KR100773616B1 - 화학 감지기용 중합체 피복물 - Google Patents

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Abstract

감지기는 기판 및 이에 배치된 중합체 필름을 포함한다. 상기 중합체 필름은 하나 이상의 경질 블록 성분 및 하나 이상의 연질 블록 성분을 포함한다. 본 발명은 감지기에 의한 표적 화합물의 탐지능을 증강시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 중합체 필름이 없는 감지기에 의해 통상적으로 탐지되지 않는 표적 화합물의 탐지를 증강시키는 중합체 필름을 상기 감지기의 표면에 배치시키는 것을 포함한다. 상기 중합체 필름은 하나 이상의 경질 블록 성분 및 하나 이상의 연질 블록 성분을 포함한다.

Description

화학 감지기용 중합체 피복물{POLYMER COATINGS FOR CHEMICAL SENSORS}
도 1은 20℃에서 BPA-PC-실리콘 81% DMS "BPASI"를 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 수정 마이크로저울(quartz crystal microbalance, QCM) 감지기를 이용한 톨루엔 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 2는 20℃에서 BPA-PC-실리콘 50% DMS "XD-7"를 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 톨루엔 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 3은 20℃에서 하이트렐(Hytrel) 3078을 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 톨루엔 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 4는 20℃에서 로모드(Lomod) J613을 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 톨루엔 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 5는 20℃에서 실템(Siltem) 2000을 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 톨루엔 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 6은 20℃에서 BPA-PC-실리콘 81% DMS "BPASI"를 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE(트리클로로에틸렌) 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 7은 20℃에서 BPA-PC-실리콘 50% DMS "XD-7"을 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 8은 20℃에서 하이트렐 3078을 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 9는 20℃에서 로모드 J613을 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 10은 20℃에서 실템 2000을 포함하는 중합체 필름을 갖는 중합체-피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 11은 도시한 바와 같이 20℃에서 상이한 두께를 갖는 실템 2000 중합체 필름으로 피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE의 하위농도(ppmv) 수준의 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 12는 도시한 바와 같이 20℃에서 상이한 두께를 갖는 실템 G15/40 중합체 필름으로 피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE의 하위농도(ppmv) 수준의 측정량에 대한 보정곡선이다.
도 13은 TCE 농도 함수로서 실템 2000으로 피복된 화학 감지기의 분배 계수 K의 로그값에 대한 그래프이다.
도 14는 20℃에서 실템 2000 필름이 두께 41 kHz로 피복된 화학 감지기의 TCE 농도의 단계적인 변화에 대한 역학적 반응을 도시한 그래프이고, 여기서 그래프상의 숫자는 각 단계에서의 TCE 농도(ppmv)를 표시한 것이다.
도 15는 20℃에서 실템 G15/40 필름이 두께 48 kHz로 피복된 화학 감지기의 TCE 농도의 단계적인 변화에 대한 역학적 반응을 도시한 그래프이고, 여기서 그래프상의 숫자는 각 단계에서의 TCE 농도(ppmv)를 표시한 것이다.
본 발명은 감지기에 중합체 필름을 사용하는 것에 관한 것이다.
질량 민감성 감지기는 다양한 배치를 갖는다. 전형적으로, 감지기는 그의 표면, 예를들어 감지기의 결정 표면에 도포되는 화학적으로 민감한 필름이 제공된다. 필름과 탐지 대상 물질, 예를들어 분석물의 상호작용으로 인해 필름의 질량 및 점탄성 특성중 하나 이상에 변화가 발생한다. 이러한 변화는 감지기 결정의 공명 주파수의 이동으로서 측정되고, 분석물의 농도와 관련된다. 상이한 특성을 갖는 분석물들을 탐지하기 위한 상기 피복물과 분석물의 상호작용으로는 수소 결합, π-적층, 산-염기, 정전기 및 크기/모양 인지를 들 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
감지기의 배치, 물질 및 그밖의 특성은 변화하여 감지기에 대한 조작 특성, 공명 주파수 및 경계를 한정한다. 예컨대, 감지기 기판용의 상이한 압전 물질은 상이하게 작용하여 감지기의 조작 경계 및 특성을 한정한다. 따라서, 감지기가 감지기 기판으로서 QCM을 포함하는 경우, 상기 감지기는 얇은 수정 압전 요소의 평행한 표면들 사이에서 통상적으로 기계적 진동을 수직으로 전달함으로써 작동한다. 감지기가 감지기 기판으로서 표면 음파(surface acoustic wave, SAW) 장치를 포함 하는 경우, 기계적 진동은 얇은 수정 압전 요소의 표면을 따라 무선 주파수(radio frequency, RF)에서 실질적으로 상하 파동으로 전달된다.
