[發(fā)明專利]電流型氣體傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380033413.3
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN104395743B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 伊麗莎白·H·施恩克;皮特·A·伯克;邁克爾·A·琴坦尼
• 申請（專利權）人: 思泰瑞公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;A61L2/20;A61L2/28;G01N27/411
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;張福根

本發(fā)明涉及一種用于測量分析物如過氧化氫的濃度的電流型氣體傳感器(10)，其包括：固體支持體(22)；以及與所述固體支持體(22)接觸的工作電極(24A)；其中所述分析物在與所述固體支持體(22)接觸時提高所述固體支持體(22)的導電性。更具體地，固體支持體(22)由電活性聚合材料制得，例如與LiSbF6絡合的聚(環(huán)氧乙烷)聚合物。本發(fā)明公開了利用所述電流型氣體傳感器對滅菌處理如醫(yī)療器械的消毒的監(jiān)測。

依據(jù)35U.S.C.§119(e)，本申請要求于2012年6月25日提交的美國臨時申請序列號61/663,754的權益。該申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及電流型氣體傳感器。

背景技術

在真空室中利用汽化過氧化氫(在下文中有時被稱為VHP)的滅菌已用于驗證藥品的無菌生產(chǎn)和研究應用。

發(fā)明概述

目前可用于在真空中感測VHP濃度作為滅菌參數(shù)的方法是有限的。存在電化學方法，例如由AG. & Co.KGaA,Burkard Dillig,23558Lübeck,Germany制造的DragerSensor H₂O₂LC傳感器，但該方法利用了液基電解質(zhì)，這阻礙了其用于在真空中進行的滅菌。通常，在電化學方法中利用固體聚合物電解質(zhì)時，聚合物的離子傳導性取決于聚合物的水合作用，如同Nafion(一種基于磺化四氟乙烯的含氟聚合物-共聚物形式的離子交聯(lián)聚合物)，或者取決于添加的鹽部分，如在供固態(tài)電池應用的高離子傳導性聚合物電解質(zhì)中。這些都不適合用于在真空中進行的滅菌處理。與Nafion一起應用的水會蒸發(fā)。通過含鹽聚合物的形成，不能達到高離子傳導性以及良好的機械強度這兩種表面上互斥的性質(zhì)，阻礙了此類含鹽聚合物用于在真空中進行的滅菌。要求經(jīng)受住在真空中進行的滅菌處理中通常采用的真空循環(huán)(例如，最低的壓力可約為4托(Torr))和升高的溫度(例如，約60℃)的電解質(zhì)需要良好的機械強度。本發(fā)明克服這些問題。

本發(fā)明涉及一種用于測量分析物濃度的電流型氣體傳感器，其包括：固體支持體；以及與固體支持體接觸的工作電極；其中分析物包含摻雜物，該摻雜物在與固體支持體接觸時提高固體支持體的導電性。在一個實施方式中，傳感器進一步包括參比電極。在一個實施方式中，固體支持體包含聚合物。在一個實施方式中，固體支持體的至少一部分為非晶體。在一個實施方式中，固體支持體的至少一部分為結晶體。在被分析物接觸之前，固體支持體可包含絕緣體或半導體。然而不希望受到理論的限制，認為分析物既作為分析物又作為摻雜物。因此，通過使固體支持體暴露于分析物，將固體支持體轉變?yōu)榫哂谐渥汶x子傳導性的電解質(zhì)，以允許電流型氣體傳感器作為電化學電池。這是出乎意料的。

在一個實施方式中，傳感器相對足夠小以使未補償電阻可忽略不計，且可采用二電極傳感器。這實現(xiàn)簡化的傳感器設計以及雜散電流拾取的最小化。

在任一上述實施方式中，在被分析物接觸之前，固體支持體的特征在于不存在摻雜物。術語“不存在摻雜物”是指固體支持體不含摻雜物，或者含有的一種或多種摻雜物的濃度水平被認為是僅為痕量或者雜質(zhì)水平，例如不高于約0.1重量％，或者不高于約0.01重量％，或者不高于約0.001重量％。

在任一上述實施方式中，固體支持體的特征在于不存在鹽。術語“不存在鹽”是指固體支持體不含鹽，或者含有的一種或多種鹽的濃度水平被認為是僅為痕量或者雜質(zhì)水平，例如不高于約0.1重量％，或者不高于約0.01重量％，或者不高于約0.001重量％。

在任一上述實施方式中，固體支持體包含多孔固體，多孔固體中孔隙的體積除以多孔固體的總體積在最高約0.7的范圍內(nèi)，或者為約0.1至約0.7，或者為約0.3至約0.65。

在任一上述實施方式中，固體支持體在被分析物接觸之前包含為非導電聚合物的聚合物。