DE10101576A1 - Optical sensor and sensor field - Google Patents

Optical sensor and sensor field

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Abstract

Ein optischer Sensor zur Bestimmung zumindest eines Parameters in einer Probe enthält ein auf den Parameter ansprechendes Indikatormaterial (in 1) kurzer Abklingzeit und ein auf den Parameter nicht ansprechendes Referenzmaterial (in 1) langer Abklingzeit und dient zur Erfassung eines den zu bestimmenden Parameter anzeigenden Meßsignals auf der Basis der gemeinsam erfaßten Lumineszenzantworten des Indikator- und Referenzmaterials. Das Indikator- und das Referenzmaterial sind auf einem gemeinsamen Träger (3) immobilisiert. Die zur Probe weisende Schicht des Indikatormaterials und des Referenzmaterials ist von einer Schicht (5) abgedeckt, die einen Kontakt zwischen dem Indikatormaterial und der Probe erlaubt, jedoch für das zur Erregung des Indikator- und Referenzmaterials verwendete Licht im wesentlichen undurchlässig ist. Die Schicht verhindert die Beeinflussung der Probe durch das Erregungslicht und verbessert daher die Meßempfindlichkeit.An optical sensor for determining at least one parameter in a sample contains an indicator material (in 1) which has a short decay time and a reference material which does not respond to the parameter (in 1) has a long decay time and is used to detect a measurement signal indicating the parameter to be determined the basis of the jointly recorded luminescence responses of the indicator and reference material. The indicator and reference material are immobilized on a common carrier (3). The layer of the indicator material and the reference material facing the sample is covered by a layer (5) which allows contact between the indicator material and the sample, but is essentially opaque to the light used to excite the indicator and reference material. The layer prevents the sample from being influenced by the excitation light and therefore improves the measuring sensitivity.

Description

Die Erfindung betrifft einen intern referenzierten optischen Sensor zur Bestimmung zumindest eines Parameters in einer Probe mit einem auf den Parameter ansprechenden Indikatormaterial kurzer Abklingzeit und einem auf den Parameter nicht ansprechenden Referenzmaterial langer Abklingzeit zur Erfassung eines den zu bestimmenden Parameter anzeigenden Meßsignals auf der Basis der gemeinsam erfaßten Lumineszenzantworten von Indikator- und Referenzmaterial.The invention relates to an internally referenced optical sensor for Determination of at least one parameter in a sample with one on the Parameter responsive indicator material with a short cooldown and a long decay time not responding to the parameter to record a parameter that is to be determined Measurement signal based on the luminescence responses recorded together of indicator and reference material.

Der optische Senor benutzt ein Meßprinzip, welches die optische, insbesondere fluorometrische, Bestimmung verschiedener chemischer, physikalischer und biologischer Parameter mit Hilfe von z. B. zeitaufgelösten und Phasenmodulationstechniken ermöglicht. Hierbei wird z. B. die Summe aus den Lumineszenzsignalen des Indikatormaterials kurzer Abklingzeit und des Referenzmaterials langer Abklingzeit (mindestens einige hundert Nanosekunden) gemessen. Während die langlebige Lumineszenz vom den Parameter bestimmenden Analyten nicht beeinflusst wird, verändert sich die Intensität des hiermit coimmobilisierten Indikatormaterials kurzer Abklingzeit in Abhängigkeit von der jeweiligen Analytkonzentration. Da die durch Phasenmodulationstechniken ermittelte Phasenverschiebung zwischen den Lumineszenzantworten von Indikator- und Referenzmaterial nur vom Verhältnis der Intensitätsanteile der beiden Materialien abhängig ist, spiegelt sich darin direkt die Intensität der Lumineszenzantwort des Indikatormaterials wider. Man erhält somit eine interne Referenzierung der Signalintensität der Leuchtstoffe, so dass man im Prinzip mit einer einzigen Erregungslichtquelle und einem einzigen Photodetektor auskommt. The optical sensor uses a measuring principle which especially fluorometric, determination of various chemical, physical and biological parameters with the help of e.g. B. enables time-resolved and phase modulation techniques. Here will z. B. the sum of the luminescence signals of the indicator material is shorter Cooldown and long cooldown reference material (at least some hundred nanoseconds). During the long-lasting luminescence is not influenced by the analyte determining the parameter, the intensity of the hereby co-immobilized changes Indicator material short cooldown depending on the particular Analyte concentration. Because the one determined by phase modulation techniques Phase shift between the luminescence responses of indicator and reference material only from the ratio of the intensity components of the two Depends on the materials, it directly reflects the intensity of the materials Luminescence response of the indicator material is reflected. You get one internal referencing of the signal intensity of the phosphors, so that one in principle with a single excitation light source and a single one Photodetector needs.  

Unter der Voraussetzung, dass die Verteilung von Indikator- und Referenzmaterial beim Herstellungsprozess konstant gehalten wird, ist die Phasenverschiebung ausschließlich von der Konzentration des zu bestimmenden Parameters abhängig, während Schwankungen im optoelektronischen System, Verlusten in Lichtleitern, welche den Sensor mit der Erregungslichtquelle und dem Photodetektor verbinden, und den optischen Eigenschaften der Probe, das Signal nicht beeinflussen.Assuming that the distribution of indicator and Reference material is kept constant during the manufacturing process Phase shift exclusively from the concentration of the determining parameters, while fluctuations in optoelectronic system, losses in optical fibers which affect the sensor connect to the excitation light source and the photodetector, and the optical properties of the sample, do not affect the signal.

Details dieses Meßprinzips und Ausführungsbeispiele sind in der DE 197 33 341.9, der hierauf aufbauenden DE 198 29 657.6 sowie der korrespondierenden PCT/EP/98/04779 beschrieben und gezeigt, deren vollständiger Offenbarungsinhalt unter Bezugnahme hierin aufgenommen wird.Details of this measuring principle and exemplary embodiments are in DE 197 33 341.9, the DE 198 29 657.6 based thereon and the corresponding PCT / EP / 98/04779 described and shown, the full disclosure content incorporated herein by reference becomes.