화학적으로 민감한 필름은 감지기에 의해 통상적으로 탐지되지 않는 표적 분석물 또는 다른 화합물(하기 "표적 화합물")을 보다 용이하게 탐지시킨다. 종종 상기 민감성 필름은, 감지기의 기계적 진동 주파수를 변경시켜 감지기로 표적 화합물을 탐지함으로써 감지기의 반응을 변화시키는 중합체 물질 필름(하기 "중합체 필름")을 포함한다. 감지기의 주파수 변화는 표적 화합물과 중합체 필름의 상호작용으로부터 유발된다. 따라서, 상기 중합체 필름과 표적 화합물간의 반응 특성이 공지되는 경우, 다양한 표적 화합물을 감지기에 의해 탐지할 수 있다.
표적 화합물, 통상적으로 증기는 "분배"와 같은 당해 분야에 공지된 공정에 의해 상기 필름내로 용해(흡수)된다. 분배 계수 K는 기상과 중합체 필름 사이에 흡수된 분자의 평형 분배에 상응하는 열역학적 파라미터이다. 상기 분배 계수는 중합체 필름 중 표적 화합물의 농도(CF) 대 상기 필름 외부에서의 표적 화합물의 농도(CV)의 비이다. 상기 분배 계수 K는 하기 수학식 1에 따라 결정된다.
Figure 112000016635331-pat00001
한 예로, 상기 변경된 주파수는 변화된 중합체 필름의 질량으로부터 유발된다. 상기 감지기 결정이 표적 화합물에 노출되어 진동하는 경우, 증가된 필름 질량은 주파수를 떨어뜨린다. 따라서, 중합체 필름의 질량이 증가하는 경우 표적 화합물은 감지기의 진동을 교란시키고, 이로써 표적 화합물이 탐지될 수 있다. 중합체 필름의 진동 주파수 및 질량 변화는 종종 약하고 기계적으로 강성일 필요가 있다. 중합체 필름의 점탄성 특성 및 상기 표적 화합물을 분배시킴으로써 생산되는 상기 점탄성 특성에서의 임의의 변화가 감지기의 진동에 불리하게 작용하지 않고 표적 화합물을 부정확하게 탐지하지 않도록 중합체 필름은 박편일 필요가 있다. 또한, 상기 중합체 필름에 제공된 감지기가 반복적으로 감지할 수 있도록 중합체 필름은 기계적으로 강성이어야 한다.
얇은 중합체 물질 필름(당해 분야에서 "화학 감지기"로 공지되어 있음)으로 피복된 SAW 감지기 장치는 증기 탐지용 마이크로감지기로서 사용되어 왔다. 특정 증기(표적 화합물)에 대한 상기 SAW 화학 감지기의 감도는 중합체 필름의 유형, 물리적 특성, 화학적 특성 및 물질에 따라 다르다. 예컨대, 중합체 증기 분배 계수, 흡수 속도 및 탈착 공정은 각각 중합체 필름의 조작 특성에 영향을 준다. SAW 화학 감지기에 사용되는 중합체 필름용 물질의 예로는 페닐-메틸-폴리실록산, 폴리(에피클로로하이드린), 폴리(이소부틸렌), 폴리(에틸렌 말리에이트) 및 폴리(에틸렌이민)을 포함하고 이에 한정되지 않는다. 상기 물질중 일부는 조절되고 정확하고 확실하며 반복적인 탐지가 가능한 안정한 조작을 제공하지 못한다. SAW 감지기가 QCM 감지기보다 더욱 민감하지만, 종래 사용된 중합체의 비교적 낮은 분배 계수는 저농도의 분석물을 탐지하기 위한 SAW 감지기 및 QCM 감지기의 사용을 방해한다.
저농도의 분석물(또한 표적 화합물로 공지됨)을 측정할 수 있는 중합체 필름을 갖는 감지기가 필요하다. 또한, 상기 중합체 필름은 확실한 탐지 결과를 위해 장기간의 조작 안정성을 제공해야 한다.
감지기는 기판 및 이에 배치된 중합체 필름을 포함한다. 상기 중합체 필름은 하나 이상의 경질 블록 성분 및 하나 이상의 연질 블록 성분을 포함한다.
본 발명은 감지기에 의한 표적 화합물의 탐지능을 증강시키기는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 중합체 필름이 없는 감지기에 의해 통상적으로 탐지되지 않는 표적 화합물의 탐지를 증강시키는 중합체 필름을 상기 감지기의 표면에 배치시키는 것을 포함한다. 상기 중합체 필름은 하나 이상의 경질 블록 성분 및 하나 이상의 연질 블록 성분을 포함한다.
