JPH07198715A - センサーの製造法及びそれにより製造されたセンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 注目のアナライトを検知するのに有用な検知
素子及びこのような検知素子の製造法を提供する。 【構成】 アナライトを検知することができるセンサー
を製造する方法であって、前記方法は、１）連続ウェブ
上に検知組成物プリカーサーを連続的に配置し、それに
より、連続のプリカーサー含有ウェブを形成させるこ
と、及び、２）前記の連続のプリカーサー含有ウェブ中
に含まれる前記検知組成物プリカーサーからアナライト
に応答する連続の検知組成物を形成させ、それにより、
検知組成物含有ウェブを製造することであって、前記の
連続検知組成物は複数の検知素子に分割されうるような
サイズであり、且つ、構造である、を含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は注目のアナライトを検知するのに
有用な検知素子及びこのような検知素子の製造法に関す
る。より詳細には、本発明は、例えば、血液のような水
性媒体中のガス、例えば、二酸化炭素、酸素等の濃度を
検知するために有用な検出素子を「大量生産」する方法
に関する。

【０００２】多くの場合に、媒体、例えば、液体媒体中
のガスの濃度、例えば、分圧を決定することは重要であ
る。１つのこのような場合は、血液中のガス、例えば、
二酸化炭素、酸素等の濃度の決定である。蛍光ベースの
センサーはリアルタイムの血液ガス検知を達成するため
に使用されてきた。例えば、蛍光ベースのセンサーはCo
operの米国特許第4,640,820 号に示されるように体外の
血液ループで使用され、そして、Lubbers らの再発行特
許第31,879号に開示のように生体内で使用されうる。

【０００３】Yafusoらの米国特許第4,824,789 号は血液
中のガス濃度を決定するために有用な検知組成物及びセ
ンサーを開示している。この特許はセンサーを形成する
ために光学繊維の光学表面上に配置されたときに有用で
ある検知組成物を開示している。この検知組成物は架橋
ポリマーの第二相中に分散した水性の第一相を含む。水
性の第一相は、染料、例えば、pH感受性染料を含む。架
橋ポリマーの第二相はガス透過性であり、且つ、イオン
不透過性であり、好ましくはシリコーンベースであり、
そして、疎水性充填剤、例えば、疎水性ヒュームドシリ
カ粒子を含む。これらの検知組成物は1 種以上の乳化増
進剤、例えば、水溶性のデキストラン及びポリビニルア
ルコールを更に含んでよい。この特許は、光学繊維の光
学表面上に検知組成物を保持するようにセンサー製造の
間に光学繊維上にテフロンスリーブを使用しうる。セン
サーは不透明なオーバーコート、例えば、カーボンブラ
ックで含漬されたセルロースをも含み、検知組成物を光
学的に孤立させる。

【０００４】血液分析用の使い捨てカセットの使用は、
患者間の汚染を排除し、そして、センサーシステムの高
価な構成部品、例えば、光学及び電気部品が直接的に血
液に晒されないようにするために、実質的に現在興味を
持たれている。1 つの使い捨てカセットは米国特許第4,
989,606 号に開示されている。

【０００５】このような使い捨てカセットは検知素子が
少なくとも部分的に配置されるインデント、ウェル又は
キャビティーを含む。検知素子は血液及び検知成分、例
えば、蛍光染料に晒され、血液中の注目のガスの濃度の
変化に応答して変化する信号を出す。カセットウェル及
び血液から離れたシグナルトランスミッター、例えば、
光学繊維はこの信号をプロセッサーに輸送し、そこで、
所望の血液のガス濃度決定が行われるように分析され
る。

【０００６】これらのカッセトの使用に関してそれ自体
に存在する問題は検知素子の特性が互いに実質的に異な
ることである。また、検知素子が現場、例えば、カセッ
トのウェル中で製造されて、又は、組み立てられたとき
に、検知素子が固定される前、例えば、カセットに接合
される前に検知素子をスクリーニングする機会がない。
このため、規格外の検知素子はカセット中に含まれる可
能性があり、そして、異なる血液成分用の多くの他の検
知素子をしばしば含んだ組み立てられたカセットを試験
した後になってはじめて非規格であると決定される。こ
の時、全体のカセットは捨てられなければならず、かな
りの浪費及びコストとなる。

【０００７】新規の検知素子、及び/ 又は、特にこのよ
うなカセット中での使用のための検知素子を製造する新
規の方法を提供することは明らかに有利である。

【０００８】血液のような媒体中のアナライト、例え
ば、二酸化炭素、酸素等のようなガスを検知するために
有用な新規の検知素子及び検知素子の製造法が開示され
る。本検知素子は実質的な利益を提供する。例えば、こ
れらの素子は実質的に均一な特性を有するように製造さ
れ、その後、それらが最終のセンサーホルダー又は留め
具に固定される前に、製品規格への適合性を確保するた
めに試験され、又はスクリーニングされることができ
る。この特徴は、信頼性があり、そして、一貫性がある
アナライト検知結果を提供する高品質センサーを製造す
るために必要なコスト及び時間を減じる。更に、本検知
素子は、好ましくは、センサーホルダー又は留め具中に
個々の検知素子を含むときに、使用するのが非常に便利
な形で製造される。検知素子を製造するためのこの方法
は直接的であり、比較的実施が容易であり、そして、同
一ではないにしても非常に似通った検知特性を有する多
くの検知素子を非常に効果的に大量生産する。生じる規
格外の検知素子の相対量は減じられ、そして、検知素子
は他のセンサー成分とともに入れられる前に試験され又
はスクリーニングされるために、規格外の検知素子を製
造するコストは更に減じられる。更に、本検知素子の大
量生産において達成される均一性のために、検知素子の
試験の量が大幅に低減されることができ、そのため、最
終の検知素子の品質に悪影響を与えることなく、更にコ
ストを下げることができる。

【０００９】本発明の1 つの広い態様において、アナラ
イトを検知するように調整されたセンサーを製造する方
法が提供される。このような方法は、連続ウェブ上に検
知組成物プリカーサーを配置し、好ましくは、連続的に
配置し、そして、ウェブ上の検知組成物プリカーサーか
らアナライトに応答する検知組成物を形成させることを
含む。特に有用な態様において、連続の検知組成物は、
検知組成物プリカーサー含有ウェブに含まれた検知組成
物プリカーサーから形成され、それは、複数の検知素子
中に分割されるようにサイズにされ、そして構成され
る。連続ウェブは好ましくはポリマー材料から製造され
る。1 つの態様において、検知組成物プリカーサーは、
注目のアナライトに応答する検知成分及びポリマープリ
カーサーを含む。上記の形成工程は好ましくは、例え
ば、光活性化される、例えば、紫外線活性化される重合
触媒成分を使用することにより、このポリマープリカー
サーを重合させることを含む。検知組成物は、好ましく
は媒体、例えば、血液のような水性媒体中のガス、例え
ば、二酸化炭素、酸素等の濃度を検知するために有用で
ある。

【００１０】連続ウェブ上に検知組成物プリカーサーを
連続的に配置することは、実質的な利点を提供する。例
えば、検知組成物プリカーサーの実質的に均一なコーテ
ィングは、ウェブ材料の比較的小さな個々のシートのコ
ーティングによるようなバッチ型の方法でウェブ上にプ
リカーサーを配置するのと比較して、より容易に、制御
性をもって、そして信頼性をもってウェブ上に連続的に
配置されうることが分かった。更に、この連続法を使用
して非常に多数の個々の検知素子が単一の「運転」で製
造されうるので、バッチ型加工により得られる個々のシ
ート／シートの固有変動性及び不利な変動性が避けられ
る。また、連続加工の間、特に運転の初期に調整が容易
に行え、所望の品質の検知組成物/ ウェブが達成され
る。

【００１１】連続ウェブは好ましくは、検知組成物の連
続ウェブへの接着を向上させるために処理され又はコー
トされ、そのように処理されていない又はコートされて
いない同一の連続ウェブへの検知組成物の接着と比較し
て向上させる。このような処理は次の1 つ以上を含みう
る。連続ウェブにプラズマ処理を施すこと及び連続ウェ
ブにコロナ放電処理を施すこと。連続ウェブ上の接着性
を向上させるコーティングは下塗り剤等の材料を含みう
る。

【００１２】更なる特に有用な態様において、本方法
は、検知組成物が連続ウェブ及び不透明なフィルムの間
に位置するように、検知組成物上に連続の不透明なフィ
ルムを形成させること又は提供することを含む。別に
は、上記に示した連続ウェブは連続の不透明なフィルム
であることができる。この不透明なフィルムは検知組成
物と結合される前に形成されてよく、又は、それは検知
組成物上に現場で形成されてもよい。連続な不透明なフ
ィルムは検知されようとするアナライトに対して透過性
である。このような不透明なフィルムは、連続ウェブ/
検知組成物複合材構造からできた最終の検知組成物が光
学的に独立され、例えば、より一貫した検知信号が提供
されるように反射及び/ 又は光学的な障害物を減じ、そ
して、究極的にセンサーの精度を向上し、又は促進する
ような用途で特に有用である。

【００１３】更なる有用な態様は、本方法が連続ウェブ
上に連続の接着性部材又は層を配置し、それにより連続
ウェブが連続の接着性部材及び検知組成物の間に配置さ
れることを含むということを提供する。連続の接着性部
材は、好ましくは、感圧接着剤組成物から選ばれた接着
剤を含む。好ましい態様において、連続の接着性部材は
接着剤組成物及び接着剤組成物と接触した剥離膜又はラ
イナーを含む。この連続の接着性部材は接着剤組成物が
連続ウェブと接触する、好ましくは直接的に接触するよ
うに配置される。別には、上記に記載の検知組成物は連
続の接着性部材であることができる。

【００１４】一度、検知組成物含有の連続ウェブが製造
されると、複数の個々の検知素子は、例えば、この材料
から切断されて形成されることができる。複数の検知素
子の各々は検知組成物層( 連続の検知組成物による) を
含む。検知素子の各々はウェブ層( 連続ウェブによる)
を含むことができ、又は、連続ウェブの部分を含まない
ことができる。例えば、検知組成物含有ウェブが形成さ
れた後に、ウェブは検知組成物から物理的に剥がされ、
溶解され、又はさもなければ除去されてよく、このよう
にして、究極的に形成された検知素子がウェブ部分又は
層を含まなくできる。有用な態様において、検知素子の
各々は不透明の層( 連続不透明フィルムによる) 、検知
組成物層( 連続ウェブ及び連続不透明フィルムの間に位
置する検知組成物による) 及びウェブ層( 連続ウェブに
よる) を含む。一度、個々の検知素子が形成されると、
このような素子の各々はセンサーホルダー又は留め具、
例えば、センサーカセットのキャビティー又はインデン
ト中に固定される、好ましくは接着固定されることによ
り使用されうる。

