分析物感测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于检测包装或容器内的分析物的感测装置。所述感测装置可包括基板、一个或多个电极，以及设置在所述基板上的传感器阵列。所述传感器阵列可包括耦合到所述一个或多个电极的多个碳基传感器。每个传感器可被配置来响应于从外部装置接收的电磁信号而与独特分析物组反应。在一些情况下，第一传感器可用被配置来检测第一分析物组的每种分析物的存在的第一材料功能化，并且第二传感器可用被配置来检测第二分析物组的每种分析物的存在的第二材料功能化。所述第二分析物组可以是所述第一分析物组的子集，并且所述第二材料可不同于所述第一材料。料可不同于所述第一材料。料可不同于所述第一材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分析物感测装置


[0001]本公开整体涉及检测分析物，并且更具体地，涉及提高分析物感测装置的准确度。

技术介绍

[0002]化学传感器通过响应于特定化学物质的存在而生成信号来工作。常规的分析物传感器通常需要相对高功率的能量源来检测相对低浓度的分析物(诸如小于十亿分之一(ppb))，这使得此类传感器的广泛采用是不切实际的。化学和蒸气传感器的进一步改进是合乎需要的。

技术实现思路

[0003]提供此
技术实现思路
来以简化形式介绍一系列概念，所述概念将在以下具体实施方式中进一步描述。此
技术实现思路
并不旨在明确所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。
[0004]本公开所述主题的一个创新方面可实现为用于检测分析物的感测装置。感测装置可包括基板和传感器阵列。传感器阵列可布置在基板上，并且可包括多个碳基传感器。在一些实现方式中，设置在第一对电极之间的第一碳基传感器可被配置来检测第一分析物组的每种分析物的存在，并且设置在第二对电极之间的第二碳基传感器可被配置来检测第二分析物组的每种分析物的存在，其中第二分析物组是第一分析物组的子集。在一些情况下，第一分析物组可包括至少两倍于第二分析物组的不同分析物。在一些实现方式中，第一碳基传感器可被配置来响应于检测到第一分析物组的一种或多种分析物的存在而生成第一输出信号，并且第二碳基传感器可被配置来响应于确认通过第一碳基传感器检测到的一种或多种分析物的存在而生成第二输出信号。在一个实现方式中，第一和第二输出信号可以是至少部分地基于施加到第一和第二碳基传感器上的交流电流的电流。在一些情况下，第一输出信号的电流与交流电流的比率可指示所检测到的分析物中的至少一种的浓度，并且第二输出信号的电流与交流电流的比率可指示所确认分析物中的至少一种的浓度。
[0005]在其他实现方式中，第一和第二输出信号可分别指示第一和第二碳基传感器的阻抗。在一些方面，第一输出信号可指示由于暴露于第一分析物组的一种或多种分析物而引起的第一碳基传感器的阻抗变化，并且第二输出信号可指示由于暴露于第二分析物组的一种或多种分析物而引起的第二碳基传感器的阻抗变化。在一些其他实现方式中，第一和第二输出信号可分别指示第一和第二碳基传感器的频率响应。在一些情况下，第一碳基传感器的频率响应可指示第一分析物组的每种分析物的存在或不存在，并且第二碳基传感器的频率响应可指示第二分析物组的每种分析物的存在或不存在。频率响应可基于电化学阻抗谱(EIS)感测或谐振阻抗谱(RIS)感测。
[0006]在各种实现方式中，第一碳基传感器可用被配置来与第一分析物组的每种分析物反应的第一材料功能化，并且第二碳基传感器可用被配置来仅与第二分析物组的分析物反应的第二材料功能化。在一些情况下，第一材料可以是钴装饰的碳纳米洋葱(CNO)，其被配
置来检测三过氧化三丙酮(TATP)、甲苯、氨或硫化氢(H2S)中的一种或多种的存在，并且第二材料可以是含铁装饰的三维(3D)石墨烯的结构，其被配置来确认甲苯的存在。
[0007]基板可以是纸、柔性聚合物或其他合适的材料。在一些实现方式中，基板和传感器阵列可集成在标签内，所述标签被配置成可移除地印刷到包装或容器的表面上。在一些方面，碳基传感器中的每一个可使用不同的碳基油墨印刷在基板上，并且电极对可使用欧姆基油墨(ohmic
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based ink)印刷在基板上。在一些情况下，第一和第二碳基传感器可彼此堆叠。在其他情况下，第一和第二碳基传感器可彼此相邻设置。
[0008]在一些实现方式中，碳基传感器中的每一个可包括多种不同的石墨烯同素异形体。在一些方面，相应碳基传感器的不同石墨烯同素异形体可包括一个或多个微孔通路或中孔通路。碳基传感器中的每一个可包括被配置来将多种不同的石墨烯同素异形体彼此结合的聚合物。聚合物可包括湿润剂，其被配置来降低相应的碳基传感器对湿度的易感性。