감지기용 중합체 필름은 본 발명에 의해 추가로 설명된다. 상기 중합체 필름은 하나 이상의 경질 블록 성분 및 하나 이상의 연질 블록 성분을 포함한다.
본 발명의 이러한 견지 및 다른 견지, 이점 및 두드러진 특성은, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 양태를 개시한 하기의 상세한 설명에 의해 명백할 것이다.
본 발명에 의해 구체화된 감지기는 표적 화합물을 탐지하는데 사용되는 것으로서 그의 표면에 배치된 중합체 필름을 포함한다. 본 발명에 의해 구체화된 중합체 필름은 경질 블록 및 연질 블록 중합체, 예를들어 열가소성 엘라스토머를 포함하는 중합체를 포함한다. 상기 중합체 필름은 감지기의 압전성 결정 표면에 중합체 필름피복물로서 배치되고, 허용되는 피복 기법에 의해 도포될 수 있다.
본 발명에 의해 구체화된 감지기는 임의의 적합한 감지기 및 감지기 기판, 예를들어 QCM 감지기 및 SAW 화학 감지기(이에 한정되지 않음)를 포함하는 음파 감지기를 포함하고 이에 한정되지 않는다. 이러한 감지기들은 화학 감지기이고 다양한 종류의 탐지 용도로 사용할 수 있다. 이러한 용도로는 다양한 표적 화합물을 탐지하는 것이 바람직한 경우 모니터링하는 것을 포함한다.
중합체 필름은 일부의 표적 화합물, 예를들어 탄화수소 및 염소화 탄화수소 증기에 대한 증강된 탐지능을 감지기에 제공한다. 상기 표적 화합물은 감지기에서 탐지할 수 없는 진동을 일으키므로 특정한 감지기에 의해 전형적으로 탐지되지 못하는데, 이는 감지기가 본질적으로 질량 민감성 반응을 뜻하는 중량 범위에서 전형적으로 작용하기 때문이다. 일부의 표적 화합물에 대한 증강된 탐지능은 상기 표적 화합물과 중합체 필름이 갖춰진 감지기 사이의 증가된 중합체 증기 친화력에 의해 적어도 부분적으로 야기된다고 생각된다. 증강된 중합체 증기 친화력은 측정 감도를 증가시킨다. 변화된 진동 주파수에 대한 증강된 측정 감도는 전형적으로 약 1/108이다. 따라서, 진동 주파수에 대한 측정 감도는 중합체 필름의 가소성 및 관련된 점탄성 변화에 의해 상당히 영향을 받지 않는다.
경질 블록 및 연질 블록 중합체 기저 구조체를 포함하는 중합체 필름은, 탄화수소 및 염소화 탄화수소 증기를 포함하고 이에 한정되지 않는 표적 화합물에 노 출되는 경우 공지되어 있는 필름에 비해 감소된 팽윤성 및 가소성을 나타낸다. 따라서, 상기 중합체 필름이 제공된 감지기는 종래의 중합체 필름이 갖춰진 감지기의 팽윤을 나타내지 않는다.
상기 중합체 필름은 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리에테르 블록 폴리아미드, 실리콘 폴리이미드 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 중합체를 포함한다. 상기 중합체들은 각각 연질 블록 및 경질 블록 성분을 포함하고 이에 한정되지 않는다. 경질 블록 및 연질 블록 기저 구조체를 포함하는 중합체는, 결정성 경질 블록 성분 및 비교적 낮은 유리 전이 온도를 갖는 비결정질 연질 블록 성분인 반복적인 고 용융 블록을 포함한다. 경질 블록 및 연질 블록 중합체 물질의 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,595,586 호 및 제 5,391,300 호에 설명되어 있다. 미국 특허 제 5,595,586 호는 연질 블록 및 경질 블록 중합체를 사용하여 휘발성 유기 화합물(VOC), 예를들어 트리클로로에틸렌(TCE)을 공기로부터 흡수 및 탈착시키는 방법을 교시한다.
상기 중합체 필름의 경질 블록 및 연질 블록 성분은, 예를들어 탄화수소 증기가 중합체 필름에 유입하는 경우 표적 화합물을 상기 중합체 필름내로 분배시킨다. 중합체 필름의 경질 블록 및 연질 블록 성분은 중합체 필름에 구조적 완전성(structural integrity)을 제공하는 것으로 여겨진다. 상기 중합체 필름이 탄화수소 증기에 노출되는 경우, 상기 경질 블록 및 연질 블록 성분은 또한 중합체 필름의 중합체의 팽윤을 감소시키고 이와 관련된 작용을 하는 것으로 여겨진다. 추가로, 상기 경질 블록 및 연질 블록 성분은 감지기의 압전성 결정 표면에 대한 중합체 필름의 표면 접착성을 증강시키는 것으로 여겨진다. 상기 증강된 표면 접착성은 반복적인 흡수 및 탈착 주기 적용을 위해 감지기의 수명을 연장시키는데 바람직할 수 있다.
