DE4220932C2 - Verfahren zur Herstellung eines Chemosensors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Chemosensors zur Messung der Wasserstoffionenkonzentra­ tion, insbesondere in einer wäßrigen Lösung oder einem feuchten Gas, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und den mit dem Verfahren hergestellten Chemosensor.

Es sind eine Reihe von Meßeinrichtungen bekannt, um die Wasserstoffionenkonzentration z . B. einer wäßrigen Lösung festzustellen. Für diese, auch pH-Messung genannte Aufgabe werden im wesentlichen zwei Grundprinzipien verwendet. Zum einen wird die Wasserstoffionenkonzentration mit Hilfe von Elektroden durch Messung einer Potentialdifferenz nach­ gewiesen. Zum anderen wird der pH-Wert kolorimetrisch erfaßt.

Bei letzteren Einrichtungen wird der Farbumschlag eines sogenannten pH-Indikators, später hier Farbindikator genannt, beobachtet, welcher in Kontakt mit der Lösung gebracht wird. Bei diesen Indikatoren handelt es sich um organische Säuren oder Basen, deren Farbänderung auf einer Änderung der elektronischen Struktur beim Aufnehmen oder beim Abgeben der Wasserstoffionen beruht. Der mit dem Auge erfaßbare Umschlagbereich beträgt etwa 2 pH-Einheiten.

Alle bekannten Indikatorstoffe dissoziieren nach dem gleichen Schema und bilden entsprechende Dissoziations­ gleichgewichte zwischen ihren Molekülformen mit und ohne Wasserstoffionen in Abhängigkeit von der pH-Umgebung. Diese zwei Zustände absorbieren das einfallende Licht bei unterschiedlichen Wellenlängen, so daß sich ihr Erschei­ nungsbild in verschiedenen Farben äußert. Die Farbänderung bedeutet, daß eine Form des Farbstoffs mit der Absorption bestimmter Lichtwellenlängen verschwindet und die andere Form mit einem anderen Absorptionsbereich auftritt. Die für jeden Farbstoff typische Kurve ändert so ihren Charak­ ter vollständig.

Mit Hilfe optischer Meßgeräte kann nun die Absorption des Indikatorzustandes bestimmt werden, aus dem der Anteil dieser Indikator-Form an der gesamten Farbstoffkonzen­ tration errechnet werden kann. Aus dieser Messung ist der pH-Wert ermittelbar. Damit ist eine Genauigkeit erreich­ bar, die weit über die für das Auge erfaßbare Genauigkeit hinausgeht.

Eine Schwierigkeit bei der Anwendung dieses Meßverfahrens besteht darin, daß der Farbstoff mit dem zu untersuchenden Medium zwar in Kontakt treten muß, sich aber nicht in diesem lösen darf. Die bekannten Indikatoren, wie z. B. pH-Papiere, werden durch Anlagerung geeigneter Farbstoffe an Trägermaterialien hergestellt. Dabei kann aber nicht ausgeschlossen werden, daß je nach Art des Trägers oder der Lösung Farbstoffmoleküle in Lösung gehen.

Aus der DE-PS 27 47 434 ist ein aufwendiges Verfahren bekannt, solche Indikatoren durch chemische Bindung an unlöslichen Trägermaterialien herzustellen. Dabei sind die Indikatormoleküle durch eine kovalente Bindung an einem geeigneten Copolymer fixiert.

Ein ähnliches Verfahren zur Herstellung eines gebundenen Indikators ist aus der US 3,544,484 bekannt, in der die Copolymerisation eines Farbstoffes mit einem geeigneten Monomer beschrieben ist.

Eine faseroptisch arbeitende Meßeinrichtung ist aus der US 4,801,655 bekannt, bei der ein den pH-Indikator enthal­ tendes Gel von einer Ionen-permeablen Membran umschlossen ist, innerhalb der ein Licht hinleitender und ein Licht wegführender Lichtwellenleiter enden. Die Lehre dieser Patentschrift versucht, gerade die Stabilität des so realisierten Sensors zu verbessern.