Das zum Erregen von Indikator- und Referenzmaterial benutzte Licht könnte jedoch Substanzen in der Probe nachteilig beeinflussen, so dass die Meßgenauigkeit des Sensors abnimmt, z. B. dadurch, dass die zu messenden Substanzen selbst durch das Licht verändert werden oder die Substanzen selbst zu unerwünschter Lumineszenz angeregt werden. Von besonderer Wichtigkeit ist dies bei der Messung von Körperflüssigkeiten, z. B. Blut, insbesondere der sog. "critical care analytes", wie etwa pH, O2, CO2, Natrium, Kalium, Calcium, Chlorid, Lithium, Magnesium und dgl., oder Kulturmedien.However, the light used to excite indicator and reference material could adversely affect substances in the sample, so that the measuring accuracy of the sensor decreases, e.g. B. by the fact that the substances to be measured are themselves changed by the light or the substances themselves are excited to undesired luminescence. This is of particular importance when measuring body fluids, e.g. B. blood, especially the so-called "critical care analytes", such as pH, O 2 , CO 2 , sodium, potassium, calcium, chloride, lithium, magnesium and the like, or culture media.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem optischen Sensor der eingangs genannten Art die Meßgenauigkeit zu erhöhen.The object of the invention is therefore in an optical sensor to increase the measuring accuracy.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass das Indikatormaterial und das Referenzmaterial auf einem gemeinsamen Träger immobilisiert sind und dass die zur Probe weisende Seite des Indikatormaterials und des Referenzmaterials von einer Schicht abgedeckt ist, die einen Kontakt zwischen dem Indikatormaterial und der Probe erlaubt, jedoch für das zur Erregung des Indikator- und Referenzmaterial verwendete Licht im wesentlichen undurchlässig ist.To solve the problem it is proposed that the indicator material and the reference material is immobilized on a common carrier and that the sample side of the indicator material and the Reference material is covered by a layer that has a contact allowed between the indicator material and the sample, but for that  Excitation of the indicator and reference material used in the light is essentially impermeable.

Diese Schicht verhindert, dass das Erregungslicht zur Probe selbst gelangt, und dass die Probe selbst Licht an den Detektor zurückschickt. Dies erhöht die Meßgenauigkeit des Sensors und damit des gesamten Meßsystems.This layer prevents the excitation light from reaching the sample itself, and that the sample itself sends light back to the detector. This increases the measuring accuracy of the sensor and thus of the entire measuring system.

Bevorzugt handelt es sich bei der Schicht um eine pigmentierte Polymerschicht, etwa mittels Ruß oder Metalloxid, z. B. Eisenoxid- oder Titandioxid.The layer is preferably a pigmented one Polymer layer, such as by means of carbon black or metal oxide, e.g. B. iron oxide or Titanium dioxide.

Wenn der Sensor zur Messung des pH oder von Chlorid oder anderen Ionen ausgelegt ist, kann es sich bei der Schicht um eine für in der Probe gefärbte Substanzen permeable, insbesondere ionenpermeable Hydrogelschicht handeln, z. B. hydrophiles Polyurethan oder/und Poly- Hydroxyethylmethacrylat(HEMA) oder/und Ruß. Zur Messung von Gasen, wie etwa CO2, O2, wird bevorzugt eine unter Normalbedingungen gasförmige Substanzen permeable und gegebenenfalls ionenpermeable Abeckschicht, z. B. aus Silikon oder Teflon verwendet. Falls der Sensor zur Messung der Temperatur in einer Probe verwendet werden soll, in der sich Substanzen befinden, auf die das Indikatormaterial ansprechen würde, wird die Schicht für diese Substanzen undurchlässig gewählt.If the sensor is designed to measure the pH or of chloride or other ions, the layer can be a hydrogel layer permeable to substances colored in the sample, in particular an ion permeable hydrogel layer, e.g. B. hydrophilic polyurethane and / or poly-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and / or carbon black. For the measurement of gases, such as CO 2 , O 2 , a gaseous substance which is permeable under normal conditions and optionally ion-permeable cover layer, e.g. B. made of silicone or Teflon. If the sensor is to be used to measure the temperature in a sample in which there are substances to which the indicator material would respond, the layer for these substances is chosen to be impermeable.

Falls der Sensor als Enzymoptode zur Erfassung eines enzymatisch zu bestimmenden Analyten verwendet werden soll, kann die das Indikator- und Referenzmaterial abdeckende Schicht von einer für den messenden Analyten spezifischen Enzymschicht überlagert sein, wie etwa Glukose- Oxidase zur Messung von Glukose oder Lactat-Oxidase zur Messung von Lactat.If the sensor acts as an enzyme optode to detect an enzyme determining analyte should be used, the indicator and reference material covering layer from one for the measuring Analyte-specific enzyme layer, such as glucose Oxidase for measuring glucose or lactate oxidase for measuring Lactate.

Bei der oben erwähnten Sensoranordnung der DE 197 33 341.9 und der DE 198 29 657.6 bzw. PCT/EP 98/04779 wird nur ein einziger intern referenzierter Sensor beschrieben, mit dem dann nur ein einziger Parameter in einer Probe gemessen werden kann.In the above-mentioned sensor arrangement of DE 197 33 341.9 and DE 198 29 657.6 or PCT / EP 98/04779 only one is internal  referenced sensor described, with which then only a single parameter can be measured in a sample.

In vielen Fällen ist es aber erwünscht, in einem einzigen Meßvorgang mehrere unterschiedliche Parameter gleichzeitig zu messen, wie z. B. in Körperflüssigkeiten in medizinischen Anwendungen.In many cases, however, it is desirable to use a single measurement measure several different parameters at the same time, e.g. B. in Body fluids in medical applications.

Sollen mehrere verschiedene Parameter gleichzeitig gemessen werden können, kann unter Bildung eines Sensorfelds an dem Träger zusätzlich zumindest ein auf einen zweiten Parameter ansprechender zweiter optischer Sensor, z. B. der eingangs genannten Art, angebracht sein. Bei dem zweiten optischen Sensor kann es sich auch um einen sog. Abklingzeit-Sensor handeln, der auf den zweiten Parameter anspricht und dessen Indikatormaterial eine sich in Abhängigkeit von dem zweiten Parameter veränderliche Abklingzeit aufweist oder/und um einen Sensor, dessen Lumineszenzintensität sich in Abhängigkeit vom zweiten Parameter ändert. In beiden Fällen kann die Abdeckschicht sämtliche Sensoren des Sensorfelds oder zumindest zwei Sensoren davon gemeinsam abdecken.If several different parameters are to be measured at the same time can, can additionally form a sensor field on the carrier at least one second responsive to a second parameter optical sensor, e.g. B. of the type mentioned above. at the second optical sensor can also be a so-called Act cooldown sensor that responds to the second parameter and whose indicator material is a function of the second Parameter has variable decay time and / or around a sensor, whose luminescence intensity varies depending on the second parameter changes. In both cases, the cover layer can all sensors of the Cover sensor field or at least two sensors together.

