JP2012112939A - 湿度に対する交差感度を低減させた光ルミネセンス酸素プローブ - Google Patents

湿度に対する交差感度を低減させた光ルミネセンス酸素プローブ Download PDF

Info

Publication number
JP2012112939A
JP2012112939A JP2011247580A JP2011247580A JP2012112939A JP 2012112939 A JP2012112939 A JP 2012112939A JP 2011247580 A JP2011247580 A JP 2011247580A JP 2011247580 A JP2011247580 A JP 2011247580A JP 2012112939 A JP2012112939 A JP 2012112939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxygen
probe
luminescent element
closed space
sensitive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011247580A
Other languages
English (en)
Inventor
W Mayor Daniel
ダブリュ.メイヤー ダニエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Modern Controls Inc
Original Assignee
Mocon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mocon Inc filed Critical Mocon Inc
Publication of JP2012112939A publication Critical patent/JP2012112939A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6432Quenching
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N2021/7769Measurement method of reaction-produced change in sensor
    • G01N2021/7786Fluorescence
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/20Oxygen containing
    • Y10T436/207497Molecular oxygen
    • Y10T436/209163Dissolved or trace oxygen or oxygen content of a sealed environment

Abstract

【課題】湿度に対する交差感度を低減させた光学的光ルミネセンス酸素プローブを提供する。
【解決手段】湿度に対する交差感度が低減された酸素感受性ルミネセンス要素、及びそれによって構成されたプローブ、並びに、閉空間内の酸素濃度を測定するためのルミネセンス要素及びプローブを製造し利用する方法が提供される。ルミネセンス要素は、酸素感受性光ルミネセンス色素を有するガラスファイバキャリアを含む。色素は、酸素透過性の疎水性ポリマーマトリックス内に組み込まれるのが好ましい。プローブはルミネセンス要素から成り、ルミネセンス要素は構造的サポート層上に積層される。
【選択図】図2A

