[發明專利]使用量子系統識別和量子控制技術用于醫療診斷和治療目的

無效

• 申請號: 200780044048.0
• 申請日: 2007-10-29
• 公開（公告）號: CN101617407A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: I·W·亨特爾;S·索馬魯;S·拉方丹;P·A·安克蒂爾
• 申請（專利權）人: 阿里戴斯公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 楊曉光;周良玉

相關申請的交叉引用

本申請要求在2006年10月27日提交的題目為“Use?of?QuantumSystem?Identification?and?Quantum?Control?Techniques?for?MedicalDiagnostic?and?Therapeutic?Purposes”的美國臨時申請No.60/855,072的優先權，將其全部內容并入本文作為參考。

技術領域

本發明涉及研究分子的自適應控制技術。

背景技術

物質的檢測、識別和量化通常受信號強度或可得到的信噪比的限制。在醫療診斷領域，該限制尤為突出。雖然可以使用光學技術來無創(non-invasive)檢測和測量生物組織中的物質，但是這樣的技術在實際實施時是困難和費時的。在實際實施時，最大的挑戰之一涉及增加對信號的敏感度和增強背景抑制。

目前，大多數的無創檢測方法或者對大背景中的低水平的目標分子不夠敏感，或者不能被校準以提供絕對濃度值。即使在可以得到體內(invitro)樣品的情況下，具有更好的敏感性檢測方案以允許實時分析也是有利的。需要更敏感的光學檢測方法，特別地用以量化公知分子種(molecularspecies)。

相干喇曼光譜學是一種對于識別目標分子種特別有用的光學方法。相干喇曼譜是一種非線性光譜技術，其可以從樣品返回光學相干響應。與非相干喇曼光譜學相比，在目標分子中誘導的相干性可以使信號大小增加幾個量級，由此減小了進行測量所需的時間。通常，相干喇曼涉及多個泵和探測激光器，并由此可以被認為是驅動過程。不幸地，與相干共振響應相伴的是大的混淆的非共振背景信號。為了管理、減小或消除該背景，已發展了各種形式的相干喇曼技術。然而，對于強散射介質，由于譜相位和極化的干擾，這些技術中的許多技術被認為是不實際的。

最近研究了量子控制，作為進一步增加檢測的目標分子信號和排除其他分子貢獻的方法?？梢詰昧孔涌刂苼砑訌姽鈱W光譜方法，例如，喇曼譜及其衍生方法。這些方法中的一些包括，但不限于：用于相干反斯托克斯喇曼譜的飛秒自適應譜技術(FAST?CARS)及其相干斯托克斯喇曼譜(CSRS)模擬；混合CARS譜和時間分辨的CARS和CSRS檢測。例如，Scully公開了一種方法，其中以自適應的方式最優化獲得目標分子的期望量子態的步驟，以便增強檢測的目標分子信號并排除來自其他分子種的貢獻。[美國專利No.6,795,777；Scully，M.O.，Kattawat，G.W.，Lucht，R.P.，Opatmy，T.，Pilloff，H.，Rebane，A.，Sokolov，A.V.，以及Zubairy，M.S.，“FAST?CARS：Engineering?a?laser?spectroscopic?technique?for?rapididentification?of?bacterial?spores.”PNAS?99，10994(2002)]。

Judson和Rabitz使用激光脈沖作為“光學試劑”。他們使用量子動態判別，由此，具有優化成本函數的算法的反饋循環可以調整控制脈沖的序列。[Rabitz，H.，“Shaped?laser?pulses?as?reagents.”Science?299，525(2003)；Judson，R.S.，Rabitz，H.，Phys.Rev.Lett.68，1500(1992)；美國公開No.2004/0128081，2005/0230239，2005/0240311以及2006/0271305]。在該反饋循環中，最終發現了以某些預定的方式最優地準備量子系統的脈沖序列；或者用于控制反應路徑，或者用于改善光照導致的“產物”產量。由該自適應反饋方案發現的激光脈沖序列其自身還可以用作分子的代表性指紋。Silberberg使用相似的自適應反饋循環經驗性地以公式表達超短激光脈沖序列，而不明確需要解的理論性和預見性了解。[美國專利No.6,327,068和6,621,613，美國公開No.2002/0044328]。Silberberg還描述了使用單(unitary)脈沖用于相干光學控制的相干喇曼方法。[美國公開2004/0145735]。

這些參考文件中的每一個都提出了獲得這樣的量子態的方法，該量子態將給出來自目標分子的最強信號。然而，在許多情況下，來自目標的最大化的信號仍然太弱以至于不易于檢測。例如，來自背景的信號很大以至于模糊了目標分子的信號。因此需要在難以觀察來自目標的信號時，更有效地提取和測量目標分子的信號。