Eine bevorzugte Kombination besteht zum Beispiel darin, dass erste intern referenzierte Sensoren zur Messung des pH und des CO2-Partialdrucks und zweite, als Abklingzeitsensor ausgeführte Sensoren zur Messung von Sauerstoff und gegebenenfalls Temperatur zu einem Sensorfeld kombiniert sind.A preferred combination is, for example, that first internally referenced sensors for measuring the pH and the CO 2 partial pressure and second sensors designed as decay time sensors for measuring oxygen and possibly temperature are combined to form a sensor field.

Das Indikatormaterial des zweiten Sensors kann so gewählt sein, dass dessen Abklingzeit im Bereich der Abklingzeit des Referenzmaterials des ersten Sensors liegt, wobei bevorzugt diese beiden Materialien identisch sind.The indicator material of the second sensor can be selected such that whose cooldown is in the range of the cooldown of the reference material first sensor, these two materials preferably being identical are.

Man kann dann ein identisches Phasendetektionssystem zum Auswerten der Signale der intern referenzierten Sensoren sowie auch der Abklingzeitsensoren auf der Basis des identischen Phosphoreszenzfarbstoffs verwenden. Die gemessene Phasenverschiebung, als von jeweiligen Analyten abhängiger Meßparameter, beschreibt im Falle der intern referenzierten Sensoren das Intensitätsverhältnis zwischen der von der jeweiligen Analytkonzentration abhängigen Indikatorlumineszenz bzw. -fluoreszenz und der konstanten Lumineszenz bzw. Phosphoreszenz des Referenzmaterials, wie oben beschrieben.One can then use an identical phase detection system for evaluation the signals of the internally referenced sensors as well as the  Cooldown sensors based on the identical Use phosphorescent dye. The measured phase shift, as a measurement parameter dependent on the respective analyte, describes in the case of the internally referenced sensors the intensity ratio between the indicator luminescence dependent on the respective analyte concentration or fluorescence and the constant luminescence or phosphorescence of the reference material as described above.

Im Falle der Abklingzeitsensoren korreliert die gemessene Phasenverschiebung mit der Abklingzeit des jetzt als Indikator fungierenden Phosphoreszenzfarbstoffs des Referenzmaterials und hängt ebenfalls von der Konzentration des von diesem Abklingzeitsensor zu messenden Analyten ab. Hierdurch ist es möglich, ein Feld oder Array von intern referenzierten Sensoren und Abklingzeitsensoren herzustellen, die alle mit dem identischen Meßsystem ausgelesen werden können.In the case of the decay time sensors, the measured one correlates Phase shift with the cooldown of the now functioning as an indicator Phosphorescent dye of the reference material and also depends on the concentration of that to be measured by this decay time sensor Analytes. This makes it possible to internally field or array manufacture referenced sensors and cooldown sensors, all with can be read from the identical measuring system.

Die Sensoren des Sensorfelds können auf einem gemeinsamen Träger kombiniert sein. Der Träger kann eine Folie, eine von der Probe zu durchströmende Kassette oder auch ein planer oder faserartiger Lichtleiter sein.The sensors of the sensor field can be on a common carrier be combined. The carrier can be a film, one from the sample flowing cassette or a flat or fiber-like light guide his.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bestimmung eines Parameters einer Probe mittels eines optischen Sensors bzw. Sensorfelds der oben diskutierten Bauart. Hierbei wird das Zeit- oder Phasenverhalten oder die zeitliche Intensitätsänderung der Lumineszenzantworten des Indikatormaterials kurzer Abklingzeit und des Referenzmaterials langer Abklingzeit zur Bildung einer Referenzgröße für die Bestimmung des Parameters verwendet. Als Referenzgröße kann auch ein Verhältnis der beiden Lumineszenzintensitätsanteile des Indikatormaterials kurzer Abklingzeit und des Referenzmaterials langer Abklingzeit verwendet werden, welches unabhängig von der Gesamtintensität des Lumineszenzsignals ist. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Referenzgröße mit Hilfe einer zeitaufgelösten Messung ermittelt wird, wobei die Referenzgröße ein Verhältnis zwischen der Lumineszenzintensität während des Anregungsimpulses und der Lumineszenzintensität nach dem Ausschalten der Lichtquelle darstellt.The invention further relates to a method for determining a Parameters of a sample using an optical sensor or sensor field of the type discussed above. Here the time or phase behavior or the temporal change in intensity of the luminescence responses of the Indicator material with a short decay time and the reference material with a longer one Cooldown to form a reference for determining the Parameters used. A ratio of both luminescence intensity portions of the indicator material are shorter Cooldown and long cooldown reference material used which, regardless of the overall intensity of the Luminescence signal. There is also a possibility that the  Reference size is determined using a time-resolved measurement, where the reference size is a ratio between the luminescence intensity during the excitation pulse and the luminescence intensity after Turning off the light source represents.

Bevorzugt werden die Luminophore der Sensoren des Sensorfelds durch eine einzige Lichtquelle gemeinsam erregt, und deren Lumineszenzantworten können von den jeweiligen Sensoren zugeordneten mehreren Detektoren erfaßt werden oder aber die Luminophore der Sensoren werden von mehreren jeweils zugeordneten Lichtquellen erregt und von einem einzigen Detektor gemeinsam erfasst.The luminophores of the sensors of the sensor field are preferred by a single light source excited together, and their Luminescence responses can be assigned by the respective sensors multiple detectors or the luminophores of the Sensors are excited by several respectively assigned light sources and detected jointly by a single detector.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figur erläutert.The invention will now be described on the basis of exemplary embodiments attached figure explained.