Description

記載なし
酸素感受性の光ルミネセンス色素をベースにした固体ポリマー材料は、光酸素センサ及びプローブとして広く使用されている。例えば、参照できる米国公開特許出願として2009/0029402、2008/8242870、2008/215254、2008/199360、2008/190172、2008/148817、2008/146460、2008/117418、2008/0051646、2006/0002822、7,569,395、7,534,615、7,368,153、7,138,270、6,689,438、5,718,842、4,810,655、4,476,870の公報がある。このような光学センサは、独レーゲンスブルグのプリゼンツプリシジョンセンシング社(Presents Precision Sensing GmbH)、米国テキサス州ダラスのオキシセンス社(Oxysense)、及びアイルランドコーク州のルクセルバイオサイエンス社(Luxcel Biosciences, Ltd)等、数多くのサプライヤから入手可能である。
センサから得られる光ルミネセンスの信号を増大し、光学的測定の信頼性を高めるために、酸素感受性の材料には、しばしば光散乱用の添加物が組み込まれる(例えば、酸化チタン−クライマン アイ.及びウォルフベイ オー.エス.による−分析化学、1995年、67巻、3160〜3166ページを参照)又は基層(例えば、微孔サポート−ラプコヴィスキ,デービー等による−センサアクチュエータ ビー、1998年、51巻、137〜145ページを参照)。残念ながら、そのようなプローブは湿度に対して著しい交差感度を示す傾向があり、このため、検査中のサンプルの湿度が制御できないような状況でこれらのプローブが幅広く使用される障害となっている。
したがって、湿度に対する交差感度を低減させた光学的光ルミネセンス酸素プローブの必要性が存在している。
本発明の第一実施態様は、酸素感受性の光ルミネセンス色素を持つガラスファイバのキャリア基質を有するルミネセンス要素である。酸素感受性光ルミネセンス色素は、酸素透過性の疎水性ポリマーマトリックス内に好適に組み込まれる。
本発明の第二実施態様は、構造的サポート層が積層された第一実施態様のルミネセンス要素を有する酸素感受性プローブである。ルミネセンス要素は、固体組成物として構造的サポート層に好適に積層されるものであり、その固体組成物は、酸素透過性の疎水性ポリマーマトリックス内に組み込まれた酸素感受性の光ルミネセンス色素を有している。
本発明の第三実施態様は、本発明の第二実施態様による酸素感受性プローブを使用して、閉空間内の酸素濃度を測定する方法である。その方法は、次に示す段階を有する。すなわち、(A)本発明の第二実施態様による酸素感受性プローブを得る段階と、(B)そのプローブを閉空間内に配置する段階と、(C)(i)そのプローブに励起放射を長時間にわたり繰り返し照射し、(ii)少なくともいくつかの照射後に、励起されたプローブによって放出された放射を測定し、(iii)繰り返しなされた励起照射と放射測定の時間経過を測定し、(iv)少なくとも測定された放射の幾つかを、既知の変換アルゴリズムに基づいて酸素濃度に変換することによって、閉空間内の酸素濃度を確定する段階とを有している。
本発明の第四実施態様は、本発明の第二実施態様による酸素感受性プローブを使用して、閉空間内の酸素濃度の変化をモニターする方法である。その方法は、次に示す段階を有する。すなわち、(A)本発明の第二実施態様による酸素感受性プローブを得る段階と、(B)そのプローブを閉空間内に配置する段階と、(C)(i)そのプローブに励起放射を長時間にわたり繰り返し照射し、(ii)少なくともいくつかの照射後に、励起されたプローブによって放出された放射を測定し、(iii)繰り返しなされた励起照射と放射測定がなされた間の時間経過を測定し、(iv)少なくとも測定された放射の幾つかを、既知の変換アルゴリズムに基づいて酸素濃度に変換することによって、閉空間内の酸素濃度を確定する段階と、(D)段階(C)で得られたデータから算出された閉空間内の酸素濃度の変化率を算出する段階とを有している。
本発明の第五実施態様は、本発明の第一実施態様によるルミネセンス要素を準備する方法である。その方法は、(A)有機溶媒中に光ルミネセンス酸素感受性色素及び酸素透過性ポリマーを含むコーティングカクテル(coating cocktail)を準備する段階と、(B)そのカクテルをガラスファイバキャリア基質の第一主面に付着する段階と、(C)そのカクテルを乾燥し、それによって固体薄層フィルムコーティングがガラスファイバキャリア基質上に形成されてルミネセンス要素を形成する段階とを有している。
本発明の第六実施態様は、本発明の第二実施態様による光ルミネセンス酸素感受性プローブを準備する方法である。その方法は、(A)本発明の第五実施態様に従ったルミネセンス要素を準備する段階と、(B)そのルミネセンス要素を構造的サポート層上に積層する段階とを有している。
本発明の一実施態様の拡大平面図である。 図1の側面図である。 図2の中央部の拡大された側面図である。 顕微鏡で観察された図2におけるルミネセンス要素の拡大側面図である。 図2Bにおける一つの小繊維の断面図である。
本明細書では、特許請求の範囲を含み、「およそ100%の相対湿度」という文言は、凝結することなく合理的に可能な限り100%に近い湿度を意味する。
本明細書では、特許請求の範囲を含み、「酸素透過性」という文言は、1ミル(0.00254ミリメートル)のフィルムに形成された時に、ASTEMのD3985に示された測定方法で1000cc/m2・dayよりも大きな酸素透過率を有する材料を意味する。
図1及び2を主に参照する。本発明の第一実施態様は、密閉パッケージ(図示なし)の保存チャンバ(図示なし)のような閉空間(図示なし)内の酸素濃度を光学的に測定するのに有用な酸素感受性プローブ又はセンサである。プローブ10は、構造的サポート層40状に積層されたルミネセンス要素20を有する。