【００１５】連続の接着性部材が検知組成物含有ウェブ
中に含まれるならば、それから製造された各々の検知素
子は、検知組成物層、ウェブ層及び接着剤組成物層( 連
続の接着性部材による) 、並びに、好ましくは不透明な
層を含む。もし剥離膜が使用されるならば、それは、複
数の検知素子の形成の間に実質的に無傷で残ることが好
ましい。この態様において、個々の検知素子が形成され
た後に、非検知素子材料、即ち、製造された複数の検知
素子のいずれにも含まれない材料は好ましくは無傷の剥
離膜から除去される。得られた構造、即ち、複数の個々
の検知素子上に配置された無傷の剥離膜又はライナーは
特に有用で、且つ、便利な検知素子の源である。例え
ば、1 個以上の個々の検知素子がランダムに選択され
て、このような個々の検知素子が製品規格内にあるかど
うかを決定するために試験されることができる。このよ
うな規格が適合するならば、個々のガス検知素子を形成
する本方法の性質から、剥離膜上の全ての他の個々の検
知素子も製品規格に適合することが実質的に保証され、
そして更なる試験なしに使用されうる。個々の検知素子
を非常に便利に剥離膜上に配置させることにより、個々
の検知素子が剥離膜から取り外され、そして、所望なら
ば個々のセンサー留め具中に配置される。このことは、
結果的に、センサー素子を含む最終のセンサーを製造す
るコストを低減する。

【００１６】例えば、本明細書中に記載のように光活性
化重合触媒成分を含む検知組成物プリカーサーは、本発
明の範囲に含まれる。検知組成物含有ウェブも本発明の
範囲に含まれる。このような構造は、連続ウェブ、及
び、検知されようとするアナライトに応答し、且つ、連
続ウェブ上に配置された連続の検知組成物を含む。連続
ウェブ及び連続の検知組成物は本明細書中、別の箇所に
記載される通りである。この検知組成物含有ウェブは明
細書中に記載の方法により製造されうる。更に、例え
ば、連続の剥離膜を含む個々の検知素子の源、及び個々
の検知素子は、本明細書の他の箇所で記載のように、本
発明の範囲に含まれる。

【００１７】個々の検知素子が製造され、そして、それ
が製品規格に適合することが決定された後、それはセン
サーホルダー又は留め具に、好ましくは、センサーホル
ダー中に配置された開放末端のキャビティー又はウェル
中に少なくとも部分的に固定される。検知素子がモニタ
ーされる媒体に晒されるように、検知素子は好ましくは
配向されている。このように、検知素子及びセンサーホ
ルダー又は留め具を含むセンサーは、所望のように、検
知用途、血液中のガス濃度のモニターで直ぐに使用でき
る。

【００１８】本発明のこれら及び態様は次の詳細な記載
及び請求項に、特に添付の図面との組み合わせで考えて
示される。図面中、同様の部分は同様の参照番号を有す
る。

【００１９】1 つの重要な態様において、本発明は、血
液のような液体媒体中のガスのようなアナライトを検知
するのに有用である、個々の検知素子、例えば、個々の
ガス検知素子、例えば、二酸化炭素検知素子、酸素検知
素子等を含むセンサーを製造する方法に関する。

【００２０】センサーを製造するための本発明の方法は
特に図1 を参照して記載され、そして、形成された層状
の複合材、複合材構造及び個々の検知素子は特に図5 、
6 及び7 を参照して記載される。

【００２１】図1 に示したセンサーを製造する本方法の
態様は、一連の工程を含み、各工程は図1 の異なるボッ
クスで表される。これらの工程の各々を以下に詳細に議
論する。しかし、端的には、本発明の態様は次の工程を
含む。図1 の2 に一般的に示された、本方法の初期の部
分において、検知組成物プリカーサーは連続ウェブ上で
形成され、そして配置され、例えば、コートされる。連
続の検知組成物はプリカーサーから形成され、そして、
複数の個々の検知素子に分割されうるようなサイズにさ
れ、構造にされる。検知組成物プリカーサーはしばし
ば、連続の検知組成物を形成するにあたって、硬化され
た、即ち、重合され、及び/ 又は架橋されたポリマープ
リカーサーを含む。連続の不透明なフィルムが配置さ
れ、例えば、適用され、又は形成され、このようにし
て、このフィルムは連続の検知組成物上に配置され、そ
して、検知組成物は不透明フィルム及び連続ウェブの間
に配置され、それにより、連続ウェブ/ 不透明フィルム
複合材が形成される。この複合材は図5 の8 に示され
る。個々の検知素子は複合材8 から形成され、好ましく
は2つの択一的なアプローチのうちの片方を使用して形
成される。

【００２２】図1 の4 に一般的に示される1 つの態様に
おいて、個々の検知素子は連続ウェブ/ 検知組成物/ 不
透明フィルム複合材8 から形成される。この形成は、複
合材8 を切断すること又はさもなければ分割することを
含み、それにより個々の検知素子10を形成し、それらの
各々はウェブ層12( 連続ウェブによる) 、検知素子層14
( 複合材中の連続の検知組成物による) 及び不透明層16
( 連続不透明フィルムによる) を含む。これらの個々の
検知素子が満足できる、例えば、製品規格に適合するこ
とを決定するために試験し、及び/ 又はスクリーニング
した後、これらの素子をセンサーホルダー又は留め具、
例えば、センサーカセット中のキャビティー又はインデ
ントに固定される。上記に記載のように配置された個々
の検知素子は使用される状態である。

【００２３】図6 の6 で一般的に示される別の態様にお
いて、接着剤組成物を含み、好ましくは感圧接着剤組成
物(PSA) を含む接着剤組成物層は、ウェブ/ 検知組成物
/ 不透明フィルム複合材の連続ウェブ上に配置される。
連続ウェブが接着層及び連続の検知組成物層の間にある
ように配置された、この接着層は好ましくは剥離ライナ
ー上に配置される。このように、図7 の20に一般に示さ
れるように、付加複合材が形成され、ここで、接着層は
剥離ライナー及び連続ウェブの間に配置される。このよ
うに、付加複合材20は剥離ライナー22、接着剤層24、連
続ウェブ26、連続の検知組成物28及び連続不透明フィル
ム30を含む。

【００２４】この付加複合材20は剥離ライナー22上に配
置された個々の検知素子32を形成するように「変換」さ
れる。この「変換」又は「個々の検知素子形成」工程は
剥離ライナー22上に配置された付加複合材を個々の検知
素子32に切断し、又は分割することにより達成され、剥
離ライナーはこの工程で無傷のままである。これらの検
知素子32の各々は接着剤組成物層34( 接着層24による)
、ウェブ層36( 連続ウェブ26による) 、検知組成物層3
8( 連続の検知組成物28) 及び不透明層( 不透明フィル
ム30による) を含む。検知素子32のいずれにも含まれて
いない材料42は剥離ライナー22から取り外される。残り
の構造、即ち、剥離ライナー22を含む個々の検知素子32
は個々の検知素子の非常に便利な源である。このよう
に、個々の検知素子32が許容される品質であることを決
定する試験及び/ 又はスクリーニングをした後、それら
は個々に剥離ライナー22から取り外され、そして、セン
サーホルダー又は留め具、例えば、センサーカセット中
のキャビティー又はインデントに固定されることがで
き、これにより、接着層はセンサーホルダー又は留め具
と接触する。この方法において、個々の検知素子はセン
サーホルダー又は留め具に接着固定されて、そして、使
用されうる状態になる。

【００２５】ここで、より詳細に、本方法、及び、そこ
で使用される複合材、検知素子及び材料は次の通りであ
る。

【００２６】検知組成物プリカーサーは形成され、又は
さもなければ提供される。このようなプリカーサーは、
連続ウェブ上に適用されるのに、好ましくは連続コーテ
ィングとして、より好ましくは実質的に連続の均一のコ
ーティングとして適用されるのに有用であり、また、ウ
ェブ上で、まもなく有用な連続の検知組成物へと反応
し、又はさもなければ転化し、又は変換する。この検知
組成物及び好ましくは検知組成物プリカーサーは注目の
アナライトに応答し、そしてそれを示す信号を提供する
検知成分の有効量を含む。検知組成物プリカーサーは好
ましくは、得られる検知組成物が注目のアナライトに透
過性であるようなものである。

【００２７】あらゆる適切なこのような検知組成物プリ
カーサーが使用されてよいが、特に有用な態様におい
て、組成物プリカーサーは検知成分及びポリマープリカ
ーサーを含み、このポリマープリカーサーは検知組成物
の一部分であるポリマー材料のプリカーサーである。

【００２８】検知組成物のポリマー材料はモニターされ
ようとする媒体中の注目のアナライト、好ましくはガス
に対して透過性であり、そして、好ましくは、光信号が
アナライトを検知するのに使用されるときに、使用する
光の波長に対して透過性又は透明である。更に、検知組
成物が二酸化炭素を検知するのに使用されるならば、こ
のポリマー材料は好ましくはイオン及び液体の水に不透
過性である。例えば、検知成分が分散水性液体中に溶解
されるならば、好ましくは、水性液体は緩衝剤を含み、
緩衝剤のイオン濃度は好ましくは実質的に一定に保た
れ、それにより、検知組成物は媒体中の注目のアナライ
トの二酸化炭素の濃度に応答して一定の信号を提供す
る。

【００２９】あらゆる適切なポリマー材料は本ガス検知
組成物に使用されてよいが、但し、ポリマー材料は本シ
ステムの機能又はモニターされる媒体に実質的な悪影響
を有しない。実質的なガス及び光透過性並びに水不透過
性のために、シリコーンベースのポリマー材料は好まし
い。より好ましくは、架橋したシリコーンベースのポリ
マー材料は使用される。注目のアナライトが二酸化炭素
又は酸素であるときに、ポリマー材料は好ましくは架橋
したポリジメチルシロキサン又はポリジメチルシロキサ
ンのコポリマーである。

【００３０】ポリマー材料のプリカーサーであるポリマ
ープリカーサーは1 種以上のモノマー、プレポリマー及
びそれらの混合物から選択されうる。1 つの態様におい
て、ポリマープリカーサーはビニル/ ヒドリド付加硬化
ポリシロキサンポリマーのプリカーサーである。特に有
用なポリマープリカーサーは、例えば、二酸化炭素又は
酸素が注目のアナライトであるときに、ビニル末端ジメ
チルシロキサンである。ポリマー材料が架橋されようと
するならば、架橋剤はポリマープルカーサー中に含まれ
る。このような架橋剤は、好ましくは、1 分子当たり少
なくとも3 個の官能基を含む化合物であって、ポリマー
プリカーサー及び/ 又は部分的に重合した中間体と反応
して、例えば、ポリマー鎖の間でポリマー材料中に架橋
を形成しうる化合物である。特に有用な架橋剤は、特に
ポリマープリカーサーがビニル末端ジメチルシロキサン
を含むときには、メチルヒドロ- ジメチルシロキサンコ
ポイマーである。