Bei dem intern referenzierten Sensor, der einzeln oder als Array bzw. Feld mehrerer solcher Sensoren auf gemeinsamen Träger angebracht ist, handelt es sich um Sensoren der in der DE 197 33 341.9 bzw DE 198 29 657 beschriebenen Sensortypen bzw. um Sensoren zum Nachweis von pH, Chlorid oder anderen Ionen, CO2 oder O2 und dgl., wie sie insbesondere im medizinischen Gebiet Anwendung finden. Die das Indikator- und Referenzmaterial enthaltende Schicht ist in der Figur mit 1 bezeichnet und der Träger, auf dem die Sensorschicht befestigt ist, ist mit 3 bezeichnet. Dieser Träger 3 ist über einen nicht gezeigten Lichtleiter mit einer Lichtquelle und einem Fotodetektor eines fluorometrischen Meßgeräts verbunden. Bei den Lichtleitern kann es sich um planare Lichtleiter oder um Faseroptik handeln. Die Messung kann auch mit konventioneller Optik ohne Lichtleiter erfolgen. Die lichtundurchlässige Schicht ist in der Figur mit 5 bezeichnet. Die lichtundurchlässige Schicht 5 hat die Aufgabe, die Probe vor Wechselwirkung mit dem Anregungslicht zu schützen. Damit werden Verfälschungen des Meßsignals, wie sie z. B. durch in der Probe angeregte Untergrundfluoreszenz entstehen können, ausgeschlossen. Die Abdeckschicht 5 kann eine geschwärzte Polymerschicht sein, z. B. mit Ruß.The internally referenced sensor, which is attached individually or as an array or array of several such sensors on a common carrier, is a sensor of the sensor types described in DE 197 33 341.9 or DE 198 29 657 or sensors for detecting pH , Chloride or other ions, CO 2 or O 2 and the like, as are used in particular in the medical field. The layer containing the indicator and reference material is designated by 1 in the figure and the support on which the sensor layer is attached is designated by 3. This carrier 3 is connected to a light source and a photodetector of a fluorometric measuring device via a light guide, not shown. The light guides can be planar light guides or fiber optics. The measurement can also be carried out with conventional optics without a light guide. The opaque layer is designated 5 in the figure. The opaque layer 5 has the task of protecting the sample from interaction with the excitation light. This will falsify the measurement signal, such as z. B. caused by background fluorescence excited in the sample, excluded. The cover layer 5 may be a blackened polymer layer, e.g. B. with soot.

Soll der Sensor zur Messung des pH oder Chlorid oder anderen Ionen verwendet werden, wird für die Abdeckschicht 5 ein Polyurethanhydrogel oder Poly-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) vorgeschlagen. Soll CO2 oder O2 oder ein anderes Gas gemessen werden, wird für die Abdeckschicht Silikon oder Teflon vorgeschlagen. Soll die Temperatur gemessen werden, wird für die Abdeckschicht Polyacrylnitryl, Silikon oder Hydrogel vorgeschlagen.If the sensor is used to measure the pH or chloride or other ions, a polyurethane hydrogel or poly-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) is proposed for the cover layer 5 . If CO 2 or O 2 or another gas is to be measured, silicone or Teflon is proposed for the cover layer. If the temperature is to be measured, polyacrylonitryl, silicone or hydrogel is suggested for the covering layer.

Der Sensor oder einer der Sensoren eines Array kann auch als Enzymoptode ausgeführt sein, etwa zur Messung von Glukose oder Lactat. In diesem Fall ist dann die Abdeckschicht 5 von einer Enzymschicht 7, z. B. Glukose-Oxidase oder Lactat-Oxidase, überlagert, die dann die notwendigen Signale an das eigentliche Sensormaterial 1 weitergibt. In der Figur ist diese Enzymschicht gestrichelt dargestellt.The sensor or one of the sensors of an array can also be designed as an enzyme optode, for example for measuring glucose or lactate. In this case, the cover layer 5 is an enzyme layer 7 , z. B. glucose oxidase or lactate oxidase, superimposed, which then passes on the necessary signals to the actual sensor material 1 . This enzyme layer is shown in dashed lines in the figure.

Die Signale der intern referenzierten Lumineszenzsensoren der eingangs genannten Art lassen sich mit identischen Meßsystemen auslesen, wie solche optische Sensoren, bei denen die Änderung der Abklingzeit der Meßparameter ist. Diese Meßsysteme basieren jeweils auf Phasenmodulationstechniken.The signals from the internally referenced luminescence sensors at the beginning mentioned type can be read out with identical measuring systems, such as such optical sensors, in which the change in the cooldown Measurement parameter is. These measuring systems are based on Phase modulation techniques.

Die identischen Phosphoreszenzfarbstoffe, die in den intern referenzierenden Sensoren als langlebige Referenzluminophoren benutzt werden und hier von der Abdeckschicht 5 abgedeckt sind, können gleichzeitig auch als Lumineszenzindikator in Abklingzeitsensoren verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist der Rhutenium-tris-4,7-diphenyl- 1,10-phenanthrolin-Komplex. Eingebaut in eine Matrix aus Polyacrylnitryl ist dieser Farbstoff für alle potentiellen chemischen Bestandteile einer Probe nicht zugänglich und bildet somit einen idealen Referenzstandard für die intern referenzierten Sensoren. In dieser Umgebung wird seine Lumineszenzabklinzeit nur von der Temperatur der Probe beeinflusst und stellt damit eine idealen intern referenzierten Abklingzeit-Temperatursensor dar. Wird der Farbstoff hingegen in einem hydrophoben, gut gasdurchlässigen Polymer eingebaut, hängt seine Abklingzeit vom jeweiligen Gaspartialdruck der Probe ab. Damit ist ein solches Material ein intern referenzierter Gassensor, beispielsweise ein Sauerstoffsensor. Ein identisches Phasendetektionssystem kann zum Auslösen der Signale, sowohl von intern referenzierten Sensoren als auch Abklingzeitsensoren auf der Basis der identischen Phosphoreszenzfarbstoffe, benutzt werden. Die gemessene Phasenverschiebung als vom Analyten abhängiger Meßparameter, gemessen beispielsweise bei einer Modulationsfrequenz von 45 kHz, beschreibt im Falle der intern referenzierten Sensoren das Intensitätsverhältnis zwischen der von der jeweiligen Analytkonzentration abhängigen Indikatorfluoreszenz und der konstanten Phosphoreszenz des Referenzmaterials gemäß folgender Gleichung:
The identical phosphorescent dyes that are used in the internally referencing sensors as long-life reference luminophores and are covered here by the cover layer 5 can also be used as a luminescence indicator in decay time sensors. An example of this is the rhutenium-tris-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline complex. Built into a matrix made of polyacrylonitryl, this dye is not accessible to all potential chemical components of a sample and thus forms an ideal reference standard for the internally referenced sensors. In this environment, its luminescence declining time is only influenced by the temperature of the sample and therefore represents an ideal internally referenced decay time temperature sensor. On the other hand, if the dye is incorporated in a hydrophobic, highly gas-permeable polymer, its decay time depends on the respective gas partial pressure of the sample. Such a material is thus an internally referenced gas sensor, for example an oxygen sensor. An identical phase detection system can be used to trigger the signals, both from internally referenced sensors and decay time sensors based on the identical phosphorescent dyes. The measured phase shift as a measurement parameter dependent on the analyte, measured for example at a modulation frequency of 45 kHz, describes in the case of the internally referenced sensors the intensity ratio between the indicator fluorescence dependent on the respective analyte concentration and the constant phosphorescence of the reference material according to the following equation:

cotΦ = Aflu.cotΦflu + Aflu/Aref.sinΦp∈ø cotΦ = A flu .cotΦ flu + A flu / A ref .sinΦ p∈ø