図2Aから2Cを参照する。ルミネセンス要素20は、酸素感受性光ルミネセンス色素21を有するガラスファイバ基質23を含む。酸素感受性光ルミネセンス色素21は、酸素透過性ポリマーマトリックス22内に好適に組み込まれる。次に、図2Cを参照する。混合光ルミネセンス色素21及び酸素透過性ポリマーマトリックス22は、グラスファイバキャリア基質23の格子空間容積に浸透し、グラスファイバキャリア基質23の個別小繊維24をコートし、コーティングされた小繊維24‘を形成すると考えられるが、このことを過度に制限する意図はない。
酸素感受性光ルミネセンス色素21は、既知の酸素感受性光ルミネセント色素21のいずれかから選択される。当業者であれば、プローブ10の使用目的に基づいて適切な色素21を選択することが可能である。適切な酸素感受性光ルミネセンス色素21の限定的なリストは、特に以下を含むが、これには限らない。つまり、ルテニウム(II)−ビピリジル及びルテニウム(II)−ジフェニルフェナントロリン錯体;白金(II)−オクタエチルポルフィン−ケトンといったポリフィリンケトン;白金(II)−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ポルフィンといった白金(II)−ポルフィリン;パラジウム(II)−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ポルフィンといったパラジウム(II)−ポルフィリン;テトラベンゾポルフィリン、塩素、アザポルフィリンといったリン光性金属錯体;及び、長い時間で減衰したイリジウム(III)又はオスミウム(II)のルミネセンス錯体である。
疎水性の酸素感受性光ルミネセンス色素21は、適切な酸素透過性及び疎水性キャリアマトリックス22から成る。当業者であれば、プローブ10の使用目的及び選択された色素21に基づいて、適切な酸素透過性の疎水性キャリアマトリックス22を選択することが可能である。酸素透過性の疎水性キャリアマトリックス22として使用される好適なポリマーの限定的なリストは、特に、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリ塩化ビニル、及びいくつかの共重合体であるが、これに限らない。
ガラスファイバキャリア基質23は、グラスファイバシートであり、好ましくは、第一及び第二の主面(図番なし)を備えたガラスファイバである。そのような材料を酸素感受性光ルミネセンス色素21のためのキャリアとして使用すると、他のプローブ10と比較して、湿度に対するルミネセンス要素20の交差感度は大幅に減少する。適切なガラスファイバフィルタのディスクは、特に以下を含む多くの供給源から広く入手可能であるが、それだけに限られない。つまり、マサチューセッツ州ベッドフォードのミリポアコーポレーション(Millipore Corporation)の右名称(バインダのないフィルタとしては、APFA、APFB、APFC、APFD、APFF、及びAP40、そしてバインダを含むフィルタとしては、AP15、AP20、及びAP25)、フロリダ州オスカラのゼフォンインターナショナルインコーポレーテッド(Zefon International, Inc.)の右名称(バインダのないフィルタとして、IW-AH2100、IW-A2100、IW-AE2100、IW-B2100、IW-C2100、IW-D2100、IW-E2100、そしてIW-F2100)、及びニューヨーク州ポートワシントンのポールコーポレーション(Pall Corporation)の右名称(バインダのないフィルタとして、A/B、A/C、A/D、及びA/E、そしてバインダを含むフィルタとしては「Metrigard(登録商標)」(メトリガード))がある。
ガラスファイバキャリア基質23は、好ましくは100μmから5000μmの間の厚さであり、最も好ましいのは200μmから2000μmの間の厚さである。
構造的サポート層40は、ルミネセンス要素20を物理的に支持するのに十分な構造的完全性を有し、かつプローブ10が使用される環境(例えば、高湿度、低湿度、水中に浸されている、及び酸性溶液に浸されている、等)に長時間さらしても耐えることが出来る材料から選択される。構造的サポート層40として使用されるのに適している材料は、プローブ10が使用される環境に依存するのはもちろんのことであるが、以下の材料を特に含んでいる。しかし、これに限定されるものではない。つまり、ペーパー、ワックスペーパー、カード用紙、段ボール、木材、及び積層材といったセルロースでできた物質;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートといったプラスティック;アルミニウムシート、アルミホイル、スティール、及びスズといった金属;織物及び不織布;ガラス;及びマイラーのようなそれらの組合せ及び混合物である。
図2Aを参照する。プローブ10は、構造的サポート層40の第一主面40a上に感圧接着剤層30を有するのが好ましい。この感圧接着剤層30は、構造的サポート層40上にルミネセンス要素20を固定するためのものである。また、この感圧接着剤層30によって、酸素濃度が測定される閉空間(図示なし)を規定する容器(図示なし)の表面(図示なし)にプローブを取り付けることが容易となるが、このときプローブ10上のルミネセンス要素20は、ルミネセンス要素20の色素21の励起波長及び発光波長での放射に対して透過的又は半透過的な容器の領域(図示なし)を介して、容器(図示なし)から外側に面した状態が保持されている。感圧接着剤層30は、ルミネセンス要素20を覆う可能性があるが、覆ってはならない。
