用于检测气或液相中的分析物或其混合物的多传感器阵列制造技术

本发明专利技术涉及用于检测气相中或液相中的分析物的多传感器阵列，该阵列包括由通式(I)表示的至少两种不同的化学选择性化合物其中杂原子X1-X4以及取代基R1-R4在说明书中定义，并且虚线的键彼此独立地表示单键或双键。所述化学选择性化合物在暴露于分析物或分析物混合物时能够单独地改变物理化学特性，并且这些改变可以被转换器或转换器阵列检测到。本发明专利技术还涉及至少两种不同的化学选择性化合物在传感器阵列中的用途，一种用于制备这类传感器阵列的方法以及所述传感器阵列的用途。此外，本发明专利技术涉及用于检测和鉴别气相中或液相中的分析物或其混合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于检测气相中或液相中的分析物的多传感器阵列，该阵列包括至少两种不同的化学选 择性化合物。具体来说，本专利技术涉及用于检测气相中或液相中的有机化合物、无机化合物、阴离子以及金属离子的传感器阵列，该阵列包括至少两种不同的化学选择性化合物。所述化学选择性化合物在暴露于分析物或分析物混合物时能够单独地改变物理化学特性，并且这些改变可以被转换器或转换器阵列检测到。本专利技术还涉及至少两种不同的化学选择性化合物在传感器阵列中的用途，一种用于制备这类传感器阵列的方法以及所述传感器阵列的用途。此外，本专利技术涉及用于检测和鉴别气相中或液相中的分析物或其混合物的方法。
技术介绍
涉及气相中的挥发性有机化合物的检测和分类的最传统且常见的技术之一是电子鼻或用于液体传感的电子舌。电子鼻是组合化学传感和模式识别系统的器件；实际上，它大体上是动物的感觉器官，如炸弹嗅探犬的鼻子。化学传感器阵列的常规途径已经传统地利用了“锁-钥”设计，其中合成一种特异性受体，以强烈地并且高度选择性地结合相关分析物。然而，传统施用的电子鼻技术很昂贵，并且由于低分析物浓度、温度以及湿度要求下的检测问题而具有特定的限制。此外，技术设备可能相当沉重而难以移入需要检测的新位置。传感器阵列，特别是比色传感器阵列，包括一个人工鼻，该人工鼻具有组合的至少一种第一染料和一种第二染料的阵列并且具有对分析物独特的光谱响应，这些传感器阵列在现有技术中是众所周知的。包括至少两种不同的化学选择性染料的传感器阵列(其中染料来自卟啉、二氢卟酚、叶绿素、酞菁或沙仑(salen)，特别是金属化或未金属化的紫菜碱(porphyrines)以及它们的衍生物的组)的典型实例(例如)从US6，495，102、US6，368，558以及US 7，261，857中已知，其中这些传感器阵列对检测金属配位蒸气特别有用。US2000050839描述了一种装置和方法，包括一种包括卟啉原染料的比色阵列，以通过呼出气检测肺癌。US20080199904描述了一种装置和方法，包括一种包括卟啉原染料的比色阵列，以检测和鉴别微生物。W02010028057描述了一种包括基于卟啉原染料的纳米孔颜料的比色阵列。包括对爆炸物具有结合亲和力的卟啉原衍生物的传感器器件从W02007132430已知。以上描述的金属化或未金属化的紫菜碱以及它们的衍生物的化学多样性相对有限并且只良好地适合于检测金属配位分析物。对爆炸物具有高结合亲和力的卟啉原衍生物经受与其他缺电子客体，如氯离子(JACS，2004, 126，16296-16297)(JACS, 2006，128，2444-2451)的强交叉反应性。此外，所描述的传感器分子是具有有限的化学多样性的相对复杂的分子。另外，由于灵敏度太低，操作约束(例如环境变化，如温度、湿度以及众多的干扰)使假阳性和假阴性增加，这使得高度期望一种新类别的传感器分子以提供改进的传感器阵列，特别是更有效的和/或可靠的传感器阵列。专利技术概述为了解决以上提及的现有技术的问题，一种新兴的与常规化学传感途径互补的策略包括使用特异性低的、具有较高程度的交叉反应性的传感器分子。此类传感器阵列可以潜在地精确识别特异性分子并且可以应用在许多研究和工业领域，如食品质量分析、医学诊断、爆炸物和毒素检测以及环境监测。出于实际目的，此类传感分子应该相对简单且便宜，同时还允许较大的结构多样性。本专利技术涉及用于检测和/或鉴别气相中和液相中的一种或多种分析物和其混合物，例如爆炸物、药物、麻醉剂、有毒化学品、毒素、有毒或相对有毒的化合物、或非法化合物的多传感器阵列。通过举例的方式，所述阵列可以用于筛选复杂背景中的相关爆炸物以及区分分布在气相中的挥发性有机化合物的混合物。传感是基于由一般结构I)表示的含杂原子化合物的至少两种化学选择性化合物`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】2010.03.31 US 61/319,4491.一种用于检测气相中或液相中的分析物或其混合物的多传感器阵列，该阵列包括由通式I)表示的至少两种不同的化学选择性化合物2.