Im Falle der Abklingzeitsensoren korreliert die gemessene Phasenverschiebung mit der Abklingzeit des jetzt als Indikator fungierenden Phosphereszenzfarbstoffs und hängt ebenfalls von der Konzentration des zu messenden Analyten ab, gemäß folgender Gleichung:
In the case of the decay time sensors, the measured phase shift correlates with the decay time of the phosphorescent dye now functioning as an indicator and also depends on the concentration of the analyte to be measured, according to the following equation:

tanΦ = 2.Π.fmod.τtanΦ = 2.Π.f mod .τ

Hierdurch ergänzen sich die intern referenzierten und Abklingsensoren auf ideale Weise miteinander. Es lässt sich damit ein Array von intern referenzierten Sensoren und Abklingzeitsensoren herstellen, die alle mit dem identischen Meßsystem ausgelesen werden können.This complements the internally referenced and decay sensors ideal way with each other. It can be an internal array manufacture referenced sensors and cooldown sensors, all with can be read from the identical measuring system.

Die folgende Tabelle stellt eine Auswahl von Sensoren dar, die in einem solchen Array miteinander kombiniert werden können. Alle diese Sensoren werden mit einer sinusförmig modulierten Leuchtdiode angeregt, wobei die Modulationsfrequenz immer gleich bleibt, z. B. 45 kHz beträgt.The following table shows a selection of sensors that are used in one such an array can be combined. All of these sensors  are excited with a sinusoidally modulated light emitting diode, the Modulation frequency always remains the same, e.g. B. is 45 kHz.

Das bevorzugte Array für diagnostische Blutanalysen besteht aus allen in der folgenden Tabelle aufgeführten Sensoren, mit Ausnahme von Temperatur und Glukose.The preferred array for diagnostic blood analysis consists of all in sensors listed in the following table, with the exception of Temperature and glucose.

Ein für Biotechnologie und Zellzucht bevorzugtes Array besteht aus Sensoren für die Parameter pH, pCO2, pO2 und Temperatur.A preferred array for biotechnology and cell cultivation consists of sensors for the parameters pH, pCO 2 , pO 2 and temperature.

In der Figur ist mit dem Pfeil 9 das von der Lichtquelle durch einen Lichtleiter kommende Anregungslicht dargestellt und mit dem Pfeil 11 das Licht der Lumineszenzantworten von Indikator- und Referenzmaterial, welche durch diesen oder einen anderen Lichtleiter zum Photodetektor geleitet wird. Im Falle mehrerer Sensoren können die Sensoren nebeneinander voneinander getrennt auf dem Träger 3 angeordnet sein oder sie können auch vermischt vorliegen. In the figure, arrow 9 shows the excitation light coming from the light source through a light guide, and arrow 11 shows the light of the luminescence responses from indicator and reference material, which is guided through this or another light guide to the photodetector. In the case of several sensors, the sensors can be arranged next to one another separately from one another on the carrier 3 or they can also be mixed.

Der hierin benutzte Begriff "Probe" beinhaltet Verbindungen, Oberflächen, Lösungen, umweltrelevante Flüssigkeiten (Abwässer, Regenwasser, Trinkwasser, Flusswasser, Meerwasser), Industrieflüssigkeiten und biologische Flüssigkeiten (z. B. Blut, Blutplasma, Blutserum, Urin, Cerebro­ spinalflüssigkeit), Emulsionen, Suspensionen, Gemische, Zellkulturen, Fermentationskulturen, Zellen, Gewebe, Sekrete und/oder Derivate oder Extrakte davon.The term "sample" as used herein includes compounds, surfaces, Solutions, environmentally relevant liquids (waste water, rainwater, Drinking water, river water, sea water), industrial liquids and biological fluids (e.g. blood, blood plasma, blood serum, urine, cerebro spinal fluid), emulsions, suspensions, mixtures, cell cultures, Fermentation cultures, cells, tissues, secretions and / or derivatives or Extracts of it.

Der hierin auch benutzte Begriff "Analyt" betrifft Elemente, Ionen, Verbindungen oder Salze, Dissoziationsprodukte, Polymere, Aggregate oder Derivate davon.The term "analyte" also used herein refers to elements, ions, Compounds or salts, dissociation products, polymers, aggregates or Derivatives thereof.

Für die intern referenzierten Sensoren kommen z. B. in Frage:
For the internally referenced sensors, e.g. B. in question:

  • - pH-Optoden mit Fluoreszeinderivaten als Indikator;- pH optodes with fluorescein derivatives as indicators;
  • - pH-Optoden mit covalent gebundenen Hydroxipyren-trisolfonsäure als Indikator;- pH optodes with covalently bound hydroxipyrene-trisolonic acid as an indicator;
  • - Kohlendioxid-, Schwefelwasserstoff- und Ammoniumsensoren auf der Basis von Fluoreszinderivaten oder Rhodaminfarbstoffen als Indikator;- Carbon dioxide, hydrogen sulfide and ammonium sensors the basis of fluorescent derivatives or rhodamine dyes as Indicator;
  • - optische Schwermetallsensoren auf der Basis von Fluoreszenzlöschung;- Optical heavy metal sensors based on Fluorescence quenching;
  • - optische ionen-sensititive Sensoren zum Bestimmung von Calcium oder Magnesium mit PET-Indikatoren, wie etwa Calciumgrün, Calciumkarmesin- oder Furarot;- Optical ion-sensitive sensors for determining calcium or magnesium with PET indicators, such as calcium green, Calcium crimson or fur red;
  • - Kationen-Sensoren zur Bestimmung von Natrium, Kalium, Lithium, Magnesium, Kalzium z. B. auf der Basis von PET-Naphtalimid- Indikatoren oder auch Zink, Blei, Barium, Cadmium, Quecksilber, Lanthan;- Cation sensors for determining sodium, potassium, lithium, Magnesium, calcium z. B. based on PET naphthalimide Indicators or also zinc, lead, barium, cadmium, mercury, lanthanum;
  • - Anionen-Sensoren auf der Basis von Fluoreszenzlöschung von Acrydin- und Bisacridin-Fluorophoren zum Erfassen von Chlorid, Bromid und Jodid; - Anion sensors based on fluorescence quenching from Acrydin and bisacridine fluorophores for the detection of chloride, Bromide and iodide;  
  • - Anionen-Sensoren zur Messung von Chlorid, Bromid oder Nitrat auf der Basis von potential-empfindlichen Farbstoffen (wie etwa Rhodamine oder Styryl-Fluorophore);- Anion sensors for measuring chloride, bromide or nitrate the base of potential sensitive dyes (such as Rhodamine or styryl fluorophores);
  • - Kationen-Sensoren zur Messung von Kalium oder Natrium auf der Basis von potential-empfindlichen Farbstoffen;- Cation sensors for measuring potassium or sodium on the Basis of potential sensitive dyes;
  • - Sensoren mit fluorogenen Reaktanten zur Messung von Aminen, Aldehyden oder Alkoholen;- sensors with fluorogenic reactants for measuring amines, Aldehydes or alcohols;
  • - Sensoren für Metabolite, wie Glukose, Laktat, Harnstoff, Kreatinin auf der Basis von fluorogenen Rezeptoren, beruhend auf Borsäurederivaten.- Sensors for metabolites such as glucose, lactate, urea, creatinine based on fluorogenic receptors, based on Boric acid derivatives.

