[发明专利]氧传感器及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及氧传感器及其用途，更具体地，涉及用于在气调（modified atmosphere）条件下于包装外封内储存制品的产品包装中使用的氧传感器。

背景技术

气调包装，特别是无氧包装，对于延长易腐产品，如食品的保质期，或为其它类型的敏感产品提供保护性气氛正日益重要。然而，这种增长由于缺乏能够确定氧水平保持于合适低水平的合适传感器而受到限制。

本技术领域的这种失败是对理想传感器需求多样化所致。一般来说，这类传感器需要价格低廉，因为包装不能带来过高的成本，特别是对消费产品，如食品。它们也必须是安全且无毒的，因为它们可能与食物接触，可能会发生浸出，或者它们可能具有例如被儿童误食的危险。此外，这种传感器对包装失效的反应优选需要在正常包装环境下是不可逆的。这是很重要的，因为当发生包装失效时氧水平的升高可能由于微生物滋生而发生变质，并可能发生其代谢活性恢复低氧水平。这意味着，可逆传感器可能会指示没有发生包装失效。此外，如果传感器的灵敏度是可以调节（tailorable）的将是有用的，这是因为包装的不同应用可以容许不同氧水平。最后，所述传感器应该理想地易于使用，提供普通用户（unsophisticated user）能够识别的可观察的变化，而无需借助于额外的设备，并很容易引入包装之中。

市场上有几种产品可商购获得，即，和Ageless Eye^TM。然而，它们却遭致诸多重大限制。

由制造的是基于荧光的氧传感器。这种产品是粘贴至包装内侧的小圆圈，并且与氧水平成反比的荧光强度通过光检测器进行测定。采用这种传感器的两个主要问题是（a）需要昂贵的传感设备，和（b）临时高氧水平可能由于传感器按照可逆模式运行而被忽视。按照类似于的原理运行，而因此也遭致类似的限制。

由Mitsubishi Gas Chemical（MGC）生产的Ageless Eye^TM，一旦氧化就会变化可见颜色。在低氧浓度（<0.1％）下，传感器显现粉红色的，但当氧浓度逐渐增加时，颜色逐渐变成蓝色。这种传感器的限制在于，其并非是不可逆的，其较昂贵（每个60p）并且染料（亚甲基蓝）是有害的。

进一步的产品正在开发中。UV活化的氧指示剂目前正由Mills开发。这种传感器，使用与Ageless Eye^TM（亚甲基蓝）相同的染料，涂布到包装膜的内侧，并仅仅在暴露于UV光时才活化，而其颜色由蓝色变为白色。当传感器暴露于氧时，其恢复蓝色。这种传感器的主要问题是由于使用亚甲基蓝的安全问题、美观（食物污点）和由于长时间暴露在货架灯光下的漂白作用（由蓝至白色），这可能会导致假阴性。

对于开发适用于非食品相关领域，如包装药物和保健品，以及适用于其它领域，如储存珍稀书籍和手稿，以及适用于高价值产品的包装，如电子器件和组件的有效氧传感器，也存在需求。

在其它技术领域中已经开发了氧传感。US3,663,176描述了元素周期表第ⅣB族和第VB族元素的金属盐作为聚合工艺过程中链烯烃（烯烃）流的比色氧指示剂的用途。US2008/0300133公开了一种氧清除剂和指示剂，包含三种组分：（a）氧吸收剂，其是能够从一种氧化态转化成另一种氧化态的金属或金属化合物，（b）金属或金属氧化形式的氧化还原指示剂和/或络合剂，和（c）至少一种聚合物或凝胶电解质。本申请的氧指示剂显然在金属的氧化通过与氧化还原指示剂或络合剂相互作用中的变化而导致所述氧吸收剂物理性质变化如颜色变化之时发生作用。

GB2,369,808公开了基于可溶性过渡金属化合物，一般是可溶性配位复合物的颜色变化，用于食品包装的氧或水传感器。

从以上的讨论，显而易见的是，提供气调包装，尤其是食品包装的有效传感器，在本技术领域仍是未解决的问题。

发明内容