[發明專利]固態參考凝膠

在審

• 申請號: 202110284401.4
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN114544718A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 胡錦波
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;C08J3/28;C08L71/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 程紓孟

本公開涉及一種用于pH傳感器的固態凝膠，所述固態凝膠包括水、用于調節所述凝膠呈液態時的pH的緩沖劑體系、作為膠凝劑的聚乙二醇或其衍生物和鹽的反應產物，其中所述水、所述緩沖劑、所述聚乙二醇和參考電解質鹽在液態下混合時形成混合物，所述混合物在經受伽馬輻照時形成所述反應產物。

本公開涉及一種制備生物相容的固態參考凝膠的方法，該固態參考凝膠可用于被設計用于衛生應用的pH傳感器。

在參考電極中使用液體參考電解質的pH傳感器在暴露于正過程壓力時可能出現不期望的響應波動。這種行為如圖1所示，其中2個具有填充有液體參考溶液的參考電極的pH傳感器暴露于0psi-90psi的各種過程壓力下。隨著過程壓力從0psi上升到30psi，這兩個pH傳感器開始表現出響應波動。當過程壓力達到90psi時，觀察到高達1個pH單位的顯著響應波動。這種波動會導致顯著的測量誤差，這是不可接受的。

這種不期望的壓力靈敏度是由干擾離子從參考電極通過參考結點擴散到過程中引起的，從而導致不穩定的參考液體結點電位以及隨后不穩定的傳感器響應。因此，具有這種行為的pH傳感器不適用于正壓力和變化過程壓力的應用。

解決這個問題的常見方法是向傳感器參考電極施加內部壓力，從而通過將參考電解質通過結點推出來抵消外部過程壓力的影響。一些美國專利描述了將內部壓力引入參考電極的設計和制造過程，包括US 7,704,359、US 2017/0176371和US 9,134,266 B2。加壓參考室是解決這一問題的有效方法，但需要非常復雜的機械設計、驗證和隨后的制造工藝開發。

發明內容

本公開涉及一種用于pH傳感器的固態凝膠。該固態凝膠包含水、用于調節凝膠呈液態時的pH的緩沖劑體系、作為膠凝劑的聚乙二醇或其衍生物和鹽的反應產物，其中水、緩沖劑、聚乙二醇和參考電解質鹽在液態下混合時形成混合物，該混合物在經受伽馬輻照時形成該反應產物。

本公開還涉及反應產物，其中呈液態時，聚乙二醇或其衍生物占約2重量％至90重量％。

本公開還涉及反應產物，其中緩沖劑體系包括基于磷酸鹽的緩沖劑或基于碳酸鹽的緩沖劑。

本公開還涉及反應產物，其中參考電解質鹽包括濃度為0.01M至飽和的氯化鉀或濃度為0.01M至飽和的乙酸鋰。

本公開還涉及反應產物，其中聚乙二醇具有約15,000的最小平均分子量。

本公開還涉及反應產物，其中凝膠的粘度通過聚乙二醇或其衍生物的濃度和分子量來調節。

本公開還涉及反應產物，其中將凝膠從液態轉變為固態的伽馬輻照劑量為至少1kGy。

本公開還涉及一種制造用于pH傳感器的固態凝膠的方法。該方法包括將水、緩沖劑體系、聚乙二醇或其衍生物和參考電解質鹽混合以形成混合物，并將該混合物暴露于伽馬輻照以形成固體凝膠。

本公開還涉及這種方法，其中聚乙二醇或其衍生物占約2重量％至90重量％。

本公開還涉及這種方法，其中緩沖劑體系包括基于磷酸鹽的緩沖劑或基于碳酸鹽的緩沖劑。

本公開還涉及這種方法，其中參考電解質鹽包括濃度為0.01M至飽和的氯化鉀或濃度為0.01M至飽和的乙酸鋰。

本公開還涉及這種方法，其中聚乙二醇具有約15,000的最小平均分子量。

本公開還涉及這種方法，其中凝膠的粘度通過聚乙二醇或其衍生物的濃度和分子量來調節。

本公開還涉及這種方法，其中將凝膠從液態轉變為固態的伽馬輻照劑量為至少1kGy。

本公開還涉及一種包括殼體和在殼體內的固態凝膠的pH傳感器。該固態凝膠包含水、調節凝膠呈液態時的pH的緩沖劑體系、聚乙二醇或其衍生物和參考電解質鹽的反應產物，這些組分形成混合物，并且使該混合物經受伽馬輻照以形成固體凝膠。