Als Biosensoren für verschiedene Metabolite kommen z. B. in Frage:
As biosensors for various metabolites such. B. in question:

  • - enzymatische Sensoren zum Erfassen von Glukose oder Lactat auf der Basis von Fluoreszez-pH-optoden als Wandlerschicht 7;- Enzymatic sensors for detecting glucose or lactate based on fluorescez pH optodes as converter layer 7 ;
  • - enzymatische Sensoren zum Erfassen von Harnstoff oder Kreatinin auf der Basis einer Fluoreszenz-Ammonium-, pH oder Ammoniumoptode;- enzymatic sensors for the detection of urea or creatinine based on a fluorescence ammonium, pH or Ammoniumoptode;
  • - einen mikrobiellen Sensor zur Messung des biologischen Sauerstoffbedarfs mit einem fluoreszenten pH-Sensor als Wandler;- A microbial sensor for measuring the biological Oxygen requirements with a fluorescent pH sensor as a converter;
  • - enzymatische Sensoren zur Bestimmung von Glukose oder anderen Substraten auf der Basis der Messung der intrinsischen Fluoreszenz der Enzyme oder involvierten co-Enzyme (wie etwa in NADH).- enzymatic sensors for the determination of glucose or others Substrates based on measurement of intrinsic fluorescence of the enzymes or co-enzymes involved (such as in NADH).

Als Biosensoren auf Affinitätsbasis kommen z. B. in Frage:
As affinity-based biosensors come e.g. B. in question:

  • - Immunosensoren mit oberflächenimmobilisierten Antigenen oder Antikörpern und kompetitiver Bindung von fluorophor-markierten Antikörpern;- immunosensors with surface-immobilized antigens or Antibodies and competitive binding of fluorophore-labeled antibodies;
  • - Biosensoren zum Identifizieren und Quantifizieren von Oligo- Nukleotiden oder DNA-Strängen auf der Basis von kompetitiver Bindung von fluorophor-markierten Oligo-Nukleotiden;- Biosensors to identify and quantify oligo- Nucleotides or DNA strands based on competitive Binding of fluorophore-labeled oligo nucleotides;
  • - Biosensoren zum Identifizieren und Quantifizieren von Oligo- Nukleotiden oder DNA-Strängen mit eingelagerten Farbstoffen.- Biosensors to identify and quantify oligo- Nucleotides or DNA strands with embedded dyes.

Typische Gebiete für die Anwendung der erfindungsgemäßen Sensoren und Sensorfelder sind:
Typical areas for the application of the sensors and sensor fields according to the invention are:

  • - die Erfassung von Gasen, Elektrolyten und Metaboliten in Körperflüssigkeiten, wie etwa Blut, Serum, Plasma oder Urin,;- the detection of gases, electrolytes and metabolites in Body fluids such as blood, serum, plasma or urine;
  • - zweidimensionale Abbildung chemischer Parameter (z. B. transcutane Anwendungen);- two-dimensional mapping of chemical parameters (e.g. transcutaneous applications);
  • - diagnostische Bestimmung von Antikörpern, Antigenen und Oligo- Nukleotiden in Körperflüssigkeiten;- Diagnostic determination of antibodies, antigens and oligo- Nucleotides in body fluids;
  • - faseroptische Erfassung in Geweben oder gesamten Organen von Mensch oder Tier;- Fiber optic detection in tissues or entire organs of Human or animal;
  • - Immunoassays in durchsatzstarken Screening-Anwendungen;- Immunoassays in high throughput screening applications;
  • - Online-Nahrungsmittelanalyse (Bestimmung von Frische oder Aufbewahrungsbedingungen);- Online food analysis (determination of freshness or Storage conditions);
  • - Nahrungsmittelanalyse (genetische Tests);- food analysis (genetic tests);
  • - Umweltanalytik (fluorometrische Bestimmung von Huminsäuren, Chlorophyll oder polyzyklischen aromatischen Kohlenwassestoffen (PAH));- environmental analysis (fluorometric determination of humic acids, Chlorophyll or polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH));
  • - Kalibrationsfreie Erfassungssysteme zur Steuerung von Kulturierungsbedingungen in Bioreaktoren und Wachstumskammern;- Calibration-free acquisition systems for controlling Culture conditions in bioreactors and growth chambers;
  • - Mikroplates mit integrierten optischen chemischen Sensoren;- microplates with integrated optical chemical sensors;
  • - Immunosensoren zum Erfassen von mikrobiologischer Kontamination.- Immunosensors for the detection of microbiological Contamination.