【００３１】1 種以上の触媒はポリマー材料の重合によ
る形成を促進するために使用されうる。1 つの個のよう
な触媒は白金である。触媒を含む検知組成物プリカーサ
ーは、触媒成分が重合を促進するのに充分な高温に晒さ
れて、又は受けてよい。このような高温は周囲温度(22
℃) より高く、好ましくは約40〜約100 ℃の範囲又はそ
れ以上である。使用される触媒成分の量は所望の重合度
を促進するために充分な量である。勿論、触媒成分は本
システムの機能又はモニターされる媒体に実質的な悪影
響を与えないべきである。本明細書中に使用されるとき
に、「重合」又は「重合性」という用語は1 種以上の化
学反応に関連し、架橋剤を含み、それによりポリマー材
料が形成される。

【００３２】有用な態様において、触媒成分は、上記に
示すように、1 種以上の要因、例えば、光エネルギー、
好ましくは可視光エネルギー及び紫外線光エネルギー及
び/又は高温に晒されたときに、活性化される( 例え
ば、ポリマープリカーサーの重合を促進する) ように、
例えば、光活性化されるように選択される。このような
「要因」で活性化される触媒の実質的な利点は、架橋剤
を含むポリマープリカーサーは製造され、そして、プリ
カーサーを「活性化要因」に晒すことを避けることによ
り比較的長くそのまま保存されうることである。このよ
うに、本センサーを製造するときの1 つの重要なプロセ
ス変数、即ち、ポリマープリカーサーが重合されるとき
の時間は、ポリマープリカーサーの自発重合を理由とし
た厳しい生産スケジュールに従う必要性が有利に減じら
れるように制御されうる。ポリマープリカーサーを重合
させることが望まれるときに、プリカーサーは「活性化
要因」に単純に晒される。特に有用なクラスの「要因活
性化」触媒は、光エネルギーにより活性化され、そし
て、充分な量の光エネルギーにより活性化された後にポ
リマープリカーサーを部分重合するために有効であり、
そして、高温に晒されたときにも部分重合したポリマー
プリカーサーの重合を更に促進するために有効であるも
のである。

【００３３】あらゆる適切な「要因」活性化触媒は本発
明において使用されてよいが、このような触媒は本シス
テムの機能又はモニターされる媒体に実質的な悪影響を
与えない。光活性ヒドロシリル化触媒系は特に有用であ
る。特定の白金族金属含有材料は本発明での使用に非常
に有用な「要因活性化」触媒である。多くのこのような
触媒成分はDrahnak らの米国特許第4,510,094 号及び第
4,530,879 号及び第4,600,484 号並びにBoardmanらの米
国特許第4,916,169 号に開示されている。特定の例はシ
クロペンタジエニルトリメチル白金、その誘導体及びそ
れらの混合物を含み、特に、可視光エネルギー又は紫外
線光エネルギーにより活性化された後に、高温で更なる
有効な触媒活性を提供するものを含む。ポリマープリカ
ーサーの重合を促進するために光エネルギー及び高温を
組み合わせて使用すると、光エネルギーのみが使用され
る系と比較して、より急速で、及び/ 又は、より完全に
重合が起こりうる。

【００３４】別には、シリコーンベースのポリマー材料
は、錫誘導体のような触媒を使用して、シラノール末端
シリコーンがアルコキシルシランで架橋される縮合重合
反応を通して形成されうる。

【００３５】充填剤は、分散した水性液体を含む本ガス
検知組成物中に含まれてよく、そして好ましくは含まれ
る。このような充填剤は検知組成物中の分散した水性液
体の安定性を向上させるように作用する。あらゆる適切
な充填剤は使用されうるが、但し、本システムの機能又
はモニターされる媒体に実質的な悪影響を与えない。1
つの態様において、充填剤は疎水性を有する。このよう
な充填剤は好ましくはガス検知組成物中に存在するポリ
マー材料の量を基準として、約1 〜約20重量%の量で存
在する。特に有用な充填剤は疎水性のヒュームドシリ
カ、例えば、粒子の形でヒュームドシリカである。

【００３６】使用のために選択される検知成分はモニタ
ーされる媒体中のアナライト、例えば、注目のガスの濃
度の変化に応答して変化する信号を提供するために有効
であるものである。検知成分は好ましくは光学指示薬、
例えば、蛍光指示薬及び吸収指示薬、特に蛍光指示薬で
ある。

【００３７】二酸化炭素の検知において、使用されうる
吸収指示薬の例はクロロフェニルレッド、ブロモクレゾ
ールパープル、ニトロフェノール、ブロモチモールブル
ー、ペナクローム、フェノレッド等を含む。二酸化炭素
の有用な蛍光指示薬はヒドロキシピレン3,6,8-トリスル
ホン酸を含み、それはここでHPTSと呼ばれ、又はヒドロ
キシピレントリスルホン酸誘導体、例えば、HPTSの塩、
β- メチルウンベリフェロン、フルオレセイン等を含
む。より好ましい検知成分は、特に血液中の二酸化炭素
濃度を検知するために検知成分は、HPTS、HPTS誘導体及
びそれらの混合物から選択される。HPTSのアルカリ及び
アルカリ金属塩は有用なHPTS誘導体である。

【００３８】酸素濃度検知において、蛍光指示薬の例は
1 種以上の多環芳香族化合物、多環芳香族化合物の誘導
体等を含む。このような多環芳香族化合物の例はデカサ
イクレン、ベンゾ-ghi- ペリレン及びコロネンを含む。
酸素指示薬はこのような多環芳香族化合物の第三級ブチ
ル誘導体の混合物を含んでよい。このような指示薬はYa
fusoらの米国特許第4,849,172 号により完全に記載され
ている。

【００３９】酸素指示薬は、例えば、モニターされる媒
体中に浸出しないように、検知組成物中に含まれたポリ
マー材料又はマトリックス材料と共有結合されていてよ
い。このような共有結合は好ましくは、反応性基を含む
酸素指示薬であって、ポリマーマトリックス材料のプリ
カーサーのうちの1 成分中に存在する反応性基、好まし
くは異なる反応性基と反応する反応性基を含む酸素指示
薬を提供することにより達成される。このように、ポリ
マーマトリックス材料の形成の間に、上記の反応性基
は、マトリックス材料に酸素指示薬を共有結合させるよ
うにも反応する。特に有用な酸素指示薬成分は、官能性
の炭素- 炭素不飽和を有する反応性基のような反応性基
を含むように誘導された上記の多環芳香族化合物を含
む。このような化合物のビニル誘導体は優れた結果を提
供する。

【００４０】使用される検知成分の量は、注目のアナラ
イトが信頼できて正確に決定されうるように充分に強い
信号を提供するような量である。

【００４１】水性液体を含む本検知組成物プリカーサー
及び検知組成物、例えば、二酸化炭素の検知に有用なも
のは、好ましくは少なくとも1 種の分散剤をも含む。こ
のような薬剤はポリマー材料の形成前に検知組成物プリ
カーサー中に分散した水性液体を保持することを促進す
るように作用する。

【００４２】あらゆる適切な分散剤は使用されうるが、
但し、本システムの機能又はモニターされる媒体に実質
的な悪影響を与えない。分散剤の例は水溶性デキストラ
ン、ポリビニルアルコール、ポリ( エチレンオキシド)
、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシアルキルセルロ
ース等の材料を含む。使用される分散剤の量は、例え
ば、使用される特定の分散剤、ポリマープリカーサー及
び充填剤により変化しうる。1 つの態様において、存在
する分散剤の量は使用される総水性液体の重量基準で約
1 〜約40% の範囲である。

【００４３】二酸化炭素検知組成物のためのプリカーサ
ーは次のように製造されうる。二酸化炭素検知成分は大
量の液体の水中に溶解し、水性液体を形成する。望むな
らば、緩衝剤及び/ 又は分散剤もこの水性液体中に溶解
されてよい。ポリマープリカーサー、及び、望ならば、
充填剤成分及び重合触媒の所望の量が水性液体と混合さ
れる。1 種以上の架橋剤はこの点で存在しても又はしな
くてもよい。

【００４４】得られた混合物は、例えば、機械ホモジナ
イザーにおいて強い攪拌を受けて水性液体を分散し、分
散混合物を形成する。この攪拌後、分散した水性液体を
含む分散混合物は、例えば、約1 〜約24時間又はそれ以
上のオーダーで、使用される状態で一定の時間保存され
うる。

【００４５】あれば架橋剤、及び、まだ存在しないなら
ば重合触媒は分散混合物中に加えられる。これはゆっく
りと分散混合物中で攪拌されて検知組成物プリカーサー
を形成する。

【００４６】検知組成物プリカーサーが製造され、そし
て、脱気された後、それはある量で連続ウェブの片面上
に配置され、好ましくは連続的に配置される。1 つの態
様において、連続ウェブは透明であり、及び/ 又は、検
知されようとするアナライトに実質的に不透過性であ
る。このプリカーサーは好ましくは連続ウェブ上に実質
的に均一の厚さ及び組成の連続コーティング又はシート
として存在する。上記に述べたように、ウェブ上に連続
的にプリカーサーを配置することは実質的な検知素子製
造の利益を提供し、そして、究極的に、信頼できてコス
ト的に有効に高品質の検知素子を製造する。1 つの有用
な態様において、ウェブ上へのプリカーサーの連続の配
置は、塗布装置の静止したアウトレット付近に好ましく
は一定の速度で連続ウェブを通過させ又は移動させるこ
とにより達成される。ここで、プリカーサーはアウトレ
ットを通してウェブに提供される。

【００４７】連続ウェブ上に検知組成物をを配置する、
好ましくは連続的に配置するために有効な他の塗布方法
は使用されてよい。多くの塗布方法が従来からあり、コ
ーティング業界でよく知られる。このような方法の例は
ロールコーティング; ブラッシュコーティング; ナイフ
コーティング、例えば、フローティングナイフを使用し
たコーティング、エアナイフコーティング、ナイフオー
バーブランケットコーティング及びナイフオーバーロー
ルコーティング; ブレードコーティング; ロッドコーテ
ィング; ディップコーティング; スクイーズロールコー
ティング; レベルオンコーティング; キッスコーティン
グ; グラビアコーティング; リバースロールコーティン
グ; カーテンコーティング；押出しコーティング; スロ
ットオリフィスコーティング; カレンダーコーティン
グ; プレキャストコーティング; キャストコーティン
グ; スプレーコーティング; 微細化; 真空コーティン
グ; スパッタリング等を含む。検知組成物プリカーサー
は好ましくは連続ウェブ上に連続的に配置され、又はコ
ートされるので、塗布法は、ウェブがプリカーサーでコ
ートされるときに、より好ましくはプリカーサーの静止
源からコートされるときに、ウェブが動いているように
選択されることは好ましい。この「移動ウェブ」型の方
法は塗布操作の容易で有効な制御を提供し、それにより
実質的に均一の比較的に長い、例えば、少なくとも約2
フィート又は少なくとも約5 フィートから約20フィート
又は約50フィートの長さのコーティングの連続ウェブが
達成される。

【００４８】連続ウェブは塗布のために通過する前に、
ロール上に配置され又はロールの形で存在することがで
きる。連続の検知組成物がプリカーサーコーティングか
ら形成された後、検知組成物を含むウェブは次のプロセ
ス工程に準備してロール上に配置され、又はロールの形
に維持されうる。更に、ここに記載の他の中間体製品は
工程の間にロール上に配置され、又はロールの形に維持
されうる。

