[发明专利]具有对湿度降低的交叉敏感性的光致发光氧探测器

说明书

背景技术

基于氧敏光致发光染料的固态聚合物材料广泛用作光学氧传感器和探测器。参见例如美国公布的专利申请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。这种光学传感器可获自很多供应商，包括德国雷根斯堡的Presens Precision Sensing，GmbH、美国德克萨斯州达拉斯的Oxysense和爱尔兰科克的Luxcel Biosciences，Ltd。

为增加可获自传感器的光致发光信号并由此增加光学测量的可靠性，氧敏材料经常引入光散射添加剂(例如TiO₂-Klimant I.，Wolfbeis O.S.-Anal Chem，1995，v.67，p.3160-3166)或底层(例如微孔载体，参见Papkovsky，DB等人-Sensors Actuators B，1998，v.51，p.137-145)。遗憾的是，这种探测器趋于显示出对湿度的显著交叉敏感性，这阻止了它们在所研究的样品的湿度不能被控制的情况下使用时获得广泛认可。

因此，需要一种具有对湿度降低的交叉敏感性的光学光致发光氧探测器。

发明内容

本发明的第一方面为发光元件，其包括具有氧敏光致发光染料的玻璃纤维载体基材。所述氧敏光致发光染料优选嵌在可透氧疏水聚合物基质内。

本发明的第二方面为氧敏探测器，所述氧敏探测器包括层压在结构支撑层上的第一方面的发光元件。发光元件优选以固态组合物层压在结构支撑层上，其中所述固态组合物包括嵌在可透氧疏水聚合物基质内的氧敏光致发光染料。

本发明的第三方面为使用根据本发明第二方面的氧敏探测器测量封闭空间内的氧浓度的方法。所述方法包括如下步骤：(A)获得根据本发明第二方面的氧敏探测器，(B)将探测器置于封闭空间内，和(C)通过如下步骤确定所述封闭空间内的氧浓度：(i)使探测器随时间推移反复暴露于激发辐射，(ii)在所述暴露中的至少一些暴露后，测量由激发的探测器发射的辐射，(iii)测量在反复激发暴露和发射测量过程中所经过的时间段，以及(iv)将至少一些所测量的发射基于已知的转化算法转化为氧浓度。

本发明的第四方面为使用根据本发明第二方面的氧敏探测器监测封闭空间内的氧浓度的变化的方法。所述方法包括如下步骤：(A)获得根据本发明第二方面的氧敏探测器，(B)将探测器置于封闭空间内，(C)通过如下步骤确定所述封闭空间内随时间推移的氧浓度：(i)使探测器随时间推移反复暴露于激发辐射，(ii)在所述暴露中的至少一些暴露后，测量由激发的探测器发射的辐射，(iii)测量在反复激发暴露和发射测量过程中所经过的时间段，以及(iv)将至少一些所测量的发射基于已知的转化算法转化为氧浓度，和(D)报告以下中的至少之一：(i)至少两个确定的氧浓度和那些报告的浓度之间的时间间隔，和(ii)由在步骤(C)中获得的数据计算的封闭空间内的氧浓度的变化率。

本发明的第五方面为制备根据本发明第一方面的发光元件的方法。所述方法包括如下步骤：(A)制备在有机溶剂中的涂层混合物，所述涂层混合物包含光致发光氧敏染料和可透氧聚合物，(B)将所述混合物施加在所述玻璃纤维载体基材的第一主表面，以及(C)对所述混合物进行干燥，由此在玻璃纤维载体基材上形成固态薄膜涂层，以形成发光元件。

本发明的第六方面为制备根据本发明第二方面的光致发光氧敏探测器的方法。该方法包括如下步骤：(A)制备根据本发明第五方面的发光元件，和(B)将发光元件层压在结构支撑层的第一主表面上。

附图说明

图1为本发明一个实施方案的放大俯视图。

图2为图1中所示本发明的侧视图。

图2A为图2中所示本发明的中心部分的放大侧视图。

图2B为图2中所示本发明的发光部件的显微放大侧视图。

图2C为图2B中所示一个原纤的横截面图。

具体实施方式

定义

本文(包括权利要求书)中使用的术语“接近100％相对湿度”是指在无冷凝的情况下湿度尽合理可能地接近100％。