用于化学分析的探测器和相关方法技术

本公开涉及用于分析化学组合物的探测器，以及分析化学组合物和制造用于分析化学组合物的探测器的相关方法。所公开探测器和方法的益处可包括快速、准确、便携和经济地定性和定量分析宽范围化学组合物的发光化学传感器阵列。本文所公开方法的益处可包括快速、简单和准确地分析化学组合物中存在的微量化学物质。准确地分析化学组合物中存在的微量化学物质。准确地分析化学组合物中存在的微量化学物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于化学分析的探测器和相关方法
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2019年12月10日提交的标题为“Probes for Chemical Analysis and Related Methods”(用于化学分析的探测器和相关方法)的美国临时专利申请号62/946,293的优先权，其公开内容全文通过引用结合到本文中。


[0002]本公开涉及用于分析化学组合物的探测器，以及分析化学组合物和制造用于分析化学组合物的探测器的相关方法。所公开探测器和方法的益处可包括快速、准确、便携和经济地定性和定量分析宽范围化学组合物的发光化学传感器阵列。本文所公开方法的益处可包括快速、简单和准确地分析化学组合物中存在的微量化学物质。

技术介绍

[0003]分析化学组合物中各种组分的特性和浓度对许多行业来说至关重要。然而，分析化学组合物的常规方法通常需要现场采样，将样品运送到远程测试设备，并使用由训练有素、花费高的人员操作的大型昂贵设备在那些样品采集后数小时至数月提供测试结果。此外，对于组合物中的化学杂质，通常没有一种通用的测试方法。相反，通常需要进行各种单独的测试，这取决于被测试的分析物和该分析物在基体材料中的浓度。因此，仍需要实时、现场分析化学组合物。仍需要单一、紧凑、廉价的化学分析技术，以及因此可测试多种杂质的装置和探测器。仍然需要可由经过5分钟到2小时培训的现场工作人员快速、容易进行的准确化学分析技术。