【００４９】酸素検知組成物のためのプリカーサーは二
酸化炭素検知組成物プリカーサーと幾分類似の方法で製
造されるが、水性液体は使用されず、有機溶剤は使用さ
れて、検知成分と混合されてポリマープリカーサーとな
る。1 つの態様において、連続ウェブ( 及び個々の検知
素子のウェブ層) は透明であり、そして好ましくは、少
なくとも比較的にアナライト又はガス不透過性である。
このように、連続ウェブ及びウェブ層は、信号、好まし
くは光信号が検知成分から通過することができる材料か
ら製造される。この連続ウェブ及び連続層に特に有用な
構造材料はポリマー材料、例えば、ポリエステル、ポリ
カーボネート、制限するわけではないが、ポリエーテル
スルホン及びポリフェニルスルホンを含むポリスルホ
ン、ポリビニリデンフロリド、ポリメチルペンテン等を
含む。別の態様において、連続ウェブは明細書の別の箇
所で記載のように、連続の不透明フィルムを含む。この
態様において、連続ウェブ( 及び個々の検知素子のウェ
ブ層) は明細書の別の箇所で記載のように、連続不透明
フィルム( 及び個々の検知素子の不透明層) としての構
造及び機能を有する。この態様において、個々の検知素
子はセンサーホルダー又は留め具に固定され、これによ
り、不透明層は検知素子のある程度の光学的な孤立を提
供する一方、同時に、媒体中のアナライトの濃度を示す
信号が検知組成物層により有効に提供されることができ
る。

【００５０】更なる態様は検知素子の製造を含み、その
各々は連続ウェブ部分を全く含まない、即ち、ウェブ層
を含まない。例えば、一度、検知組成物含有ウェブが形
成されると、連続ウェブはこの検知組成物含有ウェブか
ら除去されてよい。このような除去は連続の検知組成物
からのウェブの物理的に引き剥がすこと、検知組成物含
有ウェブを選択された溶剤に晒して連続ウェブを溶解さ
せること及び/ 又は1種以上の他のウェブ除去工程を含
む。ウェブの除去において検知組成物の損傷を避けるよ
うに注意を払わうべきである。連続の検知組成物に悪影
響を与えないでウェブを除去するために水が使用される
ように、例えば、ポリビニルアルコール等のような水溶
性のウェブ材料を使用することは有利であろう。

【００５１】各々の個々の検知素子は、好ましくは、実
質的に相互に平行である、素子の厚さにより間隔の開い
た、向かい合った末端表面を含む。各々の検知素子は、
好ましくは、ここに記載のセンサーホルダー又はカセッ
トのキャビティー又はインデント中に少なくとも部分的
にフィットするように形状され、そして、好ましくは、
片側の末端表面はセンサーホルダーのキャビティー又は
インデントの開末端に対して壁に面している。本発明に
より製造された各々の個々の検知素子は、全くの円筒形
の形状を有することができ、そして好ましくはその形状
を有する。1 つの態様において、ウェブ層は約0.0025cm
〜約0.254cm の範囲の厚さ、及び、好ましくは約0.127c
m 〜約1.27cmの範囲の直径を有する。個々の検知素子は
好ましくは同様の直径を有する。

【００５２】検知素子がウェブ層を含むならば、連続ウ
ェブは好ましくは、ウェブ及びプリカーサー( 及び得ら
れた検知組成物) の間の接着を増進させるために処理さ
れ、又はコートされ、ウェブのそのような処理又はコー
トなしの同一のウェブ及びプリカーサー( 及び得られた
検知組成物) の間の接着のレベルと比較して向上され
る。この処理又はコーティングは本システム及びモニタ
ーされる媒体に悪影響のないように選択されるべきであ
る。連続ウェブは1 種以上のプラズマ及び/ 又はコロナ
放電及び/ 又は他の表面変性技術に晒されて、この向上
した接着能を得ることができる。

【００５３】特に有用な態様において、連続ウェブは、
ウェブ及びプリカーサー( 及び得られた検知組成物) の
間の接着を増進させるために有効な量の接着性向上成分
でコートされ、接着性向上成分なしの同一のウェブ及び
プリカーサー( 及び得られた検知組成物) の間の接着レ
ベルよりも増加される。有用な接着性向上成分の例は下
塗り剤成分、カップリング剤等を含み、それらの多くは
市販されている。この例は、例えば、Van Ooijらの米国
特許第5,204,219 号に記載のもののように、無機酸化物
粒子及び両官能性(ambifunctional)シランの混合物を含
む。本発明での使用に非常に有用な接着性向上成分は、
水、シリカ粒子及びアミノプロピルトリエトキシシラン
を含む水性混合物でウェブをコートすることにより得ら
れる。

【００５４】別には、ウェブは、向上した接着性を提供
するように予備処理され、又は予備塗布された材料、例
えば、Hoechst CelaneseによりHostaphane SA の商標で
販売される製品から得られる。

【００５５】連続ウェブ上に配置された検知組成物プリ
カーサーは連続の検知組成物に変換又はさもなければ転
化される。好ましく、この検知組成物プリカーサーがポ
リマープリカーサーを含むときに、この形成工程は架橋
を含むポリマープリカーサーの重合を含む。この検知組
成物形成工程は好ましくはウェブ及び本システムの他の
成分に実質的に悪影響を与えることなく検知組成物を形
成するために有効な条件で行われる。可視光又は紫外線
光及び/ 又は明細書中に記載の温度、好ましくはおよそ
周囲温度(22 ℃) 又はそれ以上の温度の範囲の温度はし
ばしば、架橋したシリコーンポリマー含有検知組成物を
形成する好ましいシリコーンポリマープリカーサーを硬
化させるために非常に有効である。

【００５６】検知組成物プリカーサーが連続の検知組成
物を形成するように加工された後、不透明の材料の連続
フィルムは好ましくは連続検知組成物上に配置され、例
えば、適用され又は形成され、それは検知組成物が連続
ウェブ及び不透明フィルムの間に配置されるように行わ
れる。この不透明フィルムは本発明の個々の検知素子の
不透明層に由来する材料を含む。この不透明フィルムは
孔質フィルムの形であってよく、但し、それは充分な不
透明性を有し、そして、不透明フィルムとしてここに記
載のように機能するための他の特性を有する。

【００５７】不透明フィルム及び不透明層はアナライト
透過性、好ましくはガス透過性である材料から製造され
る。この不透明層は検知組成物層の実質的な程度の光学
的孤立を提供するように作用する。この光学的孤立は、
ここに記載のように、分析用に検知成分から実質的に焦
点され又は送られた信号の提供を促進する。究極的に、
このような光学的孤立はしばしば、本検知素子を使用し
て得られる濃度決定の正確さ及び信頼性を増加させるこ
とになる。不透明層はモニターされる媒体中の注目のア
ナライトに対して自由に透過性であるべきである。この
不透明層のアナライト透過性は、媒体からの注目のアナ
ライトを検知組成物と接触させ、そして検知成分と相互
作用させることができる。この不透明層は好ましくは不
透明剤と混合したポリマーから製造される。

【００５８】あらゆる適切なポリマーはこの有用な不透
明層中に含まれてよいが、但し、ポリマーは本システム
の機能及びモニターされる媒体に悪影響を与えない。選
択されるポリマーは好ましくは、本方法及び検知素子に
有用であるように充分な構造一体性及び耐久性を有する
比較的に薄いフィルムを提供する。1 つの態様におい
て、不透明フィルムはフッ素含有ポリマー、好ましく
は、ポリフルオロハイドロカーボン、ポリフルオロカー
ボン及びそれらの混合物から選択されたポリマー、特
に、ポリテトラフルオロエチレンを含む。

【００５９】予備形成された不透明フィルムは連続の検
知組成物に適用されることができるが、1 つの特に有用
な態様において、不透明フィルムは検知組成物上に現場
で形成される。このように、不透明フィルム及び不透明
剤中に含ませるポリマーのプリカーサー成分を含む混合
物は、検知組成物に適用され、又は、配置( コート)さ
れ、好ましくは連続的に配置される。この適用された混
合物は重合され、例えば、硬化されて不透明フィルムを
形成する。不透明フィルムを形成するこの方法は実質的
な利点を提供し、例えば、検知組成物に強固に固定され
た、実質的に均一の厚さを有する不透明フィルムを提供
する。検知組成物に混合物を適用するために連続工程を
使用することは、ここに記載のように、更なる利点を提
供し、その多くは連続ウェブ上に検知組成物プリカーサ
ーを連続的に配置することにより達成される利点と同様
又は類似である。

【００６０】不透明フィルム中に含まれるポリマーの化
学組成は検知組成物のポリマーマトリックス材料のそれ
と同一であっても、又は、異なっていてもよい。非常に
有用な態様において、不透明フィルム中に含まれるポリ
マーはシリコーンベースのポリマーであり、好ましく
は、このようなポリマーは検知組成物中に含まれるシリ
コーンベースのポリマーマトリックス材料と同様の、又
は更には実質的に同一の化学組成を有する。不透明フィ
ルム中でのシリコーンベースのポリマー材料の使用は、
より高速の応答時間を有利に有する検知素子及びセンサ
ーとする。1 つの態様において、不透明フィルムは、ビ
ニル/ ヒドリド付加硬化ポリシロキサンポリマーを含
む。不透明フィルム中へ含ませる有用なポリマーの特定
の例はメチル末端ジメチルシロキサンから誘導されたポ
リマーであって、検知組成物のポリマーマトリックス材
料に関して上記に記載のようなものである。このような
ポリマーを含む不透明フィルムは検知組成物の形成に関
する上記の記載の方法と実質的に同一の方法で検知組成
物上に現場で形成されうるが、検知成分の代わりに適切
な不透明剤の有効量が使用される。1 つの例外は、光活
性化される触媒は一般に不透明フィルム形成時には使用
されないことである。

【００６１】あらゆる適切な不透明剤は使用されてよい
が、このような薬剤は所望の程度の光学的孤立を提供
し、且つ、本システムの機能及びモニターされる媒体に
悪影響を与えない。不透明剤の中で本発明に有用なのは
カーボンブラック、他の炭素をベースとする不透明剤、
酸化第二鉄、 TiO₂ 、BaSO₄ 、金属フタロシアニン等で
ある。このような不透明剤は好ましくは、所望の程度の
不透明性を提供するために、例えば、所望の光学的孤立
を提供するために有効な量で不透明層中に実質的に均一
に分散する。特に有用な不透明剤はカーボンブラックで
ある。

【００６２】好ましくは、不透明フィルムは、通常の連
続ウェブよりも実質的に薄く、例えば、アナライト透過
性を促進する。より好ましくは、不透明フィルムの厚さ
は通常の連続ウェブの厚さの約1%〜約20% である。1 つ
の態様において、不透明フィルムは0.0001cm〜0.005cm
の厚さを有し、より好ましくは0.0003cm〜0.0025cm、最
も好ましくは0.0005cm〜0.0015cmの厚さを有する。