Claims (29)

1. Optischer Sensor, zur Bestimmung zumindest eines Parameters in einer Probe, mit einem auf den Parameter ansprechenden Indikatormaterial (in 1) kurzer Abklingzeit und einem auf den Parameter nicht ansprechenden Referenzmaterial (in 1) langer Abklingzeit zur Erfassung eines den zu bestimmenden Parameter anzeigenden Meßsignals auf der Basis der gemeinsam erfaßten Lumineszenzenantworten des Indikator- und Referenzmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatormaterial und das Referenzmaterial auf einem gemeinsamen Träger (3) immobilisiert sind und dass die zur Probe weisende Seite des Indikatormaterials und des Referenzmaterials von einer Schicht (5) abgedeckt ist, die einen Kontakt zwischen dem Indikatormaterial und der Probe erlaubt, jedoch für das zur Erregung des Indikator- und Referenzmaterials verwendete Licht im wesentlichen undurchlässig ist.1. Optical sensor, for determining at least one parameter in a sample, with an indicator material (in 1) which has a short decay time and a reference material which does not respond to the parameter (in 1) has a long decay time for detecting a measurement signal which indicates the parameter to be determined on the basis of the luminescence responses of the indicator and reference material recorded together, characterized in that the indicator material and the reference material are immobilized on a common carrier ( 3 ) and that the side of the indicator material and the reference material facing the sample is covered by a layer ( 5 ) that allows contact between the indicator material and the sample, but is substantially opaque to the light used to excite the indicator and reference material. 2. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Messung von Parametern aus biologischen Flüssigkeiten, insbesondere Körperflüssigkeiten, wie etwa Blut, oder Kulturmedien ausgelegt ist, insbesondere zumindest ein Parameter von pH, O2, CO2, Natrium, Kalium, Calcium, Chlorid, Lithium, Magnesium oder eine Kombination davon.2. Optical sensor according to claim 1, characterized in that it is designed for measuring parameters from biological fluids, in particular body fluids, such as blood, or culture media, in particular at least one parameter of pH, O 2 , CO 2 , sodium, potassium, Calcium, chloride, lithium, magnesium or a combination thereof. 3. Optischer Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Indikator- und Referenzmaterial abdeckende Schicht (5) für die zu messende, den Parameter bestimmende Substanz in der Probe durchlässig ist. 3. Optical sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the layer covering the indicator and reference material ( 5 ) is permeable to the substance to be measured, which determines the parameter, in the sample. 4. Optischer Sensor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Indikator- und Referenzmaterial abdeckende Schicht (5) geschwärzt ist.4. Optical sensor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the layer covering the indicator and reference material ( 5 ) is blackened. 5. Optische Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Indikator- und Referenzmaterial abdeckende Schicht (5) eine Polymerschicht ist, in die Pigmente, insbesondere Ruß oder Metalloxid, z. B. Eisenoxid oder Titandioxid, eingebettet sind.5. Optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the layer covering the indicator and reference material ( 5 ) is a polymer layer into which pigments, in particular carbon black or metal oxide, for. B. iron oxide or titanium dioxide are embedded. 6. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die das Indikator- und Referenzmaterial abdeckende Schicht (5) zur Messung des pH oder von Chlorid oder anderen Ionen eine für in der Probe gelöste Substanzen permeable, insbesondere ionenpermeable Hydrogelschicht ist, die z. B. hydrophiles Polyurethan oder/und Poly-Hydroxyethylmethacrylat oder/und Ruß enthält,
oder zur Messung von Gasen, wie CO2, O2, eine für unter Normalbedingungen gasförmige Substanzen permeable und gegebenenfalls ionenimpermeable Schicht, z. B. eine Silikon- oder Teflonschicht ist.6. Optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in
that the layer covering the indicator and reference material ( 5 ) for measuring the pH or of chloride or other ions is a permeable, in particular ion-permeable, hydrogel layer for substances dissolved in the sample. B. contains hydrophilic polyurethane and / or poly-hydroxyethyl methacrylate and / or carbon black,
or for the measurement of gases such as CO 2 , O 2 , a layer which is permeable for substances which are gaseous under normal conditions and optionally ion-impermeable, e.g. B. is a silicone or Teflon layer. 7. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Indikator- und Referenzmaterial abdeckende Schicht (5) unter Bildung einer Enzymoptode von einer für die zu messende Substanz spezifischen Enzymschicht (7) überlagert ist, z. B. Glukose- Oxidase zur Messung von Glukose oder Lactat-Oxidase zur Messung von Lactat. 7. Optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the layer covering the indicator and reference material ( 5 ) is overlaid with the formation of an enzyme optode from an enzyme layer ( 7 ) specific for the substance to be measured, e.g. B. glucose oxidase for measuring glucose or lactate oxidase for measuring lactate. 8. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) ein zumindest teilweise transparenter Träger ist.8. Optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 3 ) is an at least partially transparent carrier. 9. Optischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Bildung eines Sensorfelds an dem Träger (3) zumindest ein auf einen zweiten Parameter ansprechender zweiter optischer Sensor (in 1) angebracht ist, wobei der zweite optischer Sensor (in 1) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ausgeführt sein kann.9. Optical sensor according to one of the preceding claims, characterized in that, with formation of a sensor field on the carrier ( 3 ), at least one second optical sensor (in FIG. 1) responsive to a second parameter is attached, the second optical sensor (in FIG. 1) can be carried out according to the preamble of claim 1. 10. Optischer Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass von der Abdeckschicht (5) zumindest zwei der Sensoren gemeinsam abgedeckt sind.10. Optical sensor according to claim 9, characterized in that the cover layer ( 5 ) covers at least two of the sensors together. 11. Optisches Sensorfeld zur Bestimmung einer Mehrzahl von Parametern in einer Probe, mit zumindest einem ersten Sensor (in 1), der ein auf einen ersten Parameter ansprechendes Indikatormaterial kurzer Abklingzeit und ein zugeordnetes, auf den Parameter nicht ansprechendes Referenzmaterial langer Abklingzeit zur Erfassung eines den zu bestimmenden Parameter anzeigenden Meßsignals auf der Basis der gemeinsam erfassten Lumineszenzantworten des Indikator- und Referenzmaterials aufweist, und mit zumindest einem auf einen zweiten Parameter ansprechenden zweiten optischen Sensor (in 1). 11. Optical sensor field for determining a plurality of Parameters in a sample, with at least one first sensor (in FIG. 1), the indicator material responsive to a first parameter short decay time and an assigned to the parameter not attractive reference material with a long cooldown for detection of a measurement signal indicating the parameter to be determined the basis of the luminescence responses recorded together Has indicator and reference material, and with at least one responsive to a second parameter second optical sensor (in FIG. 1).   