根据权利要求I所述的多传感器阵列，该阵列包括由通式I)和2)表示的至少两种不同的化学选择性化合物3.根据以上权利要求的任一项所述的多传感器阵列，其中这些杂原子Χ\Χ2、Χ3以及X4各自独立地表示选自以下的杂原子ΝΗ的氮或被C1-C4烷基或氯苯甲基取代的氮、氧、硫、硒以及碲；并且 R\R2>R3以及R4各自独立地表示氢；卤素K1-C4烷基K1-C2tl烷基硫烷基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组甲酰胺、氰基、羟基、氨基、(N-苯甲酰基)氨基、卤素、甲硫基、苯基竣基、苯氧基擬基以及4-硝基苯基；2-(甲硫基)乙基硫烧基漠化铜；苯甲酸基硫烧基；CfC4烧氧基擬基；氛基；竣基；未取代的苯基或被C1-C4烧氧基或齒素取代的苯基；节基；齒素；以及(4’- {[7- (2-氰基乙硫基)-2, 3- 二甲氧基-擬基-6-硫-亚甲基]四硫富瓦烯} -4-联吡啶)甲基硫烷基；或 R1和R4 -起形成-个基团，该基团选自4.根据权利要求2至3的任一项所述的多传感器阵列，其中这些化合物选自通式I)并且X1至X4如权利要求3所定义；并且 R1是选自以下各项的取代基氢!；齒素;C「C4烧基！C1-C2tl烧基硫烧基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组甲酰胺、氰基、羟基、氨基、(N-苯甲酰基)氨基、齒素、甲硫基、苯基竣基以及苯氧基擬基；2_(甲硫基)乙基硫烧基漠化铜；苯甲酸基硫烧基；甲氧基羰基；氰基；羧基；苯基；节基；被甲氧基或齒素对位取代的苯基；以及(4’-{[7-(2_氰基乙硫基)-2，3- 二甲氧基-羰基-6-硫-亚甲基]四硫富瓦烯} -4-联吡啶)甲基硫烷基； R2是选自以下各项的取代基氢!；齒素;C「C4烧基！C1-C2tl烧基硫烧基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组氰基、羟基、氨基、(N-苯甲酰基)氨基、卤素、甲硫基、苯基羧基、苯氧基羰基以及(4-硝基苯基)；苯甲酰基硫烷基；氰基；羧基；甲氧基羰基；苯基；苄基；以及被甲氧基或卤素对位取代的苯基； R3是选自以下各项的取代基氢!；齒素;C「C4烧基！C1-C2tl烧基硫烧基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组氰基、羟基、氨基、(N-苯甲酰基)氨基、卤素、甲硫基、苯基羧基、苯氧基擬基以及(4-硝基苯基)；苯甲酸基硫烧基；甲氧基擬基；氛基；竣基；未取代的苯基以及被卤素对位取代的苯基； R4是选自以下各项的取代基氢!；齒素;C「C4烧基！C1-C2tl烧基硫烧基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组氰基、甲酰胺、羟基、氨基、(N-苯甲酰基)氨基、齒素、甲硫基、苯基羧基、苯氧基羰基；苯甲酰基硫烷基；苄基；甲氧基羰基；氰基；以及羧基；或 R1和R4 —起形成一个基团，该基团选自5.根据权利要求2至3中任一项所述的多传感器阵列，其中这些化合物选自通式2)，并且X1至X4如权利要求3所定义；并且 R1是选自以下各项的取代基=C1-C2。焼基硫焼基；以及2_取代的乙基硫焼基，其中取代基是2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基； R2是选自以下各项的取代基甲氧基擬基！C1-C2。焼基硫焼基；以及2_取代的乙基硫焼基，其中取代基选自4-硝基苯基和2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基的组； R3是选自以下各项的取代基K1-C2ci焼基硫焼基；2_取代的乙基硫焼基，其中取代基选自4-硝基苯基和2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基的组；以及甲氧基羰基； R4是选自以下各项的取代基K1-C2。焼基硫焼基；以及2_取代的乙基硫焼基，其中取代基是2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基；或 R1和R4—起形成一个基团，该基团选自6.根据以上权利要求中任一项所述的多传感器阵列，其中这些杂原子Χ\Χ2、Χ3以及X4各自独立地表示选自氧、硫以及硒的杂原子。7.根据权利要求I至6中任一项所述的多传感器阵列，其中这些杂原子Χ\Χ2、Χ3以及X4各自独立地表示选自氧和硫的杂原子。8.根据权利要求I至6中任一项所述的多传感器阵列，其中这些杂原子Χ\Χ2、Χ3以及X4各自独立地表示选自硫和硒的杂原子。9.根据权利要求I至8中任一项所述的多传感器阵列，其中这些杂原子Χ\Χ2、Χ3以及X4各自表不硫原子。10.