[发明专利]荧光传感器

说明书

                          技术领域

本发明涉及荧光装置，特别涉及荧光传感器。

                          发明背景

荧光是这样一种光化学现象，一定波长(激发波长)的一光子撞击一显示分子从而由于撞击而把一电子激发到更高能级。当该“受激发”电子衰减回其原始基态时释放出一更长波长(发射波长)的光子。

显示分子具有特定的激发和发射波长。显示分子发出的荧光可因周围存在待分析的分子而减弱或增强。例如，专用于传感氧气的三(4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)钌(II)高氯酸分子用460nm(蓝色)的光照射其上而激发。该分子在620nm(桔红色)下立即发出荧光。但是，该发光因周围存在与该显示分子作用的氧而减弱而使荧光的强度与周围的氧的浓度有关。因此，周围的氧越多，发光强度就越弱；周围的氧越少，发光强度就越强；当周围没有氧时，所发射的荧光的强度最大。

把荧光分子用作显示剂的这些分析技术以往用在荧光光谱仪中。这些仪器设计成读取荧光强度和荧光的衰减时间。这些装置的价格一般在20,000-50,000美元并一般用在研究实验室中。

荧光传感器现有技术的第二个应用领域是光纤装置。这些传感装置可做得很小，用来遥感特定被分析物。荧光显示分子用机械或化学方法固定在一光纤的一端。该光纤的另一端连接一光纤耦合器(Y形光纤)或一光束分离器。

入射激发光一般经一滤光器和一透镜耦合入该光纤的一腿。激发光经该光纤传到荧光显示分子被固定的一端。激发后，显示分子均匀发出荧光，一部分荧光被该光纤顶端收回而经该光纤传回该Y节点或“耦合器”。在该节点处很大一部分(一般为一半)荧光传回发射器或原点而无法用作检测信号。为了弥补该装置的低效率，常常使用激光提高输入功率并把高灵敏度的光放大管用作检测器，从而成本提高达数千美元。荧光的另一半经该Y耦合器的另一腿传到该检测器后记录下来。该装置的一个主要缺点是在每一接点处和经过透镜和滤光器时所发生的损耗。该装置的最大效率为1-5％，结果灵敏度和作用范围下降。这些装置在实验室中用作示范并新近在商业上只获得极有限的应用。这些装置与前述荧光光谱仪的不同之处在于它们只能用于特定场合。

从上显然可见，这些现有荧光装置存在不足之处，包括成本太高、使用场合有限。此外，这类现有荧光装置部件多而显得复杂而庞大。

本发明克服现有技术的这些问题而提供成本和复杂性大大降低而效率大大提高的荧光装置。本发明提供一种新颖平台从而大大扩展了对用作传感元件的荧光显示分子的使用从而获得现有技术无法企及的可用性、灵敏度和低成本。本发明还比现有荧光装置扩大了应用范围并便于使用和更可靠。

                    本发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种高效的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种光导效率提高的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种灵敏度提高的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种部件数减少的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种容易制造的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种制造成本大大下降的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种可用标准制造工艺制造的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种容易装配的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种低成本的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种使用范围更广的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种可使用在恶劣环境中的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种耐热性提高的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种小型化的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种体积减小的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种体积减小但功能增强的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种功能密度提高的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种可用于种种不同场合的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种可在较小的空间中使用的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种包括一埋置在一种活性化学元素中的发光件的荧光传感器。

本发明的一个目的是提供一种包括一埋置在其中固定有显示分子的一种(有机或无机)聚合物中的发光件的荧光传感器。