【００６３】ウェブのように、連続不透明フィルムは好
ましくは実質的に相互に平行な向かい合った末端表面を
含む。1 つの特に有用な態様において、不透明フィルム
の末端表面の片側は連続の検知組成物に結合され、又は
接着されるような構造をとっている。この特徴は、複合
材構造体及び本発明による個々の検知素子の一体性を有
利に増加させる。連続検知組成物と接触するこのような
末端表面は、この向上した不透明フィルム/ 検知組成物
の結合強度を提供するような構造となっていても、又
は、それ( 及び/ 又は検知組成物) が、例えば、プラズ
マ及び/ 又はコロナ放電に晒されることにより、及び/
又は下塗剤及び/ 又はカップリング成分でコートされる
ことにより、及び/ 又は他の表面変性技術を受けること
により処理されてよく、それにより、この向上した結合
強度が付与される。ラミネート圧力のような圧力は、複
合材成分間の結合強度を強化するために、透明ウェブ/
検知組成物/ 不透明フィルム複合材に適用されてよい。

【００６４】この連続ウェブ/ 検知組成物/ 不透明フィ
ルム複合材が一度形成されると、複合材のランダム試料
は取り出され、そして、複合材が所望の用途において検
知素子の製品規格に適合するかどうかを決定するため
に、従来の技術を使用して試験又はスクリーニングされ
うる。もしこのような試験又はスクリーニングが複合材
が製品規格内でないと決定すると、それは捨てられ、プ
ロセスが再び開始されうる。しかし、ランダム試験又は
スクリーニングの結果が合格であれば、即ち、複合材構
造体が製品規格に適合するならば、検知用途においてこ
の複合材構造体からできた個々の検知素子を使用する前
に、更なる試験は必要ない。もし、この複合材構造体が
巻き取られるならば、ロール上に複合材の層の間に不粘
着層又はシートを有することが望ましいであろう。

【００６５】製品規格に適合する複合材構造体が製造さ
れたと仮定すると、構造体は、例えば、「クッキーカッ
ター型」パンチ装置等の切断装置を使用して個々の検知
素子を形成するように加工され、そしてそれはその後、
使用のためのセンサーホルダー又は留め具に固定される
ように提供される。例えば、個々の検知素子はセンサー
カセット中の開放末端キャビティー中に少なくとも部分
的に配置されうる。検知素子はセンサーホルダーに、例
えば、接着剤で固定される。あらゆる適切な、好ましく
は透明の、キュアインプレース接着剤組成物は使用され
てよいが、但し、このような組成物は本システム又はモ
ニターされる媒体に実質的に悪影響を与えない。この例
は、シリコーンベースの接着剤、2 成分ウレタン接着
剤、エポキシ接着剤等を含む。上記のように、検知組成
物自体が接着剤部材の機能を担い、そして、センサーホ
ルダーに粘着し、そして接着剤してもよい。別には、検
知素子はセンサーホルダー又は留め具に機械的に固定さ
れ、例えば、クランプ又は他の機械固定品の使用により
固定されるか、又は、センサーホルダー又は留め具にプ
レス固定されうる。検知素子をセンサーホルダー又は留
め具に固定するために他のアプローチは使用されてよ
い。

【００６６】検知素子はセンサーホルダーと相対して配
置され、それにより、ウェブ層はセンサーホルダーは好
ましくはセンサーホルダーに比較的近くに、又はそれに
面して、例えば、センサーカセットの開放末端キャビテ
ィーの底に配置され、そして、不透明層はモニターされ
る媒体に晒される。別のウェブ層及び/ 又は不透明層を
含まない検知素子は本発明により製造され、そして使用
されうる。

【００６７】センサーホルダーは好ましくは検知素子に
励起信号を提供するように配置され、そして調整された
励起アセンブリー付近に配置される。検知アセンブリー
は検知素子から出された信号を検知するように配置さ
れ、そして調整されている。それは励起信号に晒された
ときに応答して信号を出すことができる。プロセッサー
アセンブリーはモニターされる系において注目のアナラ
イトの濃度を決定するために出された信号( 又は出され
た信号に対応する信号) を分析するように配置され、そ
して調整されている。

【００６８】上記の連続のウェブ/ 検知組成物/ 不透明
フィルム複合材構造体が一度、製品規格に適合すると判
明したら、それは別には次のように加工されうる。

【００６９】本システム又はモニターされる媒体に実質
的に悪影響を与えないように選択された接着組成物の連
続フィルムは検知組成物と接触した面と反対の連続ウェ
ブの面に適用される。この接着フィルムは好ましくは感
圧接着剤を含む。本発明に有用な接着剤組成物の特定の
例はGeneral Electricにより商標PSA 518 及びPSA 590
で販売される感圧接着剤を含む。使用される接着フィル
ムの量は、製造される最終の個々の検知素子がセンサー
ホルダー又は留め具に個々の検知素子を接着固定するの
に有効な接着剤組成物層を含むような量である。

【００７０】特に有用な態様において、接着剤組成物は
連続の、好ましくは非接着性の剥離ライナーを適用さ
れ、その後、連続ウェブが接着剤組成物と結合され、又
は連結される。剥離ライナーは好ましくは使用される接
着剤組成物と強い接着結合を形成しない。剥離ライナー
が製造される材料の例は、種々のポリマー材料を含み、
例えば、Minnesota Mining and Manufacturing Company
からScotch Pack 1022の商標で販売されるポリエステル
コートされたペルフルオロポリエーテル及びH.P.Smith
からFL2000の商標で販売されるフルオロシリコーンポリ
マー等を含む。

【００７１】一度、この剥離ライナー/ 接着剤組成物/
ウェブ/ 検知組成物/ 不透明フィルム複合材構造体が形
成されると、剥離ライナーをまだ含んでいる複数の個々
の検知素子に構造体を変換するように加工される。好ま
しくは「クッキーカッター型」切断アセンブリー、他の
切断装置又は他の同様の装置により行われるこの変換工
程は、剥離ライナーを除く構造体の個々の層の各々を切
断し、剥離ライナーは無傷のままである。このように、
個々の検知素子の各々は不透明層、検知組成物層、ウェ
ブ層及び接着層を含む。

【００７２】この変換の後、非検知素子材料又はウィー
ド、即ち、個々の検知素子のいずれにも含まれない材料
は剥離ライナーから除去される。この非検知素子材料は
剥離ライナーが含まれた個々の検知素子が製品規格内に
あるかどうかを決定するために試験又はスクリーニング
するために使用されうる。この非検知素子材料は捨てら
れる。更に、剥離ライナー上の検知材料の選択された、
代表的なサンプルは剥離ライナーが含まれた個々の検知
素子が製品規格内にあるかどうかを決定するために試験
又はスクリーニングされることができる。

【００７３】一度、このような検知素子が製品規格内に
あることが決定されると、それらは剥離ライナーから取
り外され、そして、使用のためにセンサーホルダー又は
留め具に固定される。例えば、このような個々の検知素
子は、接着層が開放末端キャビティーの底に接触するよ
うにセンサーカセットの開放末端キャビティー中に配置
されることができる。検知素子をキャビティーに単純に
プレスすることにより、好ましい感圧接着剤組成物は活
性化されてセンサーホルダー又はカセットにしっかりと
固定される。検知素子はこれで使用される状態であり、
好ましくは明細書中に別の箇所で記載したように、励起
アセンブリー、検知アセンブリー及びプロセッサーアセ
ンブリーとの組み合わせで使用される。

【００７４】二酸化炭素を検知するときに、特に有用な
検知組成物は無極性のCO₂ 透過バリア材料中に封入され
た水性相を含むpH指示薬を含む2 相系を含む。不運に
も、これらのタイプのセンサーの特徴は可逆的な「CO₂
コンディショニングドリフト」であり、それはCO₂ 分圧
の大きな変化により強調される応答不安定性である。我
々は、光学的な蛍光ベースのセンサー( 例えば、血液の
ような媒体中のCO₂ 濃度の測定用) は向上したドリフト
安定性を有することを発見した。注目のアナライト以外
の外来pH滴定性分配性種は、pHの関数として、そしてそ
れは、CO₂ 分圧の関数として指示薬及びバリア相の間を
可逆的に移動することができることを発見した。我々
は、また、これらの種がセンサーから媒体中に不可逆的
に移動する(又は浸出する) こともできることを発見し
た。分配性種の移動はアナライト濃度依存性の信号に実
質的に影響を与えることができるpH応答を発生する。セ
ンサー材料及び成分の注意深い選択及び/ 又は精製によ
り、我々は、外来の種の存在を最小にし、そして、実質
的にドリフトのないセンサー配合物を開発した。別に
は、緩衝組成物及び指示薬のpKa の適切な選択により、
外来種のCO₂ 依存性移動を最小にし、そして、更に、こ
れらのセンサーを安定にする組成物を発見した。

【００７５】ドリフト不安定( 「アナライトコンディシ
ョニングドリフト」又はより詳細には「CO₂ コンディシ
ョニングドリフト」と一般的に呼ばれる) の1 つの原因
は、実際上、内部pHの関数として、それ故、CO₂ 分圧の
関数として水性指示薬相の内部及び外部に移動するpH滴
定性材料( 以下に「分配性種」と呼ぶ。) の存在下から
生じるpHヒステリシス現象である。イオン化種が非極性
バリア材料、例えば、シリコーン中で本質的に不溶性で
あるときに、有機酸又は塩基の中性の形は水性相及びシ
リコーン相の両方に非常に可溶性である。例えば、水性
指示薬相に酢酸ナトリウム不純物を含む空気平衡にされ
たセンサーが、内部コンパートメントpHがpH9 からpH7
に低下するように高いCO₂ レベルに突然晒されたなら
ば、酢酸濃度の100 倍の突然の増加は電荷中性の酸から
シリコーン中へのゆっくりとした移動のための熱力学的
ドライビングフォースが作られる。水性指示薬相からの
酸の枯渇は、その後、更なるCO₂ 吸収及び酢酸イオンの
更なるプロトン化を誘導する。この炭酸ナトリウムによ
る酢酸ナトリウムの置換は水性指示薬相のpH/pCO₂ の関
係を変化させ、初期に課されたpH低下と反対にpHがゆっ
くりと増加する。移動又は「分配」プロセスは酢酸の平
衡分配比が水性指示薬相及びシリコーンの間に再び達成
されるまで続く。空気平衡化されたベースラインに戻っ
たときに、プロセスは逆になる。CO₂ ドリフトの問題の
原因を認識しなくても、「CO₂ コンデショニング状態」
( 即ち、高いCO₂ レベル) において、連続の血液ガスモ
ニタリングセンサーをパッケージすることがセンサーの
分野で一般的に行われてきており、それにより、生理学
的CO₂ レベルに初期暴露したときの過度のドリフトを幾
分減じる。我々の新規の配合物では、これを行うことは
もはや必要ないはずである。

