【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请大体涉及化学传感器,且更具体地,涉及用于集成电化学、电学和/或光学检测的系统和方法。
技术介绍
氧化氮(NOX)为重要的环境污染物。它们在人类呼吸中的水平也为诸如哮喘的疾病的关键生物标记。现有的方法和装置可检测未知的分析物,但通常缓慢、昂贵和/或体积庞大。微型化传感器和方法,通常缺少足够的灵敏度、选择度和/或可靠性;且对于检测诸如大气或人类呼吸的复杂基底中的一个或多个分析物尤其不足。
技术实现思路
本公开包括用于检测氧化氮的化学传感器和方法,其基于两个检测原理——光学和电化学的其中一个或两者,光学和电化学检测原理可被联合以便改善选择度和可靠性。根据能够分别达到较低的ppbV和ppmV检测极限的两个不同原理:电化学和光学——的集成,本感应装置可检测氧化氮。本装置允许对于调整系统的不同替换以便改善选择度。本专利技术实施例的传感器和方法的优点可包括:相对于先前的装置——诸如基于单个检测方法的先前装置——的改进的选择度和可靠性;分析物的实时检测;对于(例如,利用高生产率的制造过程)集成到诸如便携装置的其他装置的高耐受性和适配性;通过减少假的正响应和假的负响应而改进的结果可靠性;和/或对于环境或生物医学应用的不同气体的同时检测。本专利技术的传感器可不仅仅在环境监测中应用,也可作为用于哮喘及其他疾病的非侵入医学诊断和管理装置。例如,本专利技术的传感器和/或方法可被构造成和/或 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.05 US 61/184,5961.一种传感器,其包括:
基底(14);
耦合到基底(14)的芳香胺化合物;
与基底流体流通的气体流动系统(42);以及
构造成检测芳香胺化合物的光学变化的光学检测系统(46)。
2.根据权利要求1的传感器,其中基底(14)包括选自由纤维素、纤
维素衍生物、玻璃、塑料、金属网、沸石、纳米复合粒子、凝胶及氧化铝
颗粒组成的组中的至少一个材料。
3.根据权利要求1的传感器,其中基底(14)包括多孔膜(78),其
中芳香胺化合物嵌入到多孔膜(78)上。
4.根据权利要求3的传感器,其中多孔膜(78)包括包含氧化铝颗粒
的纤维素/聚酯纤维膜。
5.根据权利要求3的传感器,其中多孔膜(78)限定感应区域,且其
中芳香胺由材料限定在多孔膜上。
6.根据权利要求5的传感器,其中材料包括聚二甲硅氧烷。
7.根据权利要求1的传感器,其中芳香胺化合物包括至少一个选自于
芳香单胺、芳香单胺衍生物,芳香二胺、1,2-苯二胺,芳香二胺衍生物、二
氨基萘、以及二氨基萘衍生物组成的组中的至少一个化合物。
8.根据权利要求1的传感器,其中气体流动系统(42)包括入口和出
口。
9.根据权利要求8的传感器,其中气体流动系统(42)包括过滤器。
10.根据权利要求1的传感器,其中光学检测系统(46)包括光源和
光学探测器(74)。
11.根据权利要求10的传感器,其中光源和光学探测器(74)定位在
基底(14)的同一侧。
12.根据权利要求10的传感器,其中基底包括多孔膜(78),且光源
定位在多孔膜(78)的一个侧面上而光学探测器(74)定位在与光源相对
的多孔膜(78)的侧面上。
13.根据权利要求10的传感器,其中光学检测系统(46)包括光波导。
14.根据权利要求10的传感器,其中光源包括发光二极管(LED)。
15.根据权利要求10的传感器,其中光学探测器(74)包括电荷耦合
器(CCD)相机。
16.根据权利要求10的传感器,其中光学探测器为互补金属氧化物半
导体(CMOS)相机。
17.一种传感器,其包括:
耦合到基底(14)上的第一电极(22);
耦合到基底(14)上并与第一电极(22)间隔开的第二电极(26);
将第一电极(22)耦合到第二电极(26)的耦合器(30);
耦合到基底(14)上的电解质;
耦合到基底(14)上的探测器物质,该探测器物质被构造成对氧化氮
敏感;
耦合到基底(14)上的反电极;
耦合到基底(14)上的参考电极(38);
与基底(14)流体流通的气体流动系统(42);以及
耦合到第一电极(22)、第二电极(26)、反电极以及参考电极(38)
中至少其中两个的电探测器(50),电探测器(50)被构造成检测耦合器
(30)中的电变化。
18.根据权利要求17的传感器,其中耦合器(30)包括导体或半导体
材料。
19.根据权利要求18的传感器,其中导体或半导体材料包括选自于:
金属氧化物、金属氧化物衍生物、聚吡咯、聚吡咯衍生物、聚苯胺、聚苯
胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生物以及聚(3,4-亚甲基二氧乙烯噻吩)组
成的组中的一个或多个材料。
20.根据权利要求17的传感器,其中电解质包括离子化液体或具有电
解质的低蒸汽压溶剂。
21.根据权利要求17的传感器,其中探测器物质被设置在参考电极
(38)上。
22.根据权利要求17的传感器,其中探测器物质设置在电解质中。
23.根据权利要求17的传感器,其中探测器物质包括选自于:芳香单
胺、芳香单胺衍生物、芳香二胺、1,2-苯二胺、芳香二胺衍生物、二氨基
萘、二氨基萘衍生物、血蛋白、血缩氨酸多肽、金属肽菁、金属肽菁衍生
物、金属卟啉类化合物、金属卟啉类化合物衍生物、铁(11)氨基甲酸盐,
以及铁(11)氨基甲酸盐衍生物组成的组中的一个或多个材料。
24.根据权利要求17的传感器,探测器物质设置在参考电极(38)上,
且其中探测器物质包括选自于:银、芳香单胺、芳香单胺衍生物,芳香二
胺、1,2-苯二胺、芳香二胺衍生物、二氨基萘、二氨基萘衍生物、血蛋
白、血缩氨酸多肽、金属肽菁、金属肽菁衍生物、金属卟啉类化合物、金
属卟啉类化合物衍生物、铁(11)氨基甲酸盐,以及铁(11)氨基甲酸盐
衍生物成的组中的一个或多个材料。
25.根据权利要求17的传感器,其中气体流动系统(42)包括入口和
出口。
26.根据权利要求17的传感器,其中气体流动系统(42)包括过滤器。
27.根据权利要求17的传感器,其中电探测器(50)被构造成控制和
测量一个或多个耦合电极的一个或多个电变化。
28.根据权利要求27的传感器,其中电探测器(50)被耦合到第一电
极(22),且其中电探测器(50)被构造成提供电位扰动。
29.根据权利要求27的传感器,其中电探测器(50)包括双恒电位仪。
30.根据权利要求17的传感器,其中电探测器(50)耦合到第一电极
(22)、第二电极(26)以及参考电极(38),且其中电探测器(50)被构
造成测量选自由电位改变、电容以及电流组成的组中的电变化。
31.根据权利要求30的传感器,其中,探测器物质被混合到电解质,
且其中传感器被构造成使得,如果一个或多个氧化氮被引入到电解质中...
【专利技术属性】
技术研发人员:陶农健,埃里卡·佛纳兹,罗德里戈·伊格莱西亚斯,
申请(专利权)人:亚利桑那州大学董事会,
类型:发明
国别省市:
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