，其特征在于，所述多个探头组件安装在医生或健康咨询者办公室、医院。

6.如权利要求1所述的检测器网络系统，其特征在于，所述光谱数据包含一拉曼光谱信息。

7.如权利要求1所述的检测器网络系统，其特征在于，所述体液包括血液、唾液、尿液、血清、泪、汗、胃液、胸腔积水、腹水、脑脊髓液、皮下体液和精液。

8.如权利要求1所述的检测器网络系统，其特征在于，采用枝状图和主成分分析法分析所述光谱数据以完成光谱信号的识别。

9.如权利要求1-8任一所述的检测器网络系统，其特征在于，所述样品材料为人的唾液，所述化学物质为与口腔癌有关的化学物质，所述光谱信号分别在520cm^-1－580cm^-1区域内和1080cm^-1－1110cm^-1区域内具有特征光谱峰。

10.如权利要求1-8任一所述的检测器网络系统，其特征在于，所述样品材料为人的唾液，所述化学物质为葡萄糖，所述光谱信号在1115cm^-1－1135cm^-1区域内具有特征光谱峰。