技术实现思路

[0004]本公开涉及用于分析化学组合物的探测器。在一些实施方案中，这样的探测器包括固定在平台上的发光化学传感器的阵列。在这样的实施方案中，发光化学传感器的阵列包括至少一个检测传感器、至少一个对照传感器或其组合，其中所述至少一个检测传感器，如果存在，包括固定到平台的检测区域上的两种或更多种检测包含镧系元素的磷化合物的组合；其中所述至少一个对照传感器，如果存在，包括固定到平台的对照区域上的至少一种对照包含镧系元素的磷化合物；并且其中所述平台粘附到基层。
[0005]在一些实施方案中，探测器还包括固定到检测平台的检测区域上的至少一个检测传感器，和固定到对照平台的对照区域上的至少一个对照传感器，其中检测平台、对照平台或其组合粘附到基层。
[0006]在某些实施方案中，发光化学传感器的阵列包括1至3个对照传感器和1至50个检测传感器。在其它实施方案中，发光化学传感器的阵列包括2个对照传感器和1至50个检测传感器。
[0007]在某些实施方案中，对照平台和检测平台包括纤维材料，并且对照平台和检测平台固定在单独的纤维材料上。在某些实施方案中，纤维材料包括纤维素材料、纸材料、聚硅
氧烷纸材料、硼硅酸盐微纤维材料、玻璃微纤维材料、石英微纤维材料、棉纤维或其组合。
[0008]在某些实施方案中，至少一种对照包含镧系元素的磷化合物直接固定到对照平台上而没有粘合剂；在一些实施方案中，检测包含镧系元素的磷化合物直接固定到检测平台上而没有粘合剂。
[0009]在某些实施方案中，基层由塑料、纸或木形成，并且基层具有等于或大于发光化学传感器的阵列的长度和宽度。在一些实施方案中，基层形成柄部，柄部位于距发光化学传感器的阵列约1mm至约10mm。
[0010]在某些实施方案中，对照平台和检测平台至少之一具有约0.1mm至约2mm或更小的厚度。在某些实施方案中，对照平台和检测平台至少之一具有约2mm至约60mm的最长测量值。在一些实施方案中，对照区域和检测区域至少之一具有正方形、长方形、圆形、卵形、三角形、六边形、多边形或其组合。
[0011]在某些实施方案中，探测器还包括固定在基层上的识别标签。在某些实施方案中，识别标签包括光学标签或射频标签；或者其中识别标签固定在探测器的底部或探测器的柄上。
[0012]在某些实施方案中，至少一种对照包含镧系元素的磷化合物包括至少一种选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y的稀土离子。在某些实施方案中，两种或更多种检测包含镧系元素的磷化合物的组合包括至少2种不同的稀土离子，其中稀土离子选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y。
[0013]在某些实施方案中，发光化学传感器的阵列包括较低波长对照传感器和较高波长对照传感器。在这样的实施方案中，较低波长对照传感器包含较低波长离子X，其中较高波长对照传感器包含较高波长离子Z，其中X和Z不同。在这样的实施方案中，发光化学传感器的阵列包括至少一个检测传感器，所述至少一个检测传感器包含一定重量比的较低波长离子X与较高波长离子Z，其中重量比在约10:1 X:Z至约1:10 X:Z的范围内。
[0014]在某些实施方案中，所述至少一个检测传感器包括选自Eu、Gd和Tb的至少2种镧系元素离子；并且其中一定重量比的至少2种镧系元素离子包括约5:1 Tb:Eu、约1:5 Tb:Eu、约1:1:1 Eu:Gd:Tb、约3:1:1 Eu:Gd:Tb、约1:1:3 Eu:Gd:Tb或约1:3:1 Eu:Gd:Tb。
[0015]本公开涉及分析化学组合物的方法。本文方法的各种实施方案包括：提供探测器，其中所述探测器包括固定在平台上的发光化学传感器的阵列，其中所述发光化学传感器的阵列包括至少一个检测传感器、至少一个对照传感器或其组合，其中所述至少一个检测传感器，如果存在，包括固定到平台的检测区域上的两种或更多种检测包含镧系元素的磷化合物的组合；其中所述至少一个对照传感器，如果存在，包括固定到平台的对照区域上的至少一种对照包含镧系元素的磷化合物；并且其中所述平台粘附到基层；使探测器与化学组合物接触测试持续时间；使探测器暴露于测试范围的光；并且测量发光化学传感器的阵列的发光颜色和强度。
[0016]在本文方法的一些实施方案中，发光化学传感器的阵列包括至少一个对照传感器和至少一个检测传感器，其中所述至少一个对照传感器包括固定到对照平台的对照区域上的至少一种对照包含镧系元素的磷化合物，和至少一个检测传感器包括固定到检测平台的检测区域上的两种或更多种检测包含镧系元素的磷化合物的组合，其中对照平台和检测平台粘附到基层。
[0017]在某些实施方案中，假如在化学组合物中有至少一种化学物质，则所述方法还包括基于发光化学传感器的阵列的发光颜色和强度的测量值识别化学组合物中的至少一种化学物质。在某些实施方案中，所述方法包括基于发光化学传感器的阵列的发光颜色和强度的测量值测量化学组合物中化学物质的浓度。在某些实施方案中，所述方法还包括通过比较由测试样品发射的发光波长与由浓度标准发射的发光波长之比来测量化学组合物中至少一种化学物质的浓度。
[0018]在某些实施方案中，方法包括在探测器与化学组合物接触测试持续时间之前预扫描发光化学传感器的阵列。
[0019]在某些实施方案中，化学组合物为液相或气相。在某些实施方案中，至少一种化学物质包括氘，并且化学组合物包括水。
[0020]在某本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于分析化学组合物的探测器，所述探测器包括：固定在平台上的发光化学传感器的阵列，其中所述发光化学传感器的阵列包括至少一个检测传感器、至少一个对照传感器或其组合，其中所述至少一个检测传感器，如果存在，包括固定到平台的检测区域上的两种或更多种检测包含镧系元素的磷化合物的组合；其中所述至少一个对照传感器，如果存在，包括固定到平台的对照区域上的至少一种对照包含镧系元素的磷化合物；并且其中平台粘附到基层。2.权利要求1的探测器，所述探测器还包括固定到检测平台的检测区域上的至少一个检测传感器和固定到对照平台的对照区域上的至少一个对照传感器，其中所述检测平台、对照平台或其组合粘附到基层。3.权利要求1的探测器，其中所述发光化学传感器的阵列包括1至3个对照传感器和1至50个检测传感器；或者所述发光化学传感器的阵列包括2个对照传感器和1至50个检测传感器。4.权利要求2的探测器，其中所述对照平台和检测平台包括纤维材料，并且对照平台和检测平台固定在单独的纤维材料上。5.权利要求4的探测器，其中所述纤维材料包括纤维素材料、纸材料、聚硅氧烷纸材料、硼硅酸盐微纤维材料、玻璃微纤维材料、石英微纤维材料、棉纤维或其组合。6.权利要求2的探测器，其中所述至少一种对照包含镧系元素的磷化合物直接固定到对照平台上而没有粘合剂；或者其中所述检测包含镧系元素的磷化合物直接固定到检测平台上而没有粘合剂。7.权利要求2的探测器，其中所述对照平台和检测平台至少之一具有约0.1mm至约2mm或更小的厚度；或者其中所述对照平台和检测平台至少之一具有约2mm至约60mm的最长测量值；或者其中所述对照区域和检测区域至少之一具有正方形、长方形、圆形、卵形、三角形、六边形、多边形或其组合。8.权利要求1的探测器，其中所述至少一种对照包含镧系元素的磷化合物包括至少一种选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y的稀土离子。9.权利要求1的探测器，其中所述两种或更多种检测包含镧系元素的磷化合物的组合包括至少2种不同的稀土离子，其中稀土离子选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y。10.权利要求1的探测器，其中所述发光化学传感器的阵列包括较低波长对照传感器和较高波长对照传感器，其中所述较低波长对照传感器包含较低波长离子X，其中较高波长对照传感器包含较高波长离子Z，其中X和Z不同；其中所述发光化学传感器的阵列包括至少一个检测传感器，所述至少一个检测传感器包含一定重量比的较低波长离子X与较高波长离子Z，其中重量比在约10:1 X:Z至约1:10 X:Z的范围内。11.权利要求1的探测器，其中所述至少一个检测传感器包括选自Eu、Gd和Tb的至少2种
镧系元素离子；并且其中一定重量比的至少2种镧系元素离子包括约5:1 Tb:Eu、约1:5 Tb:Eu、约1:1:1 Eu:Gd:Tb、约3:1:1 Eu:Gd:Tb、约1:1:3 Eu:Gd:Tb或约1:3:1 Eu:Gd:Tb。12.权利要求1的探测器，其中所述基层由塑料、纸或木形成，并且基层具有等于或大于发光化学传感器的阵列的长度和宽度；或者所述基层形成柄部，柄部位于距发光化学传感器的阵列约1mm至约10mm。13.权利要求1的探测器，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：兰萨公司，
类型：发明
国别省市：