12. Optisches Sensorfeld nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatormaterial des zweiten Sensors eine sich in Abhängigkeit von dem zweiten Parameter veränderliche Abklingzeit oder/und eine sich in Abhängigkeit von dem zweiten Parameter veränderliche Lumineszenzuntensität aufweist.12. Optical sensor field according to claim 11, characterized, that the indicator material of the second sensor is one in Dependency on the second parameter variable decay time or / and one depending on the second parameter has variable luminescence intensity. 13. Optisches Sensorfeld nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (in 1) ein auf den zweiten Parameter ansprechendes Indikatormaterial kurzer Abklingzeit und ein zugeordnetes, auf den Parameter nicht ansprechendes Referenzmaterial langer Abklingzeit zur Erfassung eines den zu bestimmenden Parameter anzeigenden Meßsignals auf der Basis der gemeinsam erfassten Lumineszenzantworten des Indikator- und Referenzmaterials aufweist.13. Optical sensor field according to claim 11 or 12, characterized, that the second sensor (in FIG. 1) is on the second parameter appealing indicator material with a short cooldown and a assigned, not responding to the parameter Long cooldown reference material to capture a determining measuring signal based on the collectively recorded luminescence responses of the indicator and Has reference material. 14. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor, und im Falle von Anspruch 13 gegebenenfalls auch der zweite Sensor, nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt ist.14. Optical sensor field according to one of claims 11 to 13, characterized, that the first sensor, and in the case of claim 13 if necessary also the second sensor, according to one of claims 1 to 8 is executed. 15. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatormaterial des zweiten optischen Sensors ein Lumineszenzfarbstoff, bevorzugt aus der Gruppe der lumineszierenden Übergangsmetallkomplexe mit Ru, Re, Os, Rh, Ir oder Pt als Zentralatom und α-Diiminliganden ausgewählt ist. 15. Optical sensor field according to one of claims 11 to 14, characterized, that the indicator material of the second optical sensor Luminescent dye, preferably from the group of luminescent transition metal complexes with Ru, Re, Os, Rh, Ir or Pt is selected as the central atom and α-diimine ligands.   16. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Abklingzeitsensors die Abklingzeit oder/und die spektralen Eigenschaften des Indikatormaterials des zweiten Sensors im Bereich der Abklingzeiten bzw. der spektralen Eigenschaften des Referenzmaterials des ersten Sensors liegt bzw. liegen.16. Optical sensor field according to one of claims 11 to 15, characterized, that in the case of a cooldown sensor, the cooldown or / and the spectral properties of the indicator material of the second sensor in the range of the cooldowns or the spectral properties of the Reference material of the first sensor lies or lie. 17. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor auf pH oder CO2 oder Chlorid bzw. Salinität anspricht.17. Optical sensor field according to one of claims 11 to 16, characterized in that the first sensor responds to pH or CO 2 or chloride or salinity. 18. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite optische Sensor ein Abklingzeitsensor zur Messung der Temperatur ist.18. Optical sensor field according to one of claims 11 to 17, characterized, that the second optical sensor is a decay time sensor for measurement the temperature is. 19. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite optische Sensor ein Abklingzeitsensor zur Messung eines Gases, bevorzugt O2 ist.19. Optical sensor field according to one of claims 11 to 18, characterized in that the second optical sensor is a decay time sensor for measuring a gas, preferably O 2 . 20. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Messung von Parametern aus biologischen Flüssigkeiten, insbesondere Körperflüssigkeiten, wie etwa Blut, oder Kulturmedien ausgelegt ist, insbesondere zumindest ein Parameter von pH, O2, CO2, Natrium, Kalium, Calcium, Chlorid, Lithium, Magnesium oder eine Kombination davon. 20. Optical sensor field according to one of claims 11 to 19, characterized in that it is designed for measuring parameters from biological fluids, in particular body fluids, such as blood, or culture media, in particular at least one parameter of pH, O 2 , CO 2 , Sodium, potassium, calcium, chloride, lithium, magnesium or a combination thereof. 21. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor einen pH-Sensor und einen CO2-Sensor umfasst, und dass der zweite Sensor einen O2-Abklingzeitsensor und gegebenenfalls einen Temperatur-Abklingzeitsensor umfasst.21. Optical sensor field according to one of claims 11 to 20, characterized in that the first sensor comprises a pH sensor and a CO 2 sensor, and in that the second sensor comprises an O 2 decay time sensor and optionally a temperature decay time sensor. 22. Optisches Sensorfeld nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren des Sensorfeldes auf einem gemeinsamen Träger (3) angeordnet sind.22. Optical sensor field according to one of claims 11 to 21, characterized in that the sensors of the sensor field are arranged on a common carrier ( 3 ). 23. Verfahren zur Bestimmung zumindest eines Parameters einer Probe, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Sensor bzw. ein Sensorfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.23. Method for determining at least one parameter of a sample, characterized, that an optical sensor or a sensor field according to one of the preceding claims is used. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikator- und Referenzmaterialien des Sensors oder der Sensoren durch eine einzige Lichtquelle gemeinsam erregt werden.24. The method according to claim 23, characterized, that the indicator and reference materials of the sensor or the Sensors are excited together by a single light source. 25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung nur eine einzige Lichtquelle, jedoch mehrere den jeweiligen Sensoren zugeordnete Detektoren verwendet werden.25. The method according to claim 23 or 24, characterized, that for measuring only a single light source, but several den detectors assigned to respective sensors can be used. 26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzantworten der Indikator- und Referenzmaterialien des Sensors oder der Sensoren durch einen einzigen Detektor gemeinsam erfaßt werden. 26. The method according to claim 23, characterized, that the luminescent responses of the indicator and Reference materials of the sensor or sensors by one single detector can be detected together.   27. Verfahren nach Anspruch 23 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung den jeweiligen Sensoren zugeordnete Lichtquellen, jedoch nur ein einziger Detektor verwendet werden.27. The method according to claim 23 or 26, characterized, that light sources assigned to the respective sensors for measurement, however, only a single detector can be used. 28. Verfahren nach Anspruch 24 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Sensoren des Sensorfelds voneinander getrennt angeordnet sind und dass die Lichtquelle und der Detektor relativ zu dem Sensorfeld zwischen den einzelnen Sensoren bewegt werden.28. The method according to claim 24 and 26, characterized, that the multiple sensors of the sensor field are separated from each other are arranged and that the light source and the detector are relative to the sensor field between the individual sensors. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregungslicht für den Sensor oder die Sensoren mit einer einzigen konstanten Frequenz moduliert wird, z. B. 45 KHz.29. The method according to any one of claims 23 to 28, characterized, that the excitation light for the sensor or sensors with a single constant frequency is modulated, e.g. B. 45 KHz.
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