【００７６】対応するヒステリシスプロセスは有機塩
基、例えば、アミンに操作可能である。それはそれらは
CO₂ レベルが高くなったときにシリコーン相から水性の
指示薬相中に移動することもできるからである。例え
ば、シリコーン相中にアミン不純物を含む空気平衡化さ
れたセンサーが、内部コンパートメントpHがpH9 からpH
7に低下するように突然に高いCO₂ レベルに晒されたな
らば、アンモニウムイオンの突然の100 倍の増加はシリ
コーン相から水性相への電荷中性のアミンのゆっくりと
した移動の熱力学的なドライビングフォースを作る。水
性指示薬相へのアミンの吸収は、その後、更なるCO₂ の
吸収及びアミンのプロトン化を誘導する。アンモニウム
イオンの蓄積は水性指示薬相のpH/pCO₂ の関係を変化さ
せ、初期に課されたpH低下と反対にpHのゆっくりした増
加が生じる。移動又は「分配」プロセスはアミンの平衡
分配比が再び達成されるまで続く。空気平衡化されたベ
ースラインに戻ったときに、プロセスは逆になる。注目
すべきことに、センサー応答への効果は酢酸欠乏及びア
ミン吸収の両方で同一であり、即ち、空気平衡化された
媒体から、より高いレベルのCO₂ レベルで平衡化された
媒体に移るときに、負のmmドリフトがいずれかのタイプ
の種の存在により生じるであろう。このヒステリシスプ
ロセスは、染料が分配性の電荷中性の形で平衡中に存在
するならば、指示薬染料の自体にも起こることができ
る。

【００７７】ドリフト不安定性( 「塩水コンディショニ
ングドリフト」又は「塩水ドリフト」) の原因は、実際
上、外部pHの関数として、それ故、CO₂ 分圧 の関数と
してセンサーから媒体へ移動するpH滴定性材料の存在か
ら生じるpH依存性の現象である。例えば、もしシリコー
ン中にアミン不純物を含む空気平衡化されたセンサーが
突然に高いCO₂ レベルに晒されたときに、外部緩衝剤の
pHはpH9 からpH7 に低下して、電荷中性アミンからシリ
コーンへのゆっくりとした移動のドライビングフォース
を作り、そこでアミンがプロトン化される。このプロセ
スは内部の水性コンパートメントに分配するアミンの量
にインパクトを与える。顕著に、センサー応答への効果
は上記に議論したCO₂ コンディショニングドリフトと反
対である。即ち、センサーはこれらの移動性種のために
正のmmドリフトを示す。

【００７８】この新しい理解で、我々は、臨界量より少
量の滴定性分配性種を含み、そして、実質的にドリフト
のない応答を示す新規のCO₂ 配合物を開発した。明細書
中で使用されるときに、「ドリフトのない」又は「実質
的にドリフトのない」という用語は、ここで記載のよう
に( この計算の詳細に関しては実施例1 及び図3bを参
照) 、0.25mmのpCO₂を有するガスで平衡にされた媒体か
ら45.6mmのpCO₂を有するガスで平衡にされた媒体へ移動
するときに、3 時間にわたって12% 未満で( 即ち、<5.5
mm) ドリフトする信号を提供するセンサーを意味する。
より好ましくは、センサーは、0.25mmのpCO₂を有するガ
スで平衡にされた( 即ち、空気平衡化された) 媒体から
45.6mmのpCO₂を有するガスで平衡にされた媒体へ移動す
るときに、6%未満でドリフトする信号を提供する。最も
好ましくは、センサーは、0.25mmのpCO₂を有するガスで
平衡にされた媒体から45.6mmのpCO₂を有するガスで平衡
にされた媒体へ移動するときに、3%未満でドリフトする
信号を提供する。この進歩は幾つかの実戦上の利点を与
える。

【００７９】1つの態様において、センサーは一時的な
生理的なCO₂ サンプリングの間を除いては空気平衡化さ
れた緩衝条件に維持される。例えば、特定の商業的な生
体外検知システムは動脈カテーテルされた患者のa-ライ
ンサーキット(a-line circuit)内に検知素子を含む( 例
えば、センサー組成物は光学繊維に結合され、又は、別
には励起光源を含むカセットに収納される) 。血液のガ
スレベルは、血液を塩水ドリップラインからセンサーカ
セットへ引き、そして、その後、血液を患者に戻させる
ことにより一時的にモニターされる( 例えば、ヘルスケ
アープロバイダーの「要求」により、又は、プログラム
されたポンプ又はモーターにより自動的に) 。本発明
は、このようなコンフィグレーションで使用されるとき
に、ドリフトを招くことなく、又は誘導することなく達
成されうる生理的なCO₂ サンプリングの頻度及び期間の
初期の制限を除去すべきである。

【００８０】本発明のセンサーは容易に検量され、そし
て、「CO₂ コンディショニングドリフト」又は「塩水ド
リフト」を制限するために一般に使用される特別注意事
項なしに、検量の前、間及び後に検量媒体中に滞留しう
る。

【００８１】一般に、従来のセンサーで示されたドリフ
トの大きさは水性指示薬コンパートメントの緩衝能と比
例する。好ましくは実質的に分配種を含まない本発明の
センサーは、水性指示薬相の緩衝能が減少したときにで
さえ、ドリフトを殆ど受けないという利点がある。この
ことは、禁止速度及び/ 又はドリフト量を導入すること
なく、より速い応答速度のセンサーの設計を可能にす
る。更に、本発明のガスセンサーは、ガスセンサーの元
来の性質から外れることなく生産変数に許容性があり、
安定的であり( 即ち、ドリフトがない) 、そして再現性
がある。別には、ここに記載のような、より高い緩衝剤
濃度を使用することにより少量の分配種を含むセンサー
により示されるドリフトを減じることができる。最後
に、より高い緩衝剤濃度と「清浄」センサーの化学的性
質を組み合わせて、そして、分配種を含む媒体にセンサ
ーを晒すことにより起こりうるような外部誘導ドリフト
を受けにくいドリフトのないセンサーを製造することが
できる。

【００８２】このことは、染料を含む水性の第一相、及
び疎水性の第二相を含み、且つ、第一相中のpHの変化に
応答して片方の相からもう片方の相に移動しそして実質
的に濃度依存性信号に影響を与えることができる分配性
不純物を実質的に含まないガスセンサーにおいて、有利
に達成されうる。好ましい態様において、第一相は水性
の緩衝溶剤及び染料を含み、第二相は、ガス透過性であ
り、光透過性であり、そして実質的に水不透過性である
架橋したポリマー材料を含む。

【００８３】現在、好ましい態様において、第一及び第
二相は、架橋したポリマー第二相中に懸濁した、又は分
散した水性の第一相のマイクロコンパートメントの永久
「乳濁質」を形成する。水性の第一相のマイクロコンパ
ートメントは好ましくは5 ミクロンより小さく、そして
より好ましくは2 ミクロンよりも小さい。

【００８４】本発明の例示の態様において、染料はpH感
受性染料であり、水性緩衝溶剤は、例えば、重炭酸イオ
ンから重炭酸/ 燐酸イオンベースの緩衝溶液のような生
理的なpH範囲の緩衝溶液である。この例示の態様におい
て、ポリマー材料はシリコーン材料であり、例えば、二
酸化炭素透過性のシロキサン材料である。より詳細に
は、材料はポリジメチルシロキサン又はポリジメチルジ
メルシロキサンコポリマーである。例示の態様における
染料はヒドロキシピレントリスルホン酸(HPTS)のトリナ
トリウム塩である。

【００８５】この方法の例示の態様において、染料は水
性相中に約1 〜約15ミリモルの濃度で存在し、そして、
緩衝剤は水性相中に約１〜約100 ミリモルの濃度で存在
する。より好ましくは、染料及び緩衝剤はそれぞれ約1
〜約10、及び約1 〜約50ミリモルの濃度で存在し、最も
好ましくは、染料及び緩衝剤はそれぞれ約1 〜約5 、及
び約5 〜約20ミリモルの濃度で存在する。

【００８６】ガスセンサーを製造する更なる有利な方法
は、特定の量の水性緩衝剤中に特定の量の染料を溶解さ
せ、次いで、この緩衝溶液を特定の量の、架橋したポリ
マー材料のポリマープリカーサーの特定の量と激しく攪
拌し、それにより、緩衝溶液及びポリマープリカーサー
の乳濁液( 又は懸濁液) を形成することを含む。その
後、特定の量の架橋剤及び触媒を乳濁液に加える。触媒
入りの乳濁液を特定の形状とする( 例えば、センサーカ
セット中に挿入するのに適切なように、ここに記載のよ
うにシートにコートする) 、そして、架橋したポリマー
材料中の染料含有水性緩衝液のマイクロコンパートメン
トの永久乳濁質( 緩衝溶液のpH変化に応答して片方の相
からもう片方の相に移動することができる分配種を実質
的に含まず、且つ、アナライト濃度依存性信号に実質的
に影響を与えない) を形成するように硬化させる。特定
の量の乳化向上剤( 例えば、増粘剤又は界面活性剤) を
緩衝剤中の染料溶液に加えて、それにより緩衝剤中の染
料及び乳化向上剤の混合物を形成すること、及び/ 又
は、ヒュームドシリカのような分散剤を疎水性相中に加
えること、により上記の方法は向上されうる。

【００８７】次の制限しない実施例は本発明の特定の態
様を例示する。特に指示がないかぎり、全ての部及びパ
ーセントは重量基準である。

【００８８】実施例 例1 ヒドロキシピレントリスルホネート( トリナトリウム
塩)11.8mg 、分子量300,000 のポリ( エチレンオキシ
ド)375mg、燐酸三ナトリウム12水和物31.4mg、及び塩化
ナトリウム59.6mgを7.5gの溶液を製造するために充分な
量の水に溶解させることにより水性溶液を形成する。

【００８９】シクロペンタジエニルトリメチル白金( 紫
外線光活性化触媒成分)16.4mg 、Cabot によりTS-530の
商標で販売されるヒュームドシリカ0.49g 、及び粘度10
00センチストークスを有し、NuSil Silicone Technolog
y により商標PLY-7500で販売されるビニルンジメチルエ
ンドキャップされたポリ( ジメチルシロキサン)15.91g
を合わせることによりシリコーン混合物を製造する。水
性溶液をシリコーン混合物と合わせ、そして、NuSil Si
licone Technology により商標XL-123で販売される約21
00の分子量及び約30% のシリルヒドリド基を有するポリ
ジメチル( メチルヒドロ)-シロキサン1.1gを加える。そ
の後、この混合物をVertis Cyclone IQホモジナイザー
で加工して検知組成物プリカーサーを形成する。

【００９０】約0.0127cmの厚さの透明の連続のポリカー
ボネートウェブは、水、コロイドシリカ粒子1.25重量%
、アミノプロピルトリエトキシシラン0.11重量% 、水
酸化アンモニウム0.05重量% 、及びRohm Haas により商
標Triton X-100で販売される界面活性剤を含む混合物か
ら誘導された接着性向上成分でコートされる。