本発明のプローブ10及びルミネセンス要素20は、一定の酸素濃度において、0%から100%近くの検体ガスの相対湿度変化に対して、湿度に対する交差感度がほとんどなく、かつルミネセンスの寿命変化は5%以下である。実際、特定の酸素感受性光ルミネセンス色素21と、特定の酸素透過性の疎水性ポリマーマトリックス22と、特定のガラスファイバキャリア基質23の組合せでは、3%以下のルミネセンスの寿命変化、さらには1%以下の寿命変化が容易に達成可能である。
ルミネセンス要素20は、そのような要素20を製造するのに使用されるのと同様な従来方法によって製造可能である。つまり、都合の良いことに、ルミネセンス要素20は以下に示す方法によって製造することができる。つまり、(A)エチルアセテートのような有機溶媒(図示なし)中に光ルミネセンス酸素感受性色素21及び酸素透過性ポリマー22を有するコーティングカクテルを準備する段階と、(B)ガラスファイバキャリア基質23をカクテル(図示なし)中に浸すこと等によって、カクテルをガラスファイバキャリア基質23の少なくとも第一主面(図番なし)に付着する段階と、(C)カクテル(図示なし)を乾燥させ、それによって固体薄層フィルムコーティングがガラスファイバキャリア基質23上に形成され、ルミネセンス要素20を形成する段階とを有する。
一般的に、有機溶媒(図示なし)中のポリマー22の濃度は、0.1%w/wから20%w/wの範囲であり、色素21とポリマー22の比率は、1:20w/wから1:10000w/wの範囲であり、好ましくは1:50w/wから1:5000w/wの範囲である。
プローブ10は、ルミネセンス要素20を構造的サポート層40の第一主面40a上に積層することによって、ルミネセンス要素20から製造することができる。
ルミネセンス要素20は、構造的サポート層40に接着積層されるのが好ましい。多くの利用を考え、従来のコーティング技術を用い、感圧接着剤層30は構造的サポート層40の第一主面40aの全面に渡ってコートされるのが好ましい。それによって、プローブ10を容器(図示なし)の側壁に接着して取り付けるのに露出した感圧接着剤層30が使用でき、側壁に面したルミネセンス要素20によって、側壁(図示なし)を介してリーダ(図示なし)によるその後の監視をすることができる。
プローブ10は、閉空間(図示なし)内の相対湿度に係わりなく、閉空間内の酸素濃度を迅速に、簡単に、正確にかつ確実に測定するために使用できる。プローブ10は、他の酸素感受性光ルミネセンスプローブと同じ方法で酸素濃度を測定するために使用できる。つまり、プローブ10は、閉空間(図示なし)内の酸素濃度を次の方法によって測定するために使用される。すなわち、(A)プローブ10を、閉空間(図示なし)内であって、色素21の励起波長での放射がルミネセンス要素20に伝達されるとともに色素21の発光波長での放射がルミネセンス要素20から受けることができる場所に、干渉は最小限でその閉空間の一体性を開放せず或いは破壊することもなく配置する段階と、(B)(i)プローブ10に励起放射を長時間にわたり繰り返し照射し、(ii)少なくともいくつかの照射後に、励起されたプローブ10から放出された放射を測定し、(iii)繰り返しなされた励起放射と放射測定の時間経過を測定し、(iv)少なくとも測定された放射の幾つかを、既知の変換アルゴリズムに基づいて酸素濃度に変換することによって、閉空間(図示なし)内の酸素濃度を確定させる段階とを有している。そのような変換アルゴリズムは、当業者には良く知られた技術であり、また当業者によって容易に開発可能である。
同様な方法で、閉空間(図示なし)の相対湿度に関わりなく、閉空間内の酸素濃度の変化を迅速に、容易に、正確に、そして確実にモニターするために使用することができる。プローブ10は、他の酸素感受性光ルミネセンスプローブと同様の方法で、酸素濃度の変化をモニターするために使用することができる。つまり、次に述べる方法によって、プローブ10は閉空間(図示なし)内の酸素濃度をモニターするために使用される。その方法とは、(A)プローブ10を、閉空間(図示なし)内であって、色素21の励起波長での放射がルミネセンス要素20に伝達されるとともに色素21の発光波長での放射がルミネセンス要素20から受けることができる場所に、干渉は最小限でその閉空間の一体性を開放せず或いは破壊することもなく配置する段階と、(B)(i)プローブ10に励起放射を長時間にわたり繰り返し照射し、(ii)少なくともいくつかの照射後に、励起されたプローブ10から放出された放射を測定し、(iii)繰り返しなされた励起放射と放射測定の時間経過を測定し、(iv)少なくとも測定された放射の幾つかを、既知の変換アルゴリズムに基づいて酸素濃度に変換することによって、閉空間(図示なし)内の酸素濃度を確定させる段階と、(C)(i)少なくとも二つの確定した酸素濃度、及びそれらの確定された酸素濃度間の時間間隔と、(ii)段階(B)で得られたデータから算出された閉空間内の酸素濃度の変化率と、の少なくとも一つを報告する段階とを有している。測定された放射を酸素濃度に変換するために使用される変換アルゴリズムは、当業者に良く知られており、また当業者によって容易に開発可能である。
励起されたプローブ10によって放出された放射は、強度及び/又は寿命(減衰速度、位相シフト、又は異方性)の観点から測定され、寿命の測定は一般的に、色素21が酸素によって冷却される(quench)程度を測定することによって酸素濃度を確定しようとする場合の、より正確で確実な測定として好まれている。
10 酸素感受性プローブ
20 ルミネセンス要素
21 酸素感受性光ルミネセンス色素
22 酸素透過性ポリマーマトリックス
23 キャリア基質
24 キャリア基質の個別小繊維
24‘ キャリア基質のコーティングされた個別小繊維
30 感圧接着剤層
40 構造的サポート層
40a 構造的サポート層の第1のすなわち上部の主層
40b 構造的サポート層の第2のすなわち下部の主層

