[發(fā)明專利]具有對濕度降低的交叉敏感性的光致發(fā)光氧探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110366889.1
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102590188A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·W·梅爾
• 申請（專利權(quán)）人: 膜康公司
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 柳冀

背景技術(shù)

基于氧敏光致發(fā)光染料的固態(tài)聚合物材料廣泛用作光學(xué)氧傳感器和探測器。參見例如美國公布的專利申請2009/0029402、2008/8242870、2008/215254、2008/199360、2008/190172、2008/148817、2008/146460、2008/117418、2008/0051646、2006/0002822、7,569,395、7,534,615、7,368,153、7,138,270、6,689,438、5,718,842、4,810,655和4,476,870。這種光學(xué)傳感器可獲自很多供應(yīng)商，包括德國雷根斯堡的Presens?Precision?Sensing，GmbH、美國德克薩斯州達拉斯的Oxysense和愛爾蘭科克的Luxcel?Biosciences，Ltd。

為增加可獲自傳感器的光致發(fā)光信號并由此增加光學(xué)測量的可靠性，氧敏材料經(jīng)常引入光散射添加劑(例如TiO₂-Klimant?I.，Wolfbeis?O.S.-Anal?Chem，1995，v.67，p.3160-3166)或底層(例如微孔載體，參見Papkovsky，DB等人-Sensors?Actuators?B，1998，v.51，p.137-145)。遺憾的是，這種探測器趨于顯示出對濕度的顯著交叉敏感性，這阻止了它們在所研究的樣品的濕度不能被控制的情況下使用時獲得廣泛認可。

因此，需要一種具有對濕度降低的交叉敏感性的光學(xué)光致發(fā)光氧探測器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一方面為發(fā)光元件，其包括具有氧敏光致發(fā)光染料的玻璃纖維載體基材。所述氧敏光致發(fā)光染料優(yōu)選嵌在可透氧疏水聚合物基質(zhì)內(nèi)。

本發(fā)明的第二方面為氧敏探測器，所述氧敏探測器包括層壓在結(jié)構(gòu)支撐層上的第一方面的發(fā)光元件。發(fā)光元件優(yōu)選以固態(tài)組合物層壓在結(jié)構(gòu)支撐層上，其中所述固態(tài)組合物包括嵌在可透氧疏水聚合物基質(zhì)內(nèi)的氧敏光致發(fā)光染料。

本發(fā)明的第三方面為使用根據(jù)本發(fā)明第二方面的氧敏探測器測量封閉空間內(nèi)的氧濃度的方法。所述方法包括如下步驟：(A)獲得根據(jù)本發(fā)明第二方面的氧敏探測器，(B)將探測器置于封閉空間內(nèi)，和(C)通過如下步驟確定所述封閉空間內(nèi)的氧濃度：(i)使探測器隨時間推移反復(fù)暴露于激發(fā)輻射，(ii)在所述暴露中的至少一些暴露后，測量由激發(fā)的探測器發(fā)射的輻射，(iii)測量在反復(fù)激發(fā)暴露和發(fā)射測量過程中所經(jīng)過的時間段，以及(iv)將至少一些所測量的發(fā)射基于已知的轉(zhuǎn)化算法轉(zhuǎn)化為氧濃度。

本發(fā)明的第四方面為使用根據(jù)本發(fā)明第二方面的氧敏探測器監(jiān)測封閉空間內(nèi)的氧濃度的變化的方法。所述方法包括如下步驟：(A)獲得根據(jù)本發(fā)明第二方面的氧敏探測器，(B)將探測器置于封閉空間內(nèi)，(C)通過如下步驟確定所述封閉空間內(nèi)隨時間推移的氧濃度：(i)使探測器隨時間推移反復(fù)暴露于激發(fā)輻射，(ii)在所述暴露中的至少一些暴露后，測量由激發(fā)的探測器發(fā)射的輻射，(iii)測量在反復(fù)激發(fā)暴露和發(fā)射測量過程中所經(jīng)過的時間段，以及(iv)將至少一些所測量的發(fā)射基于已知的轉(zhuǎn)化算法轉(zhuǎn)化為氧濃度，和(D)報告以下中的至少之一：(i)至少兩個確定的氧濃度和那些報告的濃度之間的時間間隔，和(ii)由在步驟(C)中獲得的數(shù)據(jù)計算的封閉空間內(nèi)的氧濃度的變化率。

本發(fā)明的第五方面為制備根據(jù)本發(fā)明第一方面的發(fā)光元件的方法。所述方法包括如下步驟：(A)制備在有機溶劑中的涂層混合物，所述涂層混合物包含光致發(fā)光氧敏染料和可透氧聚合物，(B)將所述混合物施加在所述玻璃纖維載體基材的第一主表面，以及(C)對所述混合物進行干燥，由此在玻璃纖維載體基材上形成固態(tài)薄膜涂層，以形成發(fā)光元件。

本發(fā)明的第六方面為制備根據(jù)本發(fā)明第二方面的光致發(fā)光氧敏探測器的方法。該方法包括如下步驟：(A)制備根據(jù)本發(fā)明第五方面的發(fā)光元件，和(B)將發(fā)光元件層壓在結(jié)構(gòu)支撐層的第一主表面上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施方案的放大俯視圖。

圖2為圖1中所示本發(fā)明的側(cè)視圖。

圖2A為圖2中所示本發(fā)明的中心部分的放大側(cè)視圖。

圖2B為圖2中所示本發(fā)明的發(fā)光部件的顯微放大側(cè)視圖。

圖2C為圖2B中所示一個原纖的橫截面圖。

具體實施方式

定義

本文(包括權(quán)利要求書)中使用的術(shù)語“接近100％相對濕度”是指在無冷凝的情況下濕度盡合理可能地接近100％。