【００９１】Hirano により商標M-200 で販売される塗
布装置を使用して、検知組成物プリカーサーはウェブの
片面に連続的にコートされる。この塗布操作( 及び、こ
の塗布装置を使用した、ここに記載の他の全ての塗布操
作) において、ウェブは一定の速度で、静止した塗布装
置の下でその付近を移動された。このプリカーサーコー
ティングは約0.0025cmの実質的に均一な厚さを有する。
検知組成物プリカーサーは約70mJ cm ^-2の紫外線(365n
m) 光にコーティングを晒すことにより硬化された。こ
のコーティングは約90℃で2 分間晒すことにより硬化さ
れ、検知組成物を形成する。

【００９２】不透明フィルムプリカーサーは、NuSil Si
licone Technology から商標PLY-7501で販売される500
センチストークスの粘度を有するビニルエンドキャップ
されたポリ( ジメチル) シロキサン中のCarbotにより商
標Regal 99R で販売されるカーボンブラックの12重量%
の分散体12g と、NuSil Silicone Technology から商標
Cat50 で販売される白金触媒溶液26.6mg、NuSil Silico
ne Technology から商標XL119 で販売される重合禁止剤
6.5mg 、及び上記のポリ( ジメチル)(メチルヒドロ) シ
ロキサン0.6mg とを混合することにより製造される。上
記の塗布装置を使用して、この不透明なプリカーサーは
約0.0013cmの厚さで実質的に均一なコーティングを検知
層上に連続的にコートされる。この不透明フィルムプリ
カーサーは不透明フィルムを形成するように70℃で2 分
間硬化される。

【００９３】個々の二酸化炭素検知素子は連続ウェブ/
検知組成物/ 不透明フィルム複合材から切断される。各
検知素子は、透明ウェブの一般に円形の部分、不透明フ
ィルムの一般に円形の部分、及びその間に検知組成物の
一般に円形の薄い層を含む。このような個々の検知素子
を図2 及び3 に示す。

【００９４】通常の試験手順を使用して、小さな個々の
二酸化炭素検知素子の代表的な試料を試験して、このよ
うな素子が製品規格に適合するかどうか、即ち、このよ
うな素子が人間の血液中の二酸化炭素濃度を正確に信頼
できるように検知するために有効であるかどうかを決定
する。これらの個々の二酸化炭素検知素子はこの試験手
順をベースとして満足できることが分かる。

【００９５】Dow Corning によりDow Corning 3140で販
売される透明なシリコーンベース接着剤を使用して、こ
れらの二酸化炭素検知素子のうちの1 つを0.317cm 直径
で0.025 ±0.0025cm深さの正円筒形の開放末端ウェルに
結合し、ポリカーボネートカセット中でウェルの底に透
明ウェブ層が面するようにする。検知素子のカセットへ
の結合の前に、ウェルの壁をDow Chemical Companyによ
り商標Dow 1205で販売される下塗り剤と接触させて、検
知素子及びポリカーボネートの間の接着を促進する。

【００９６】このように製造された二酸化炭素センサー
は不透明層に接触してくる血液中の二酸化炭素濃度を決
定するために有効である。

【００９７】例2 例1 を繰り返すが、不透明フィルムが形成された後に、
複合材は次のように加工される。

【００９８】ポリフルオロポリエーテルでコートされ、
Minnesota Mining and Manufacturing Companyから商標
Scotch Pack 1022 で販売されるポリエステルフィルム
の剥離ライナーは、General Electricから商標PSA-518
で販売される感圧接着剤組成物で片面をコートされる。
このコートされたシートは、透明ウェブの検知組成物と
反対側の面に適用され、それにより接着剤は透明ウェブ
と接触する。

【００９９】この形成された複合材は、その後、切断操
作を受けて、一般に円筒形の検知素子が形成されて、硬
化の間に無傷のまま残る剥離ライナー上に配置されて残
る。検知素子の各々は透明層、検知組成物層、透明ウェ
ブ層及び接着剤組成物層を含む。このような検知素子を
図4 に示す。

【０１００】切断操作後、検知素子の部分でない剥離ラ
イナー上に配置された材料は剥離ライナーから除去さ
れ、又は、ウィードされる。この非検知素子材料は捨て
られる。

【０１０１】剥離ライナー上に配置された小さな検知素
子の代表的な試料は取り外され、通常の技術を使用して
試験され、剥離ライナー上の検知素子が製品規格に適合
するかどうかを決定される。一度、これらの検知素子が
満足されると決定されると、それらは剥離ライナーから
単純に取り外し、それをセンサーカセットの開放末端キ
ャビティー中に配置し、それにより接着剤組成物層をセ
ンサーホルダーキャビティーの底と接触させることによ
り使用されうる。検知素子をキャビティー中にプレスす
ることにより、接着剤組成物はセンサーカセットへ検知
素子を固く接着するように作用する。

【０１０２】このように製造された二酸化炭素センサー
は不透明層に接触してくる血液中の二酸化炭素濃度を決
定するために有効である。

【０１０３】例3 4-ビニルベンゾ[g,h,i] ペリレン0.457g部分を、例1 に
記載のポリ( メチルヒドロ)(ジメチル) シロキサン10.0
g 及びトルエン300ml と混合する。Huls Americaにより
商標PC 072で販売される白金触媒溶液100 μl 部分を加
え、そして、溶液を1 時間加熱還流し、その後、室温に
冷却する。脱色チャコール8g部分を加える。攪拌後、チ
ャコールを濾過により除去する。この工程は白金触媒を
除去する。トルエンを真空で除去し、残留物をヘキサン
で100ml にメークアップする。

【０１０４】シクロペンタジエニルトリエチル白金0.7g
部分を500 センチストークスを有するポリ( ジメチル)
シロキサン7.0g中に溶解させる。この溶液に、上記のヘ
キサン溶液1.9ml を加える。ヘキサンは真空で除去さ
れ、検知層プリカーサーを形成する。

【０１０５】0.0127cmの厚さを有する透明のポリ（エチ
レンテレフタレート) ウェブは例1に記載の混合物から
誘導された接着性向上成分でコートされる。例1 と同一
の塗布装置を使用して、この検知組成物プリカーサーは
ウェブの片面にコートされた。このプリカーサーコーテ
ィングは約0.0013cmの均一の厚さを有する。

【０１０６】検知組成物プリカーサーは約70mJ cm ^-2の
紫外線光にコーティングを晒すことにより硬化される。
このコーティングは約90℃に約2 分間晒すことにより更
に硬化される。

【０１０７】不透明フィルムプリカーサーは例1 に記載
のように製造される。例1 と同一の塗布装置を使用し
て、この不透明プリカーサーは検知層に約0.0008cmの厚
さで実質的に均一のコーティングで連続的にコートされ
る。不透明プリカーサーは70℃に2 分間晒すことにより
硬化される。

【０１０８】個々の酸素検知素子は透明ウェブ/ 検知素
子/ 不透明フィルム複合材から切断される。各々の検知
素子は一般に円筒形部分の透明ウェブ、一般に円筒形部
分の不透明フィルム、及びそれらの間に配置された薄い
一般に円筒形部分の検知組成物層を含む。

【０１０９】通常の試験手順を使用して、小さい個々の
酸素検知素子の代表的な試料は試験されて、このような
素子が製品規格に適合するかどうか、即ち、このような
素子が人間の血液中の酸素濃度を正確に信頼できるよう
に検知するために有効であるかどうかを決定する。これ
らの個々の酸素検知素子はこの試験をベースに満足でき
るものと分かった。

【０１１０】General ElectricによりRTV 128 で販売さ
れる透明の室温で加硫性のシリコーンベースの接着剤を
使用して、上記に記載の検知素子は、0.3175cmの直径及
び0.025 ±0.0025cmの深さを有する正円筒形の開放末端
ウェル中に結合され、透明ウェブ層がウェルの底に面す
るようにポリカーボネートカセット中で形成される。検
知素子をカセットに結合する前に、ウェルの壁はDow Ch
emical Companyにより商標Dow 1205で販売される下塗剤
と接触し、検知素子とポリカーボネートカセットの間の
接着を促進する。

【０１１１】このように製造された酸素センサーは不透
明層と接触させることにより血液中の酸素濃度を決定す
るために有効である。

【０１１２】例4 例2 を繰り返すが、例3 の連続のウェブ/ 検知素子/ 不
透明フィルム複合材を使用する。

【０１１３】個々の酸素検知素子を含むセンサーを製造
し、それは不透明層と接触することにより血液中の酸素
濃度を検知するために有効である。

【０１１４】図2 及び3 は例1 で製造した検知素子の二
酸化炭素濃度決定での使用を示す。例3 で製造した検知
素子は酸素濃度決定で実質的に同様の方法で使用されう
る。

【０１１５】図2 及び図3 に示すように、この個々の検
知素子50はセンサーホルダー56のウェル54中に配置さ
れ、透明なシリコーンベースの接着剤層57を使用して結
合される。ウェル54は片末端で開放され、正円筒形の側
壁55及び円筒形のボトム末端壁58を含む。ウェル54のサ
イズは、個々の検知素子50及びシリコーンベースの接着
剤層57は完全にウェルを満たすようなサイズである。個
々の検知素子50はウェル中に配置され、それにより、透
明ウェブ層64はウェル54の末端壁58の底に面する。不透
明層62は露出表面63( 図3)を含み、それはセンサーホル
ダー66の内側表面70と比較して高くなっている。不透明
層62は、モニターされようとする媒体、例えば、血液と
の直接接触から検知組成物層を実質的に遮断する。特定
の検知用途により、不透明層の露出表面はセンサーホル
ダーの内側表面と比較して低くなっていても、又は同一
平面であってもよい。

【０１１６】図3 を参照して、使用中、透明のポリカー
ボネート材料からできたセンサーホルダー56は光学繊維
72と隣接の関係に配置される。光学繊維72は光伝送装置
74から適切な波長の励起光を提供し、検知組成物66中の
検知成分を蛍光に励起させ、そして不透明フィルム62と
接触している媒体中にある二酸化炭素の濃度に特徴的な
信号を提供する。この光学繊維72は、また、検知成分か
ら出される信号を伝送し、このような信号を光検知又は
光受動装置76を通過させ、それから、この発生した信号
に対応する信号は、この発生した信号( 対応する信号)
を処理し、又は分析する通常のエレクトロニクスプロセ
ッサーデバイス77に送られ、Lubberらの米国再発行特許
第31,879号及びHeitzmann の米国特許第4,557,900 号に
記載のように、この媒体中の二酸化炭素濃度を決定す
る。

【０１１７】この間、個々の検知素子50は不透明層62と
接触している血液中の二酸化炭素の真の正確な濃度に信
頼性のある相関関係がある一貫した信号を提供する。

【０１１８】図4 は二酸化炭素濃度の決定において例2
で製造した検知素子の使用を例示する。例4 で製造され
た検知素子は酸素濃度を決定するのと実質的に同様の方
法で使用されうる。