Claims (24)

  1. 酸素感受性光ルミネセンス色素を持つガラスファイバキャリア基質を有する酸素感受性ルミネセンス要素。
  2. 前記ガラスファイバキャリア基質はバインダを含まない請求項1に記載のルミネセンス要素。
  3. 前記ガラスファイバキャリア基質はバインダを含む請求項1に記載のルミネセンス要素。
  4. 前記ガラスファイバキャリア基質はガラスファイバフィルタである請求項1に記載のルミネセンス要素。
  5. 前記酸素感受性光ルミネセンス色素は酸素透過性の疎水性ポリマーマトリックス内に組み込まれている請求項1に記載のルミネセンス要素。
  6. 前記酸素感受性光ルミネセンス色素は遷移金属錯体である請求項5に記載のルミネセンス要素。
  7. 前記遷移金属錯体は、ルテニウム−ビピルジル、ルテニウム−ジフェニルフェナントロリン、白金−ポルフィリン、パラジウム−ポルフィリン、ポルフィリン−ケトンとアザポルフィリンとテトラベンゾポルフィリンと塩素とから成るリン光性金属錯体、及び長い時間で減衰したイリジウム(III)又はオスミウム(II)のルミネセンス錯体から成るグループから選択される請求項6に記載のルミネセンス要素。
  8. 前記酸素透過性ポリマーマトリックスは、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリサルフォン、及びポリ塩化ビニルから成るグループから選択される請求項7に記載のルミネセンス要素。
  9. 前記ガラスファイバキャリア基質は、100μmと5000μmの間の厚さのシートである請求項1に記載のルミネセンス要素。
  10. 構造的サポート層上に積層された請求項1に記載の前記ルミネセンス要素を有する酸素感受性プローブ。
  11. 前記構造的サポート層の第一の主面上に接着された感圧層をさらに有し、当該接着剤層は前記構造的サポート層と前記ルミネセンス要素との間に挟まれている請求項10に記載の酸素感受性プローブ。
  12. 前記ルミネセンス要素は固体組成物として前記構造的サポート層に積層され、当該固体組成物は、酸素透過性の疎水性ポリマーマトリックス内に組み込まれた前記酸素感受性光ルミネセンス色素を有する請求項10に記載の酸素感受性プローブ。
  13. 前記プローブは、0%から100%近くの検体ガスの相対湿度の変化に対して、ルミネセンスの寿命変化が5%より小さい請求項10に記載の酸素感受性プローブ。
  14. 閉空間内の酸素濃度を測定する方法であって、当該方法は、
    (a)請求項10による酸素感受性プローブを得る段階と、
    (b)前記プローブを前記閉空間内に配設する段階と、
    (c)(i)長時間にわたり繰り返し前記プローブに励起放射を照射し、(ii)少なくともいくつかの照射の後に、励起されたプローブによって放出された放射を測定し、(iii)繰り返し成された励起照射及び放射測定の間の経過時間を測定し、(iv)測定された放射の少なくともいくつかを既知の変換アルゴリズムを用いて酸素濃度に変換する、ことによって前記閉空間内の酸素濃度を確定する段階と、
    を有する方法。
  15. 閉空間内の酸素濃度を測定する方法であって、当該方法は、
    (a)請求項12による酸素感受性プローブを得る段階と、
    (b)前記プローブを前記閉空間内に配設する段階と、
    (c)(i)長時間にわたり繰り返し前記プローブに励起放射を照射し、(ii)少なくともいくつかの照射の後に、励起されたプローブによって放出された放射を測定し、(iii)繰り返し成された励起放射及び放射測定の間の経過時間を測定し、(iv)測定された放射の少なくともいくつかを既知の変換アルゴリズムを用いて酸素濃度に変換する、ことによって前記閉空間内の酸素濃度を確定する段階と、
    を有する方法。
  16. 前記閉空間は、密閉パッケージの保存チャンバである請求項14に記載の方法。
  17. 閉空間内の酸素濃度の変化をモニターする方法であって、当該方法は、
    (a)請求項10による酸素感受性プローブを得る段階と、
    (b)前記プローブを前記閉空間内に配設する段階と、
    (c)(i)長時間にわたり繰り返し前記プローブに励起放射を照射し、(ii)少なくともいくつかの照射の後に、励起されたプローブによって放出された放射を測定し、(iii)繰り返し成された励起放射及び放射測定の間の経過時間を測定し、(iv)測定された放射の少なくともいくつかを既知の変換アルゴリズムを用いて酸素濃度に変換する、ことによって前記閉空間内の酸素濃度を確定する段階と、
    (d)(i)少なくとも二つの確定した酸素濃度及びそれらの確定した酸素濃度間の時間間隔と、(ii)段階(c)で得られたデータから算出された前記閉空間内の酸素濃度の変化率との、少なくとも一つを報告する段階と、
    を有する方法。
  18. 閉空間内の酸素濃度の変化をモニターする方法であって、当該方法は、
    (a)請求項12による酸素感受性プローブを得る段階と、
    (b)前記プローブを前記閉空間内に配設する段階と、
    (c)(i)長時間にわたり繰り返し前記プローブに励起放射を照射し、(ii)少なくともいくつかの照射の後に、励起されたプローブによって放出された放射を測定し、(iii)繰り返し成された励起放射及び放射測定の間の経過時間を測定し、(iv)測定された放射の少なくともいくつかを既知の変換アルゴリズムを用いて酸素濃度に変換する、ことによって前記閉空間内の酸素濃度を確定する段階と、
    (d)(i)少なくとも二つの確定した酸素濃度及びそれらの確定した酸素濃度間の時間間隔と、(ii)段階(c)で得られたデータから算出された前記閉空間内の酸素濃度の変化率との、少なくとも一つを報告する段階と、
    を有する方法。
  19. 前記閉空間は、密閉パッケージの保存チャンバである請求項17に記載の方法。
  20. 請求項5のルミネセンス要素を準備する方法であって、当該方法は、
    (a)光ルミネセンス酸素感受性色素及び酸素透過性ポリマーを有機溶媒中に含んだコーティングカクテルを準備する段階と、
    (b)前記コーティングカクテルを前記グラスファイバキャリア基質の第一主面に付着する段階と、
    (c)前記コーティングカクテルを乾燥し、固体薄膜フィルムコーティングがガラスファイバキャリア基質上に形成され、ルミネセンス要素を形成する段階と、
    を少なくとも有する方法。
  21. 前記ガラスファイバキャリア基質を前記カクテルに浸すことによって、前記カクテルが前記ガラスファイバキャリア基質の前記第一主面に付着される請求項20に記載の方法。
  22. 前記カクテルは、エチルアセテート内に白金−オクタエチルポルフィン−ケトン及びポリエステルを有する請求項20に記載の方法。
  23. 有機溶媒中のポリマー濃度は、0.1%w/wから20%w/wの範囲であり、前記色素とポリマーとの比率は、1:20w/wから1:10000w/wの範囲である請求項20に記載の方法。
  24. 光ルミネセンス酸素感受性プローブを準備する方法であって、当該方法は、
    (a)請求項20によるルミネセンス要素を準備する段階と、
    (b)前記ルミネセンス要素を構造的サポート層の前記第一主面上に積層する段階と、
    を有する方法。
JP2011247580A 2010-11-19 2011-11-11 湿度に対する交差感度を低減させた光ルミネセンス酸素プローブ Pending JP2012112939A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/950,027 US20120129268A1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Photoluminescent oxygen probe with reduced cross-sensitivity to humidity
US12/950,027 2010-11-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012112939A true JP2012112939A (ja) 2012-06-14