Aus Kulisch et al. in SPIE Vol. 1213, S. 112-119 (1990) ist bekannt, daß sich pH-Farbstoffe in Polymerlösungen homogen verteilen und das diese Lösungen auf einem Glassubstrat aufgebracht durch photolithographische Behandlung einen planaren Lichtwellenleiter bilden können. Dieser inte­ griert-optische Sensor, der eigentlich kostengünstig und einfach herstellbar ist, weist den Nachteil auf, daß durch die unterschiedlichen Materialien für Wellenleiter und Substrat die mechanischen Eigenschaften ungenügend sind. So ist z. B. eine Stirnpolitur der Endflächen des Wellen­ leiters nicht möglich, so daß die ein- und auskoppelbaren Lichtleistungen zu gering sind, als daß dieser Sensor in der industriellen Anwendung einsetzbar wäre, es handelt sich dabei vielmehr um ein Labormuster. Ein weiterer entscheidender Nachteil dieser Methode besteht darin, daß die chemisch sensitive Substanz, hier pH-Indikator, durch den Strukturierungsprozeß entscheidend zerstört wird.

Schließlich beschreibt die EP 0 481 740 A2 einen Fasersen­ sor, dessen Kern mit einer pH-aktiven Sensorschicht über­ zogen ist. Diese Sensorschicht ist durch eine feste chemi­ sche Verknüpfung des Farbindikators mit einer Polymerma­ trix realisiert und ähnelt in ihrer Herstellung dem Ver­ fahren zur Realisierung des gebundenen Indikators in der US 3,544,484.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines kompakten und stabilen Chemosensors der eingangs genannten Art zu schaffen, der pH-Messungen mit einer hohen Genau­ igkeit in industrieller Umgebung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren mit den Verfahrensschritten

• - des Herstellens einer ein Polymer enthaltenden Lösung in einem organischen Lösungsmittel,
• - des Aufbringens dieser Lösung in einem dünnen Film auf einem Substrat,
• - des Trocknens dieses dünnen Films, nach Anspruch 1 durch die Verfahrensschritte gelöst,
• - daß der Lösung zusätzlich ein photo-empfindlicher Stoff und ein Farbindikator zugesetzt wird,
• - daß der dünne Film aus Polymermaterial auf einem ange­ paßten, in seinen physikalischen und chemischen Eigen­ schaften denen des Polymermaterials des Films fast oder vollständig gleichenden Polymersubstrat aufgetragen wird,
• - daß der dünne Film nach dem Trocknen photolithographisch strukturiert wird, und
• - daß der dünne Film an seinen behandelten und unbehan­ delten Stellen thermisch fixiert wird.

Durch die Anlagerung des weitgehend UV-unempfindlichen Farbstoffes in einer Polymerschicht, die auf einem Poly­ mersubstrat aufgetragen wird, ergibt sich nach der photo­ lithographischen Behandlung ein Sensor, dessen Stirnflä­ chen in einfacher Weise polierbar sind, da die Stirnflä­ chen der verschiedenen Schichten des Streifenwellenleiters und des Substrats im wesentlichen die gleichen physikali­ schen Eigenschaften aufweisen. Damit sind über eine Faser­ einkopplung in einfacher Weise höhere Lichtleistungen einkoppelbar. Die sich durch den Farbindikator ergebende Absorption von Lichtbestandteilen kann durch einfache Aus­ kopplung des transmittierten Lichts aus dem Chipbauteil heraus und durch Beaufschlagung eines Detektors nachgewie­ sen werden, woraus sich in bekannter Weise der pH-Wert ergibt.

Bei einer anderen Ausführungsform nach Anspruch 3 wird der Chemosensor derart hergestellt, daß der u. U. lichtempfind­ liche Farbstoff in einem zweiten Polymerfilm erst nach erfolgter photolithographischer Behandlung auf dem Strei­ fenwellenleiter aufgetragen wird. Dadurch wird eine Degra­ dation des Farbindikators in dem photolithographischen Schritt sicher vermieden und es können auch z. B. UV-emp­ findliche Farbstoffe für den Chemosensor eingesetzt wer­ den.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 Querschnitte durch einen Chemosensor in verschiedenen Stadien des Herstellungsver­ fahrens nach einem ersten Ausführungsbei­ spiel gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Chemosensor, ins­ besondere mit einem UV-empfindlichen pH-Indika­ tor, nach Durchführung des Herstellungsverfah­ rens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,

Fig. 5 Längsschnitt durch eine Chemosensor nach den Fig. 3 oder 4 mit einer Prismen-Einkopplung des Lichtes,

Fig. 6 Längsschnitt durch einen Chemosensor nach den Fig. 3 oder 4 mit einer Lichtwellenleiter-Ein­ kopplung des Lichtes und der Darstellung der Beaufschlagung mit einem zu untersuchenden Medi­ um, und

Fig. 7 eine Meßanordnung für einen nach der Erfindung gefertigten Chemosensor.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen Querschnitte durch eine Chemo­ sensor in verschiedenen Stadien seiner Herstellung nach einem Verfahren nach einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.