根据权利要求I至9中任一项所述的多传感器阵列，其中该至少两种化合物具有低于1700、优选低于1600并且更优选低于1500的分子量。11.根据权利要求4和权利要求8所述的多传感器阵列，其中这些杂原子X1至X4选自硫和硒；并且 R1是选自以下各项的取代基氢! ！C1-C4烧基；甲氧基擬基；2_取代的乙基硫烧基，其中取代基选自甲酰胺和氰基的组；以及(4’ -{[7-(2-氰基乙硫基)-2，3-二甲氧基-羰基-6-硫-亚甲基]四硫富瓦烯} -4-联吡啶)甲基硫烷基； R2是选自以下各项的取代基氢! ；C1-C4烧基；甲氧基擬基；C1-C2tl烧基硫烧基；以及2-取代的乙基硫烷基，其中取代基选自4-硝基苯基和氰基的组； R3是选自以下各项的取代基氢! ；C1-C4烧基；甲氧基擬基；C1-C2tl烧基硫烧基；以及2-取代的乙基硫烷基，其中取代基选自4-硝基苯基和氰基的组；并且 R4是选自以下各项的取代基氢! ！C1-C4烧基；甲氧基擬基；2_取代的乙基硫烧基,其中取代基选自甲酰胺和氰基的组；或 R1和R4 一起形成12.根据权利要求5和权利要求10所述的多传感器阵列，其中这些杂原子X1至X4是硫；并且 R1是选自以下各项的取代基2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)^C1-C2。焼基硫焼基; R2是选自以下各项的取代基甲氧基擬基！C1-C2。焼基硫焼基；以及2_取代的乙基硫焼基，其中取代基选自4-硝基苯基和2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基的组； R3是选自以下各项的取代基甲氧基擬基！C1-C2。焼基硫焼基；以及2_取代的乙基硫焼基，其中取代基选自4-硝基苯基和2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基的组； R4是选自以下各项的取代基=C1-C2。焼基硫焼基；和2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙基硫焼基；或 R1 和 R4 —起形成—Nj以及13.根据权利要求I所述的多传感器阵列，该阵列包括至少两种不同的化学选择性化合物，这些化合物选自14.根据权利要求13所述的传感器阵列，该阵列包括至少十五种不同的化学选择性化合物。15.根据权利要求14所述的传感器阵列，该阵列包括以下所有化合物16.根据权利要求13所述的传感器阵列，该阵列至少包括以下化合物17.由通式I)表示的至少两种不同的化学选择性化合物的用途，18.根据权利要求17所述的用途，其中该至少两种不同的化学选择性化合物由通式I)和2)表不19.根据权利要求17至18中任一项所述的用途，其中这些杂原子X1、X2、X3以及X4各自独立地表示选自以下的杂原子NH的氮或被C1-C4烷基或氯苯甲基取代的氮、氧、硫、硒以及碲；并且 R\R2>R3以及R4各自独立地表示氢；卤素K1-C4烷基K1-C2tl烷基硫烷基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组甲酰胺、氰基、羟基、氨基、(N-苯甲酰基)氨基、卤素、甲硫基、苯基竣基、苯氧基擬基以及4-硝基苯基；2-(甲硫基)乙基硫烧基漠化铜；苯甲酸基硫烧基；CfC4烧氧基擬基；氛基；竣基；未取代的苯基或被C1-C4烧氧基或齒素取代的苯基；节基；齒素；以及(4’- {[7- (2-氰基乙硫基)-2, 3- 二甲氧基-擬基-6-硫-亚甲基]四硫富瓦烯} -4-联吡啶)甲基硫烷基；或 R1和R4 -起形成-个基团，该基团选自d $ I ；^20.根据权利要求18至19中任一项所述的用途，其中这些化合物选自通式I)并且X1至X4如权利要求19所定义；并且 R1是选自以下各项的取代基氢!；齒素;C「C4烧基！C1-C2tl烧基硫烧基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组甲酰胺、氰基、羟基、氨基、(N-苯甲酰基)氨基、齒素、甲硫基、苯基竣基以及苯氧基擬基；2_(甲硫基)乙基硫烧基漠化铜；苯甲酸基硫烧基；甲氧基羰基；氰基；羧基；苯基；节基；被甲氧基或齒素对位取代的苯基；以及(4’-{[7-(2_氰基乙硫基)-2，3- 二甲氧基-羰基-6-硫-亚甲基]四硫富瓦烯} -4-联吡啶)甲基硫烷基； R2是选自以下各项的取代基氢!；齒素;C「C4烧基！C1-C2tl烧基硫烧基；2_取代的乙基硫烷基，其中取代基选自下组氰基、羟基、氨基、(N-苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：简·奥斯卡·杰普森，纳塔利·科斯泰莎，卡斯滕·约翰森，肯特·阿尔宾·尼尔森，安雅·博伊森，莫根斯·豪斯滕·雅各布森，
申请(专利权)人：丹麦技术大学，南丹麦大学，
类型：
国别省市：