Family

ID=45217244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011247580A Pending JP2012112939A (ja) 2010-11-19 2011-11-11 湿度に対する交差感度を低減させた光ルミネセンス酸素プローブ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120129268A1 (ja)
EP (1) EP2455746B1 (ja)
JP (1) JP2012112939A (ja)
CN (1) CN102590188B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014032185A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Mocon Inc フォトルミネッセンス酸素プローブタック

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9274060B1 (en) 2011-01-13 2016-03-01 Mocon, Inc. Methods for transmembrane measurement of oxygen concentration and monitoring changes in oxygen concentration within a space enclosed by a membrane employing a photoluminescent transmembrane oxygen probe
US11293866B2 (en) 2012-03-22 2022-04-05 John EASTMAN Fiber optic analyte sensor
US9057687B2 (en) 2012-04-20 2015-06-16 Mocon, Inc. Calibration vial and technique for calibrating a fiber optic oxygen sensing needle
US9945778B2 (en) * 2012-12-05 2018-04-17 Luxcel Biosciences, Ltd Individually and flexibly deployable target-analyte sensitive particulate probes and method of making and using
US9316554B1 (en) 2014-12-23 2016-04-19 Mocon, Inc. Fiber optic analyte sensor with integrated in situ total pressure correction
CN108700527B (zh) * 2016-02-08 2021-05-18 普森斯精密传感有限公司 传感器装置
US10295514B1 (en) 2016-10-17 2019-05-21 Mocon, Inc. Instrument and method for sealed penetration of rigid packaging to measure internal oxygen concentration with an optical oxygen analyzer
JP6997533B2 (ja) * 2017-04-28 2022-01-17 日東電工株式会社 生体センサ用シート
US20200166529A1 (en) * 2017-05-10 2020-05-28 Agilent Technologies, Inc. Real-Time Cellular or Pericellular Microenvironmental Oxygen Control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04502509A (ja) * 1988-12-22 1992-05-07 ラジオメータ・アクチセルスカベット 血液試料中の酸素含有量の光学的インビトロ測定法
JP2001509888A (ja) * 1996-12-16 2001-07-24 ザ トラスティーズ オヴ ザ ユニヴァーシティー オヴ ペンシルバニア 酸素、pH及びCO▲下2▼の臨床測定用血管内カテーテルプローブ
US20030068827A1 (en) * 2001-10-05 2003-04-10 Ocean Optics, Inc. Enhanced scattering membranes for improved sensitivity and signal-to-noise of optical chemical sensors, fiber optic oxygen sensor for real time respiration monitoring utilizing same, and method of using sensor
JP2007232716A (ja) * 2006-02-03 2007-09-13 Tokyo Institute Of Technology 試料における酸素濃度及び/又は酸素分布を測定する方法