Ein Polymer wird in einem geeigneten organischen Lösungs­ mittel gelöst, wie z. B. Ketone oder Ester. Dabei kann als Polymermatrixmaterial Polymethylmethacrylat, kurz PMMA genannt, verwendet werden, welches in dem organischen Lösungsmittel Butylacetat gelöst wird. Es werden dabei Lösungen mit einem Gewichtsanteil von z. B. 10 Prozent PMMA hergestellt.

Zu dieser Lösung wird in dem Verfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein photo-empfindlicher Stoff zugesetzt. Bei diesem kann es sich beispielsweise um die UV-empfindliche Verbindung 1-(4-isopropylphenyl)-2- hydroxy-2-methyl-propan-1-on handeln, die mit einem Ge­ wichtsanteil von 3 Prozent zugemischt wird.

Ferner wird ein Farbindikator, d. h. ein zur pH-Messung geeigneter Farbstoff, in einer zweiten separaten Lösung, aber mit gleichem Lösungsmittel, angesetzt und der ersten Lösung mit dem Polymer und photo-empfindli­ chen Material zugesetzt. Als ein solcher Farbstoff kann Bromphenolblau in der Beschichtungslösung mit einem Gewichtsanteil von z. B. 0,1 Prozent gelöst werden.

Diese Lösung wird als ein dünner Film 1 auf einem Substrat 2 aufgebracht. Bei dem Substrat handelt es sich um ein angepaßtes Polymersubstrat, bei dem das Polymer vorzugsweise dem Matrixpolymer des dünnen Films entspricht.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Polymergrundstoff des Substrates ebenfalls um Polymethylmethacrylat. Es kann dabei z. B. eine 1 cm· 3 cm große Substratplatte aus PMMA verwendet werden.

Der dünne Film 1, der auf dem Substrat 2 aufgetragen wurde, ist bei dem genannten Zahlenbeispiel aus 0,3 Milliliter der oben genannten Lösung erzeugt worden.

Dabei kann eine Lackschleuder oder ein anderes bekann­ tes Auftragsverfahren verwendet werden. Bei der Lack­ schleuder ist die Filmdicke von der Schleuderzahl abhängig und beträgt vorzugsweise hier zwischen 1 und 10 µm.

Anschließend wird der dünne Film getrocknet. Nach einer Trockenzeit von z. B. 2 bis 7 Stunden bei 40° Celsius ist das Lösungsmittel Butylacetat ausdiffundiert und der Farbstoff Bromphenolblau hat sich gleichmäßig und homogen in dem dünnen Polymerfilm 1 verteilt, wobei er über intermolekulare Wechselwirkungen in der PMMA-Matrix immobilisiert ist.

Durch die geeignete Wahl von Lösungsmittel und Sub­ stratmaterial wird beim Aufbringen des Films auf das Substrat dieses an der Oberfläche gerade so angelöst, daß sich einerseits eine extrem gute Haftung zwischen Film und Substrat ergibt und andererseits eine exakt separierte Grenze zwischen Film und Substrat bestehen bleibt, was für die Verwendung als Lichtwellenleiter unerläßlich ist.

Dieses Prinzip ist auf andere Polymermaterialien wie z. B. Polystyrole, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyimi­ de und entsprechende Copolymere übertragbar.

Danach erfolgt die photolithographische Strukturierung, dessen Ergebnis in der Fig. 2 dargestellt ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe einer UV-Lampe und einer photolithographischen Maske 3 das Muster z. B. eines Streifenwellenleiters 4, 5 in dem dünnen Film 1 erzeugt.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen im Querschnitt nur einen klei­ nen Ausschnitt des Sensors. Die Streifen 4 und 5, bzw. 14 und 15 bzw. 24 und 25, weisen jeweils eine Breite von z. B. 3 µm auf.

Durch die UV-Bestrahlung, z. B. mit einer Bestrahlungs­ intensität von 18 mW/cm², wird das UV-empfindliche Material in dem Film 1 in den bestrahlten Bereichen 4 zersetzt und bildet Radikale. Dieser Vorgang führt zu einer Brechzahlerhöhung und Schichtdickenerniedrigung in den bestrahlten Streifen 4. Bei der Verwendung des genannten UV-empfindlichen Stoffes weisen die sich bildenden Radikale unterschiedliche resonante Zustände auf, die verschiedene Rekombinationsmöglichkeiten haben, die zu der erwähnten Schichtdickenerniedrigung und Brechzahlerhöhung in den bestrahlten Streifen 4 führen. Dieser Mechanismus ist z. B. bei Franke el al. SPIE Vol. 651, S. 120-125 (1986) beschrieben.