[0009]本公开所述主题的另一个创新方面可实现为用于检测包装或容器内的分析物的感测装置。在各种实现方式中，感测装置可包括基板、一个或多个电极，以及传感器阵列。传感器阵列可设置在基板上，并且可包括耦合到一个或多个电极的多个碳基传感器。在一些实现方式中，碳基传感器可被配置来响应于从外部装置接收的电磁信号而与独特分析物组反应。在一些情况下，碳基传感器可被配置来响应于电磁信号而以不同的频率谐振。一个或多个电极中的每一个可被配置来提供指示对应的碳基传感器是否检测到独特分析物组的相应组中的一种或多种分析物的输出信号。在一些情况下，每个输出信号可指示对应的碳基传感器的阻抗或电抗。
[0010]此外或在替代方案中，第一碳基传感器对电磁信号的第一频率响应可指示包装或容器内存在或不存在第一分析物组的分析物，并且第二碳基传感器对电磁信号的第二频率响应可指示包装或容器内存在或不存在第二分析物组的分析物。在一些情况下，第一频率响应可至少部分地基于第一碳基传感器持续第一时间段暴露于电磁信号，并且第二频率响应可至少部分地基于第二碳基传感器持续比第一时间段更长的第二时间段暴露于电磁信号。在一些情况下，第二时间段的长度为第一时间段的至少两倍。第一和第二频率响应可基于谐振阻抗谱(RIS)感测。
[0011]在各种实现方式中，第一碳基传感器可用被配置来检测第一分析物组的每种分析物的存在的第一材料功能化，并且第二碳基传感器可用被配置来检测第二分析物组的每种分析物的存在的第二材料功能化。第二分析物组可以是第一分析物组的子集，并且第二材料可不同于第一材料。在一些方面，第一分析物组可包括至少两倍于第二分析物组的不同分析物。在一些情况下，第一材料可以是钴装饰的碳纳米洋葱(CNO)，其被配置来检测三过氧化三丙酮(TATP)、甲苯、氨或硫化氢(H2S)中的一种或多种的存在，并且第二材料可以是含铁装饰的三维(3D)石墨烯的结构，其被配置来确认甲苯的存在。在各种实现方式中，第三碳基传感器可用被配置来检测第三分析物组的每种分析物的存在的第三材料功能化，其中第三分析物组可以是第一分析物组的另一个子集，并且第三材料可不同于第一和第二材料。
[0012]在一些实现方式中，碳基传感器中的至少两个可以平面布置并置在基板上。在其他实现方式中，碳基传感器可以竖直布置堆叠在彼此顶部。例如，在一个实现方式中，碳基传感器可形成介电常数梯度。在一些方面，单个电极可被配置来提供指示堆叠的碳基传感
器是否检测到一种或多种分析物的输出信号。单个电极也可被配置来向外部装置提供输出信号。
[0013]基板可以是纸、柔性聚合物或其他合适的材料。在一些实现方式中，基板和传感器阵列可集成在标签内，所述标签可以可移除地印刷在包装或容器的表面上。在一些方面，碳基传感器中的每一个可使用不同的碳基油墨印刷在基板上，并且一个或多个电极可使用欧姆基油墨印刷在基板上。在一些实现方式中，碳基传感器中的每一个可包括多种不同的石墨烯同素异形体。在一些方面，相应碳基传感器的不同石墨烯同素异形体可包括一个或多个微孔通路或中孔通路。碳基传感器中的每一个可包括被配置来将多种不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测包装或容器内的分析物的感测装置，所述感测装置包括：基板；一个或多个电极；以及传感器阵列，其设置在所述基板上并且包括耦合到所述一个或多个电极的多个碳基传感器，所述碳基传感器中的每一个被配置来响应于从外部装置接收的电磁信号而与独特分析物组反应，其中：第一碳基传感器用被配置来检测第一分析物组的每种分析物的存在的第一材料功能化；并且第二碳基传感器用被配置来检测第二分析物组的每种分析物的存在的第二材料功能化，其中所述第二分析物组包括所述第一分析物组的子集，并且所述第二材料不同于所述第一材料。2.如权利要求1所述的感测装置，其中所述碳基传感器中的每一个被配置来响应于所述电磁信号在不同频率下谐振。3.如权利要求1所述的感测装置，其中所述一个或多个电极中的每一个被配置来提供指示对应的碳基传感器是否检测到所述独特分析物组的相应组的所述一种或多种分析物的输出信号。4.如权利要求3所述的感测装置，其中每个输出信号指示对应的碳基传感器的阻抗、电抗或频率响应。5.如权利要求1所述的感测装置，其中所述第一分析物组包括至少两倍于所述第二分析物组的不同分析物。6.如权利要求1所述的感测装置，其中：所述第一材料包括钴装饰的碳纳米洋葱(CNO)，其被配置来检测三过氧化三丙酮(TATP)或过氧化氢(H2O2)中的一种或多种的存在；并且所述第二材料包括含铁装饰的三维(3D)石墨烯的结构，其被配置来确认2，4
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二硝基甲苯(DNT)或甲苯中的一种或多种的存在。7.如权利要求1所述的感测装置，其中：所述第一碳基传感器对所述电磁信号的第一频率响应指示所述包装或容器内存在或不存在所述第一分析物组的所述分析物；并且所述第二碳基传感器对所述电磁信号的第二频率响应指示所述包装或容器内存在或...

【专利技术属性】
技术研发人员：松，
申请(专利权)人：利腾股份有限公司，
类型：发明
国别省市：