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4476870A (en) 1982-03-30 1984-10-16 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Fiber optic PO.sbsb.2 probe
AT377095B (de) * 1982-11-23 1985-02-11 List Hans Sensorelement zur bestimmung des o2-gehaltes einer probe sowie verfahren zur herstellung desselben
US4526752A (en) * 1982-12-16 1985-07-02 Daniel Perlman Oxygen indicator for packaging
CA1261717A (en) * 1982-12-23 1989-09-26 John R. Bacon Method and apparatus for oxygen determination
US5030420A (en) * 1982-12-23 1991-07-09 University Of Virginia Alumni Patents Foundation Apparatus for oxygen determination
US4810655A (en) 1985-07-03 1989-03-07 Abbott Laboratories Method for measuring oxygen concentration
US5006314A (en) * 1986-04-18 1991-04-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Sensor and method for sensing the concentration of a component in a medium
US5196347A (en) * 1986-07-03 1993-03-23 Terumo Kabushiki Kaisha Method for measuring oxygen concentration
EP0312293A3 (en) * 1987-10-16 1990-03-14 O.C.T. Optical Chemical Technologies Limited Sensing device for analysis
US5242835A (en) * 1987-11-03 1993-09-07 Radiometer A/S Method and apparatus for determining the concentration of oxygen
US5564419A (en) * 1987-11-25 1996-10-15 Radiometer A/S Method of photometric in vitro determination of the content of oxygen in a blood sample
US5096813A (en) * 1988-07-18 1992-03-17 Massachusetts Institute Of Technology Visual indicator system
US5271073A (en) * 1990-08-10 1993-12-14 Puritan-Bennett Corporation Optical fiber sensor and method of manufacture
US5155149A (en) * 1991-10-10 1992-10-13 Boc Health Care, Inc. Silicone polyurethane copolymers containing oxygen sensitive phosphorescent dye compounds
US5580527A (en) * 1992-05-18 1996-12-03 Moltech Corporation Polymeric luminophores for sensing of oxygen
IL102948A (en) * 1992-08-26 2000-06-01 Zusman Rivka Gel-fiberglass and a method for its preparation
US5441894A (en) * 1993-04-30 1995-08-15 Abbott Laboratories Device containing a light absorbing element for automated chemiluminescent immunoassays
US5718842A (en) 1994-10-07 1998-02-17 Joanneum Reserach Forschungsgesellschaft Mbh Luminescent dye comprising metallocomplex of a oxoporphyrin
US5574288A (en) * 1995-04-17 1996-11-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for measuring residual radiation-curable monomers or oligomers
US5863460A (en) * 1996-04-01 1999-01-26 Chiron Diagnostics Corporation Oxygen sensing membranes and methods of making same
JP4118338B2 (ja) * 1996-07-22 2008-07-16 ノバルティス アクチエンゲゼルシャフト プラチナまたはパラジウムベンゾポルフィリンおよびプラチナまたはパラジウムシクロヘキセンポルフィリンの製造法、中間体およびプラチナまたはパラジウムシクロヘキセンポルフィリンを含む酸素センサー
US6190612B1 (en) * 1998-01-21 2001-02-20 Bayer Corporation Oxygen sensing membranes and methods of making same
US6254831B1 (en) * 1998-01-21 2001-07-03 Bayer Corporation Optical sensors with reflective materials
US6410255B1 (en) 1999-05-05 2002-06-25 Aurora Biosciences Corporation Optical probes and assays
US6689438B2 (en) 2001-06-06 2004-02-10 Cryovac, Inc. Oxygen detection system for a solid article
EP1465730B1 (en) 2002-01-17 2011-03-09 University College Cork - National University of Ireland, Cork An assay device and method for chemical or biological screening
US6607300B1 (en) * 2002-09-20 2003-08-19 Marcos Y. Kleinerman Methods and devices for sensing temperature and oxygen pressure with a single optical probe
US7368153B2 (en) 2002-12-06 2008-05-06 Cryovac, Inc. Oxygen detection system for a rigid container
JP2006522329A (ja) 2003-03-07 2006-09-28 ラクセル・バイオサイエンシズ・リミテッド 酸素感受性プローブ
US7534615B2 (en) 2004-12-03 2009-05-19 Cryovac, Inc. Process for detecting leaks in sealed packages
EP1869433A1 (en) 2005-04-15 2007-12-26 Luxcel Biosciences Limited Assessment of biological or chemical samples
CA2609430A1 (en) 2005-06-02 2006-12-07 Glaxo Group Limited Inductively powered remote oxygen sensor
EP1742039A1 (en) 2005-07-07 2007-01-10 F. Hoffmann-La Roche Ltd. Method for the determination of the concentration of a non-volatile analyte
US7569395B2 (en) 2006-03-13 2009-08-04 Cryovac, Inc. Method and apparatus for measuring oxygen concentration
US7749768B2 (en) * 2006-03-13 2010-07-06 Cryovac, Inc. Non-invasive method of determining oxygen concentration in a sealed package
US20070243618A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-18 Oxysense, Inc. Device and method for non-invasive oxygen sensing of sealed packages
WO2008012785A2 (en) 2006-07-24 2008-01-31 University College Cork - National University Of Ireland, Cork A probe for cellular oxygen
US7679745B2 (en) 2006-11-21 2010-03-16 Neptec Optical Solutions Time-resolved fluorescence spectrometer for multiple-species analysis
US8242162B2 (en) 2006-12-15 2012-08-14 Ohio Aerospace Institute Fluorescent aromatic sensors and their methods of use
US7849729B2 (en) 2006-12-22 2010-12-14 The Boeing Company Leak detection in vacuum bags
US20080199360A1 (en) 2007-02-16 2008-08-21 Ocean Optics, Inc. Method and composition for a platinum embedded sol gel optical chemical sensor with improved sensitivity and chemical stability
US20110136247A1 (en) * 2009-12-07 2011-06-09 Dmitri Boris Papkovsky Photoluminescent oxygen probe with reduced cross-sensitivity to humidity