Schließlich wird der dünne Film 1 an seinen behandelten 4 und unbehandelten 5 Stellen fixiert. Die Fixierung geschieht durch ein Ausheizen des Sensors aus Substrat 1 und Film 2 bei 70° Celsius, wobei die nichtaktivier­ ten UV-empfindlichen Moleküle in den unbelichteten Bereichen 5 ausdiffundieren, womit eine positive Reliefstruktur entsteht, d. h., daß wie in Fig. 3 darge­ stellt, die behandelten Schichten 14 eine größere Schichtdicke als die nicht UV-bestrahlten Bereiche 15 aufweisen. Die Brechzahlerhöhung in den Streifen 14 bleibt bestehen.

Die Lichtwellenleitung ist nun in den Streifen 14 größerer Brechzahl möglich. Durch die genannte Fixie­ rung bleiben die Wellenleiterstrukturen 15 und insbe­ sondere 14 langzeitstabil erhalten.

Das abschließende Ausheizen, z. B. bei den erwähnten 70° Celsius, geschieht bei einer Temperatur, die deutlich unter der Glastemperatur des Matrixpolmers liegen muß, da sonst die photolithographisch erzeugten Strukturen 14 und 15 nicht stabil bleiben und schließlich zerstört würden.

Die Langzeitstabilität des Farbstoffes ist natürlich eine Funktion der Stabilität des Farbstoffes gegenüber der Belichtungswellenlänge im photolithographischen Schritt. Das in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschriebene Verfahren ist z. B. für den genannten Farb­ stoff Bromphenolblau geeignet, bei dem anschließend die Meßstrahlung mit einem Helium-Neon-Laser, d. h. einer roten Lichtquelle, durchgeführt werden kann. Um auch solche Farbstoffe verwenden zu können, die u. U. durch die beschriebene photolithographische Belichtung zer­ stört werden könnten, wird gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel ein in Teilen anderes Verfahren ver­ wendet, das im folgenden beschrieben wird, und dessen Produkt in der Fig. 4 dargestellt ist.

Die Herstellung der Ausgangslösung erfolgt wie bei dem oben beschriebenen Verfahren, aber ohne daß der pH-Farbstoff beigegeben wird. Wieder wird der dünne Film 21 aus Polymermaterial, hier ohne den Farbstoff, mit einer Lackschleuder auf dem Polymersubstrat 2 aufgetragen. Anschließend wird der dünne Film 21 nach dem Trocknen photolithographisch strukturiert, wobei sich dieselbe Struktur 24, 25 wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausbildet.

Dann wird eine zweite Lösung angesetzt, die aus einem zweiten Polymermaterial, vorzugsweise aus dem gleichen Polymer wie für den dünnen Film 21 verwendet, aus einem Farbstoff, insbesondere einem UV-empfindlichen Farb­ stoff, und vorteilhafterweise aus dem Lösungsmittel der ersten Lösung, z. B. also Butylacetat, besteht. Bei­ spielsweise besteht die zweite Lösung aus 10 Prozent PMMA und 0,1 Prozent Methylrot in Butylacetat. Diese Mischung wird unmittelbar nach der photolithographi­ schen Strukturierung auf dem dünnen Film 21, der nun in Streifen 24 und 25 strukturiert ist, in Gestalt eines zweiten Films 26 aufgetragen. Diese Schichtenfolge ist in der Fig. 4, die einen Querschnitt eines Chemosen­ sors, insbesondere für UV-empfindliche pH-Indikatoren, zeigt, zeitlich nach dem nun folgenden Temperschritt dargestellt. Der zweite Film 26 wird sehr dünn auf ge­ tragen, vorzugsweise werden Dicken von weniger als 0,5 µm aufgetragen.