【０１１９】図4 に示すように、この個々の検知素子80
はセンサーホルダー86のウェル54中に配置され、そし
て、個々の検知素子の構成成分である感圧接着剤層87を
使用して結合される。ウェル54は片方の末端で開放され
ており、それは正円筒形の側壁85及び円形ボトム末端壁
88を含む。ウェル54のサイズは個々の検知素子80が壁を
完全に満たすようなサイズである。個々のガス検知素子
80はウェル54中に配置され、それにより、透明ウェブ層
84はウェル54のボトム末端壁88に面する。不透明層82は
センサーホルダーの内側表面90と比較して高い露出表面
89を含む。この不透明層82はモニターされようとする媒
体、例えば、血液と直接的な接触から検知組成物層を実
質的にシールドする。特定の検知用途により、透明層の
露出表面はセンサーホルダーの内側表面より低くなって
いても、又は、同一平面にあってもよい。

【０１２０】一度個々の検知素子80がウェル中に検知素
子を手動で圧力を加えることによりセンサーホルダー86
のウェル54に固定されると、図3 に示すように、個々の
検知素子50と類似の方法が使用される。

【０１２１】この間、検知素子80は不透明層82と接触し
ている血液中の二酸化炭素の真の正確な濃度に信頼性の
ある相関関係がある一貫した信号を提供する。

【０１２２】本発明は、労力の節約、コストの節約及び
センサー性能のような実質的な利点を提供する。検知素
子の大量生産の本方法は、高い品質のセンサーを製造す
るために必要な労力及び他の資源の量を減じる。本方法
は実質的に均一の特性を有する個々の検知素子を提供
し、個々の検知素子を一個ずつ製造するときに元来存在
する変動性を避ける。製造された個々の検知素子中で達
成された実質的な均質性のために、全ての検知素子が製
品規格に適合することを決定するために必要とされる試
験又はスクリーニングはほんの少しでよい。本発明によ
り製造された検知素子は際立った検知性能を有し、そし
て、センサーホルダー又は留め具中に非常に便利に装着
される形で提供される。このように、本発明は、より有
効に、便利に、そして信頼できるように、媒体、例え
ば、血液中の注目のアナライト、例えば、ガスを有利に
検知させる。

【０１２３】例5 ビニル官能性シロキサン(General Electric 1145-122)
0.37g部分をシリコーンヒドリド官能性シリコーン(Gene
ral Electric 1145-124) 0.45g 部分と混合する。この
混合物に、シリルヒドリド共有結合したイソベンズペリ
レンからなる架橋剤/ 染料配合物を加える。この配合物
を完全に混合し、ヒドロシリル化硬化シリコーンPSA を
形成し、剥離ライナー上にキャストする。キャストされ
たPSA 検知組成物は0.0051cm厚さを有する。キャストフ
ィルムを110 ℃で30分間保持し、その後、乾燥した粘着
性の均一フィルムとなる。

【０１２４】上記のPSA/センサーフィルムに0.0051cm厚
さの黒いテフロンフィルムと積層される。2mm 直径の個
々の検知素子はラミネートからダイ切断される。剥離ラ
イナーはテフロン/PSAセンサー/ 剥離ライナーラミネー
トから除去され、そして、個々の検知素子はポリカーボ
ネートセンサーホルダーのウェル中に入れられる。検知
素子はテフロン層及びポリカーボネートセンサーホルダ
ーの両方に強固に接着し、45日間の老化後、困難性を有
して取り外されることができる。

【０１２５】検知素子が酸素検知する能力を示すため
に、上記のラミネートの1 平方cm片をガス流セル中に入
れ、0%酸素及び10% 酸素雰囲気に晒して試験する。390n
m 励起信号(Spex FluoroLog-2 蛍光計により発生) を使
用して、420nm での発生強度を記録する。上記の検知素
子では、発生強度は0%のO₂で1.98x10⁶及び10% のO₂で1.
33x10⁶である。この検知素子では0.007mm ^-1の傾きが計
算され、それは通常の非接着性O₂センサーで見られる傾
きに匹敵する。

【０１２６】上記のデータは接着性検知素子が製造され
うることを示す。PSA マトリックスは架橋したポリ( ジ
メチルシロキサン) 及び粘着付与剤を含む。このPSA マ
トリックスはセンサーホルダー及び光学孤立バリアフィ
ルムの両方にしっかりと結合される。これは非常に単純
な構造体を有する検知素子を提供し、そして、センサー
ホルダー及び/ 又は光学バリアフィルムへの従来のシリ
コーンマトリックスの接着性を向上させるために使用さ
れる特殊なコーティング又は処理の必要性を排除する。

【図面の簡単な説明】

【図１】センサーを製造する本発明の方法を２つの態様
を例示するブロックフローダイアグラムである。

【図２】センサーカセットに結合した組み立てられた検
知素子を示す断面図である。

【図３】センサーカセットに結合された組み立てられた
検知素子の別の態様を示す透視図である。

【図４】センサーカセットに結合された組み立てられた
検知素子の別の態様を示す断面図である。

【図５】個々の検知素子を製造する複合材構造体の１つ
の態様の部分的な上方前面透視図である。

【図６】図５に示す複合材構造体から形成された個々の
検知素子の部分的な上方前面透視図である。

【図７】個々の検知素子を製造する複合材構造体の別の
態様の部分的な上方前面透視図である。

【符号の説明】

１０…検知素子 １２…ウェブ層 １４…検知組成物層 １６…不透明層 ２０…付加複合材 ２２…剥離ライナー ２４…接着剤層 ２６…連続ウェブ層 ２８…連続検知組成物層 ３０…連続不透明フィルム層 ３２…検知素子 ３４…接着剤組成物層 ３６…ウェブ層 ３８…検知組成物層 ５０…検知素子 ５４…ウェル ５６…センサーホルダー ５７…接着剤層 ５８…ボトム末端壁 ６２…不透明層 ６３…露出面 ６４…透明ウェブ層 ６６…センサーホルダー ７０…内側表面 ７２…光学繊維 ７４…光伝送装置 ７６…光受動装置 ７７…エレクトロニクスプロセッサーデバイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロニー リー プラット アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし) (72)発明者 キャスリン ラス ブレッチャー アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし) (72)発明者 ケネス ブライアン ウッド アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし) (72)発明者 ジョン ルイス デクター アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし) (72)発明者 ジェームス グレゴリー ベンツェン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナライトを検知することができるセン
   サーを製造する方法であって、前記方法は、 連続ウェブ上に検知組成物プリカーサーを連続的に配置
   し、それにより、連続のプリカーサー含有ウェブを形成
   させること、及び、 前記の連続のプリカーサー含有ウェブ中に含まれる前記
   検知組成物プリカーサーからアナライトに応答する連続
   の検知組成物を形成させ、それにより、検知組成物含有
   ウェブを製造することであって、前記の連続検知組成物
   は複数の検知素子に分割されうるようなサイズであり、
   且つ、構造である、を含む方法。
2. 【請求項２】 アナライトを検知することができるセン
   サーを製造する方法であって、前記方法は、 連続ウェブ上に検知組成物プリカーサーを連続的に配置
   し、それにより、連続のプリカーサー含有ウェブを形成
   させること、 前記の連続のプリカーサー含有ウェブ中に含まれる前記
   検知組成物プリカーサーからアナライトに応答する連続
   の検知組成物を形成させ、それにより、検知組成物含有
   ウェブを製造することであって、前記の連続検知組成物
   は複数の検知素子に分割されうるようなサイズであり、
   且つ、構造である、及び、 連続不透明層又はフィルムを前記の連続の検知組成物上
   に配置し、それにより複合材構造体を形成させること、
   を含む方法。
3. 【請求項３】 アナライトを検知することができるセン
   サーを製造する方法であって、前記方法は、 連続ウェブ上に検知組成物プリカーサーを連続的に配置
   し、それにより、連続のプリカーサー含有ウェブを形成
   させること、 前記の連続のプリカーサー含有ウェブ中に含まれる前記
   検知組成物プリカーサーからアナライトに応答する連続
   の検知組成物を形成させ、それにより、検知組成物含有
   ウェブを提供することであって、前記の連続検知組成物
   は複数の検知素子に分割されうるようなサイズであり、
   且つ、構造である、及び、 前記連続ウェブ上に連続の接着層を配置し、それによ
   り、前記連続ウェブは前記の連続接着層及び前記の検知
   組成物の間に位置し、それにより、層状の複合材を形成
   させること、を含む方法。
4. 【請求項４】 アナライトを検知することができるセン
   サーを製造する方法であって、前記方法は、 連続ウェブ上に検知組成物プリカーサーを連続的に配置
   し、それにより、連続のプリカーサー含有ウェブを形成
   させること、 前記の連続のプリカーサー含有ウェブ中に含まれる前記
   検知組成物プリカーサーからアナライトに応答する連続
   の検知組成物を形成させ、それにより、検知組成物含有
   ウェブを提供することであって、前記の連続検知組成物
   は複数の検知素子に分割されうるようなサイズであり、
   且つ、構造である、及び、 ここで、前記検知組成物は、前記検知組成物に晒される
   媒体中のアナライト濃度に応答して信号を提供するため
   に有効であるｐＨ感受性の指示薬成分を含む水性第一相
   であり、前記アナライトは前記第一相のｐＨを変化させ
   るために有効である、水性第一相；及び、前記アナライ
   トに対して透過性であり、且つ、イオン化された水素に
   対して不透過性である疎水性相であって、ここで、前記
   疎水性相は前記水性相と前記検知組成物が晒される媒体
   の間にあり、ここで、前記検知組成物は前記水性相中の
   ｐＨの変化に応答して１つの相からもう一つの相に移動
   することができる注目のアナライト以外の分配性種（pa
   rtitioning species) を実質的に含まない、疎水性の第
   二相、を含む、を含む方法。
5. 【請求項５】 アナライトを検知することができるセン
   サーを製造する方法であって、前記方法は、 検知成分、ポリマープリカーサー及び有効量の光活性化
   触媒成分を含む検知組成物プリカーサーを提供するこ
   と；及び、 前記検知組成物プリカーサーを、前記光活性化重合触媒
   を活性化させ、且つ、前記ポリマープリカーサーを部分
   重合させるために充分な光エネルギーに晒すこと、及
   び、前記の部分重合したポリマープリカーサーを高温に
   晒し、前記の部分重合したポリマープリカーサーを更に
   重合させることにより前記検知組成物プリカーサーから
   アナライトに応答する検知組成物を形成させること、を
   含む方法。
6. 【請求項６】 媒体中のアナライトの濃度を測定するた
   めのセンサーであって、 請求項１〜５のいずれかに記載の方法により製造した検
   知素子；励起信号を前記検知素子に提供するように配置
   され、そして、調整された励起アセンブリー；前記検知
   素子から出された信号を検知するように配置され、そし
   て調整された検知体アセンブリーであって、前記検知素
   子は前記励起信号に晒されたときに応答して前記の出さ
   れた信号を提供することができる、検知体アセンブリ
   ー；及び、前記媒体中の前記アナライト濃度を決定する
   ために前記の出された信号を分析するように配置され、
   そして調整されたプロセッサーアセンブリー、を含むセ
   ンサー。