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04502509A (ja) * 1988-12-22 1992-05-07 ラジオメータ・アクチセルスカベット 血液試料中の酸素含有量の光学的インビトロ測定法
JP2001509888A (ja) * 1996-12-16 2001-07-24 ザ トラスティーズ オヴ ザ ユニヴァーシティー オヴ ペンシルバニア 酸素、pH及びCO▲下2▼の臨床測定用血管内カテーテルプローブ
US20030068827A1 (en) * 2001-10-05 2003-04-10 Ocean Optics, Inc. Enhanced scattering membranes for improved sensitivity and signal-to-noise of optical chemical sensors, fiber optic oxygen sensor for real time respiration monitoring utilizing same, and method of using sensor
JP2007232716A (ja) * 2006-02-03 2007-09-13 Tokyo Institute Of Technology 試料における酸素濃度及び/又は酸素分布を測定する方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013015044; Papkovsky D B et al.: 'Biosensors on the basis of luminescent oxygen sensor: the use of microporous light-scattering suppor' Sensors and Actuators B: Chemical vol. 51, no. 1-3, 19980831, pp.137-145 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014032185A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Mocon Inc フォトルミネッセンス酸素プローブタック

Also Published As

Publication number Publication date
US20120129268A1 (en) 2012-05-24
EP2455746B1 (en) 2018-08-15
EP2455746A1 (en) 2012-05-23
CN102590188B (zh) 2016-06-15
CN102590188A (zh) 2012-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012112939A (ja) 湿度に対する交差感度を低減させた光ルミネセンス酸素プローブ
EP2336753B1 (en) Photoluminescent oxygen probe with reduced cross sensitivity to humidity
US8093055B2 (en) Calibration card for photoluminescent oxygen sensors
JP2006519381A (ja) 光学co2センサおよび一体化されたo2/co2センサ
JP2008249696A (ja) 乾式光−化学二酸化炭素センサー
US9915602B2 (en) Calibration vial and technique for calibrating a fiber optic oxygen sensing needle
Fritzsche et al. Highly sensitive poisoning-resistant optical carbon dioxide sensors for environmental monitoring
Higgins et al. Novel hybrid optical sensor materials for in-breath O 2 analysis
US8834795B2 (en) Optochemical sensor for sensing O2, and method of its preparation
KR101333844B1 (ko) 체액 결정용 시험 요소 및 측정 방법
Borisov et al. Modified dual lifetime referencing method for simultaneous optical determination and sensing of two analytes
JP2013192946A (ja) 光ファイバの被分析物検出器
Cirulnick et al. Optical oxygen sensors with improved lifetime incorporating Titania beads and polydimethylsiloxane coatings
US8658429B1 (en) Photoluminescent oxygen probe tack
US20140329332A1 (en) Device and method for rapid assay of multiple biological samples for oxygen consumption
Markovics et al. Optical ammonia sensors for environmental applications
US20150177154A1 (en) Dry laminated photoluminescent probe and method of manufacture and use
Koronczi et al. Submicron sensors for ion detection based on measurement of luminescence decay time
Bhagwat et al. Colorimetric phosphorescence measurements with a color camera for oxygen determination
US20140315239A1 (en) Tool and Method for Validating Operational Performance of a Photoluminescence Based Analytical Instrument
US9945778B2 (en) Individually and flexibly deployable target-analyte sensitive particulate probes and method of making and using

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130702

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130708

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140218