Bei der anschließenden Fixierung der Filme 21 und 26, insbesondere der Streifen 24 und 25 wird eine Temperung wie beim ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt, wobei dann die unbeleuchteten Anteile des photoempfindlichen Materials der ersten Lösung durch die dünne Deckschicht des zweiten Films 26 durchdiffundieren. Es ergibt sich dann das in der Fig. 4 dargestellte Dickenprofil, wobei wie beim ersten Ausführungsbeispiel die höhere Brech­ zahl in der dünneren Schicht 24 besteht. Der Farbstoff ist auch bei diesem Verfahren über intermolekulare Wechselwirkungen in der Polymermatrix, hier der Deck­ schicht 26, immobilisiert.

Je nach UV-Empfindlichkeit von üblichen pH-Farbstoffen wie z. B. Bromkresolgrün, Bromkresolpurpur, Bromthymol­ blau, Bromphenolrot, Phenolrot, Neutralrot, Phenolphta­ lein, Thymolblau, Thymolphtalein oder Methylorange kann ein chemischer Sensor entweder nach dem ersten oder zweiten Verfahren hergestellt werden.

Mit diesem Verfahren nach dem zweiten Ausführungsbei­ spiel ist es nun insbesondere erstmalig möglich, einen empfindlichen Farbstoff in einen Streifenwellenleiter zu integrieren.

Der Sensor nach dem ersten oder zweiten Ausführungsbei­ spiel ist nun in den Fig. 5 und 6 im Längsschnitt dargestellt, wobei der Streifenwellenleiter aus den Streifen 4 oder 24 hier mit dem Bezugszeichen 34 be­ zeichnet worden ist.

Die Fig. 5 zeigt Längsschnitt eines Chemosensors nach den Fig. 3 oder 4 mit einer Prismen-Einkopplung des Lichtes. Dabei werden Lichtbündel 41 über ein erstes Prisma 42 in den Streifenwellenleiter 34 eingekoppelt, die im Bereich 43 mit dem zu untersuchenden Medium in Wechselwirkung treten, wobei das sich ergebende Licht­ signal über ein zweites Prisma 44 ausgekoppelt und einem Detektor zugeführt wird.

Die Fig. 6 zeigt einen anderen Längsschnitt eines Chemosensors nach den Fig. 3 oder 4 mit einer Lichtwel­ lenleiter-Einkopplung des Lichtes und der Darstellung der Beaufschlagung mit einem zu untersuchenden Medium.

Hier sind nun die Stirnflächen 45 des Chemosensors poliert. Dies ist bei den erfindungsgemäß hergestellten Chemosensoren in einfacher Weise möglich, da das Sub­ strat 2 und die Streifen 4 und 5, und damit der Strei­ fenwellenleiter 34 alle aus Polymermaterialien beste­ hen. Bei der bevorzugten Ausgestaltung sind die Poly­ merschichten aus dem gleichen Grundmaterial aufgebaut, so daß alle Schichten fast die gleichen physikalischen Eigenschaften aufweisen. Dadurch ist eine Stirnflächen­ einkopplung mit Hilfe einer Lichtleitfaser, vorzugswei­ se einer Monomodefaser, möglich, die hier durch den Pfeil 46 angedeutet ist. In dem Bereich 43 ist ein Teflon-Aufsatz 47 auf den Streifenwellenleiter 34 aufgesetzt. Der Aufsatz 47 mit einem Zufluß 48 und einem Abfluß 49 für das zu untersuchende Medium, bei­ spielsweise eine Flüssigkeit oder ein feuchtes Gas, führt das Medium über die Chipoberfläche. Die Wasser­ stoffionen diffundieren in die dünne Wellenleiter­ schicht 34 ein und der Indikator reagiert mit einer Farbänderung auf die Veränderung der pH-Umgebung.

Die Fig. 7 zeigt eine Meßanordnung für einen nach der Erfindung gefertigten Chemosensor mit einer Lichtquelle 50, einer Strahlenoptik 51 für die Stirnflächeneinkopp­ lung, dem Sensorchip 52, einer Strahlenoptik 53 für die Auskopplung, einem Photodetektor 54 und einer Rechner­ einheit 55.

Ausgehend von einem Helium-Neon-Laser 50 wird das Licht über eine Strahlenoptik 51 in den farbstoffdotierten Wellenleiter 52 geführt. Das Absorptionsmaximum von Bromphenolblau liegt bei 595 Nanometer, so daß die hier gewählte Lichtwellenlänge von 633 Nanometer noch am Rande des Absorptionsbereichs liegt. Es kann aber auch ein anderer Lasertyp oder eine beliebige andere nicht-kohärente Lichtquelle eingesetzt werden, die im und um das Absorptionsmaxiinum des Farbstoffs liegt. Es können auch Farbfilter zur Erzeugung eines entsprechend farbigen Lichtstrahls eingesetzt werden. Die Lichtin­ tensität wird mit Hilfe eines Photodetektors 54 gemes­ sen und die Daten an eine Rechnereinheit 55 weitergege­ ben, wo dann aus den bekannten Konzentrationen und der Lichtintensität des Probenstrahls und der erfaßten Absorption der gewünschte pH-Wert ermittelt wird.

