[發明專利]包含聚合物凝膠載體和聚合物指示劑的指示劑材料

在審

• 申請號: 202080041717.4
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN114174811A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 貝拉·伊萬;杰爾吉·卡薩;大衛·佐爾坦·隆泰;巴拉茲·曼赫特;卡塔林·紐爾赫;本斯·安德拉什·薩梅奇;阿科斯·薩博;杰爾伊·伊娃·扎卡;丹尼斯·斯澤斯;皮特·班赫吉;皮特·克倫伊;拉斯洛·普斯克斯
• 申請（專利權）人: 穆爾農業公司
• 主分類號: G01N21/80
• 分類號: G01N21/80;C08G81/00
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 張瑾

本發明涉及一種固定在聚合物凝膠載體中的聚合物指示劑，其中，所述聚合物凝膠載體包含親水性聚合物，其中，所述聚合物指示劑和所述親水性聚合物以通過化學鍵固定的結合交聯水凝膠網絡的形式一起存在。本發明還涉及一種用于制備所述固定在聚合物凝膠載體中的聚合物指示劑的方法、一種用于測量pH的傳感器，所述傳感器包含所述固定在聚合物凝膠載體中的聚合物指示劑。

技術領域

本發明的目的是一種固定在聚合物凝膠載體(polymeric gel carrier)中的聚合物指示劑(polymeric indicator)，該聚合物指示劑適用于測量pH。本發明的其他目的是用于制備固定在聚合物凝膠載體中的聚合物指示劑的方法、包含該指示劑的傳感器(sensor)、以及該指示劑和該傳感器的用途。

背景技術

根據光化學原理工作的聚合物基指示劑和包含該指示劑的傳感器是已知的。

US 2009009768公開了硅氧烷基光化學傳感器，在該光化學傳感器中，生色團(參與電子激發的含有易激發電子的原子基團)基團(通常是酚酞衍生物)被沉積在單層中并且化學地固定在透明支承件(例如，玻璃)上的交聯聚硅氧烷上。測量方法是全反射，即通過反射/導電介質在待測量表面上測量多重反射。該傳感器適用于在極端環境(高溫高壓)中、例如在鉆井孔廢水中使用。測量范圍為pKa±3.5個pH單位，該測量范圍由在440nm和575nm處獲得的峰的比率來確定。

US 5,774,603公開了光化學傳感器，該光化學傳感器包含物理地固定在通過溶膠-凝膠法制備的支承件(Zr/Si玻璃)上的指示劑。指示劑染料的實施例是尼羅藍、熒光素。目標是生產在擴展pH范圍內工作的傳感器。傳感器層所附著的光導為硅玻璃。傳感器層也可以被應用到光纜上。pH敏感范圍為：9.5-12。

EP 0529247公開了pH敏感膜，該pH敏感膜具有化學地結合至由乙烯基苯和丙烯酸酯衍生物制成的聚合物的指示劑染料(酚紅和酚酞衍生物)。

WO 2016051217公開了一種用于測量pH的、在寬范圍內工作的傳感器，該傳感器包含結合至預先形成的固體支承件的4-硝基苯酚-甲醛縮合聚合物指示劑[聚(4-硝基苯酚-甲醛)指示劑]。

WO 2009070722公開了一種用于維持細胞培養物pH的pH敏感水凝膠。聚(乙二醇)-聚(環氧丙烷)嵌段共聚物和聚(乙烯亞胺)-用于pH的光化學測量的用途是未知的-與多異氰酸酯膠凝化。據描述，將pH敏感染料物理地引入到細胞培養物或凝膠中適用于細胞培養物pH的非侵入性測定。沒有提及這些指示劑與凝膠的化學結合，對此沒有給出實施例；僅提及加入到介質中。

某些類型的Ocean Optics傳感器(由Ocean Optics,8060Bryan Dairy Rd,LargoFL 33777，美國制造)根據反射原理工作，在該原理中傳感器層粘合至在含有待測液體的罐(通常是生物反應器、發酵反應器)的壁上，所述傳感器從外部被照射以進行測量。

與傳統玻璃電極相比，根據光化學原理工作的聚合物基指示劑的優勢在于它們的尺寸更小、結構更簡單，因此可以相對容易地、以低成本大量生產。它們的特點是可以它們適用于在合適條件下通過一次校準來長時間測量pH。然而，當前可用的此類傳感器的缺點是它們的使用受到限制，因為它們僅在短時間內穩定(Dorota W.等：Optical Chemical pHSensors,Anal.Chem.2014,86,15-29)。另一個缺點是精度較低，因為需要合適的光學系統才能達到足夠的精度，這使得應用變得困難且昂貴。此外，它們通常只能在較窄的pH范圍內使用。

待解決的問題

已知的負載型(supported)聚合物指示劑的缺點是支承件與聚合物指示劑之間的連接不令人滿意，因此它們的穩定性對長時間連續測量而言太短，它們的精度不令人滿意，并且它們的pH敏感范圍窄。