Dabei ist es möglich, Messungen mit zwei oder mehr Wellenlängen, d. h. der entsprechenden Anzahl von Ab­ sorptionsbereichen des Farbstoffs, zu realisieren, die gegebenenfalls im Zeitmultiplex angeschaltet und ausge­ wertet werden.

Insbesondere können einfache, auch weiße, Lichtquellen eingesetzt werden, was zu einer Vereinfachung und Verbilligung der Meßanordnung mit dem Chemosensor führt.

Neben dem beschriebenen Teflon-Aufsatz 47 kann der Streifenwellenleiter 34 auch in das zu untersuchende Medium eingetaucht werden, ohne daß die Gefahr droht, daß die Farbstoffmoleküle in das Medium abgegeben werden. Damit ist ein reversible, beliebig wiederhol­ bare und langzeitstabile pH-Messung möglich, ohne das Medium zu verunreinigen.

Durch die Ein- oder Ausdiffusion der Wasserstoffionen in die Wellenleiterschicht 34 ergibt sich eine sehr kurze Ansprechzeit des Sensors.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Chemosensors zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration, insbesondere in einer wäßrigen Lösung oder einem feuchten Gas, mit den Verfahrensschritten

• - des Herstellens einer ein Polymer enthaltenden Lösung in einem organischen Lösungsmittel,
• - des Zusetzens eines photo-empfindlichen Stoffes und eines Farbindikators zu der Lösung,
• - des Aufbringens dieser Lösung in einem dünnen Film auf einem Substrat, wobei der dünne Film aus Polymermaterial auf einem angepaßten, in seinen physikalischen und chemi­ schen Eigenschaften denen des Polymermaterials des Films fast oder vollständig gleichenden Polymersubstrat aufge­ tragen wird,
• - des Trocknens dieses dünnen Films,
• - des photolithographischen Strukturierens des dünnen Films nach dem Trocknen, und
• - des thermischen Fixierens des dünnen Films an seinen behan­ delten und unbehandelten Stellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbindikator in einer zweiten separaten Lösung gelöst wird und der aus Polymermaterial und aus photo­ empfindlichem Material bestehenden Lösung zugemischt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines Chemosensors zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration, insbesondere in einer wäßrigen Lösung oder einem feuchten Gas, mit den Verfahrensschritten

• - des Herstellens einer ein Polymer enthaltenden Lösung in einem organischen Lösungsmittel,
• - des Hinzumischens eines photo-empfindlichen Stoffes zu der Lösung,
• - des Aufbringens dieser Lösung in einem dünnen Film aus Polymermaterial auf einem Polymersubstrat,
• - des Trocknens dieses dünnen Films,
• - des photolithographischen Strukturierens des dünnen Films nach dem Trocknen,
• - des Aufbringens eines zweiten Films auf dem dünnen Film unmittelbar nach der photolithographischen Strukturierung, wobei der zweite Film ein zweites Polymermaterial und einen Farbindikator enthält, und
• - des thermischen Fixierens der Filme an ihren behandelten und unbehandelten Stellen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixpolymer des dünnen Films und das Polymer des zweiten Films aus dem gleichen Stoff sind.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer und das Matrix­ polymer des dünnen Films aus dem gleichen Stoff sind.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder das Polymer Poly­ methylmethacrylat ist.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine photolithographische Streifenmaske zur Erzeugung eines Streifenwellenleiters in dem dünnen Film verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Chemo­ sensors poliert werden.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Fixierung durch ein Ausheizen bei einer unterhalb der Glastemperatur der Polymermaterialien liegenden Temperatur erfolgt.

10. Chemosensor zur Messung der Wasserstoffionenkonzen­ tration, insbesondere in einer wäßrigen Lösung oder einem feuchten Gas, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.

11. Chemosensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Film (1) auf dem Substrat (2) eine Schicht­ dicke von 1 bis 10 µm aufweist.

12. Chemosensor nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 unter Rückbeziehung mindestens auf Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Film (26) eine Dicke von unter 0,5 µm aufweist.