폴리에스테르 엘라스토머를 포함하는 하나의 중합체 필름은 경질 블록 및 연질 블록 성분을 포함한다. 연질 블록 성분의 예로는 폴리옥시알킬렌 디이미드 이산을 포함하고, 경질 블록 성분의 예로는 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 포함한다. 이러한 물질은 상업적으로 입수가능한 듀퐁(DuPont)사의 상표명 하이트렐 수지 및 제너럴 일렉트릭 캄파니(General Electric Company)사의 상표명 로모드 수지이다.
본 발명에 의해 구체화된 다른 중합체 필름은 폴리에테르 블록 폴리아미드를 포함한다. 폴리에테르 블록 폴리아미드는 폴리에테르 연질 블록 성분 및 폴리아미드(나일론 경질 블록) 성분을 포함한다. 이러한 물질은 상업적으로 입수가능한 아토켐 인코포레이티드 (Atochem, Inc.)사의 상표명 페박스(PEBAX) 수지이다.
본 발명에 의해 구체화된 추가의 중합체 필름은 실리콘 폴리이미드(때때로 "실리콘 폴리에테르이미드"로 지칭됨)를 포함한다. 실리콘 폴리이미드는 경질 블록 및 연질 블록 엘라스토머 물질을 포함한다. 실리콘 폴리이미드는 당해분야에 공지되어 있고, 예를들어 미국 특허 제 4,808,686 호 및 제 4,690,997 호에 기술되어 있다.
본 발명에 의해 구체화된 감지기의 중합체 필름의 예가 이제 기술될 것이다. QCM 감지기는 금(Au) 전극을 갖는 감지기 기판으로서 AT-절단 수정이 제공된다. 상기 결정은 약 10MHz의 기본 주파수를 갖는 두께 전단 모드에서 진동한다. 본 발명에 의해 구체화된 중합체 필름은 상기 감지기의 표면에 배치된다. 상기 필름은 적합한 공정에 의해 배치되고, 침지 피복, 스핀 피복, 분사 피복, 증기 침착, 레이저 보조된 침착 및 다른 공지된 비제한적인 방법에 의해 성취된다.
상기 감지기는 표적 화합물을 포함하는 물질, 예를들어 증기와의 접촉시 질량 변화에 의해 야기되는 변화된 진동 주파수를 나타낸다. 상기 감지기 및 수정의 질량 증가는 중합체 필름과 증기(표적 화합물을 포함) 사이의 용해도 상호작용을 통해 발생한다. 이러한 상호작용은 공명 주파수에서 진동의 주파수 이동(또는 변화)을 일으킨다. 따라서, 표적 화합물에 의해 발생하는 진동 주파수에서의 변화는 정확히 감지될 수 있다.
본 발명에 의해 구체화된 중합체 필름은 흡수제 물질을 포함한다. 본 발명에 의해 구체화된 흡수제 물질은 단일 또는 여러개의 근접하게 연관된 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함한다. 이러한 반복 구조 단위는 감지기의 표적 화합물을 흡수하는 선택성 및 감도를 증강시키는 그룹으로 작용화된다. 적합한 그룹으로 작용화된 적합한 구조의 단위를 사용하여 상이한 표적 화합물을 탐지할 수 있다. 상기 흡수제 물질의 유리 전이 온도는 연질 구조 중합체 단위의 작동 온도보다 낮고 경질 구조 중합체 단위의 작동 온도보다 높다. 추가로, 상기 그룹으로 작용화된 상이한 반복 구조 단위는 감지기 배열에 사용되어 다수의 표적 화합물을 탐지할 수 있다.
분배 계수 K는 하기에 기술된다. 분배 계수 K는 기상과 중합체 필름 사이에 흡수된 분자의 평형 분배에 상응하는 열역학적 파라미터이다. 상기 분배 계수 K는 수학식 1에 의해 결정된다. 보다 큰 분배 계수는 감지기를 위한 증강된 신호 변화에 상응한다. 상기 분배 계수는 하기 수학식 1에 따라 결정된다:
수학식 1
Figure 112000016635331-pat00002
상기 식에서,
CF는 중합체 필름 중 표적 화합물의 농도이고,
CV는 중합체 필름 외부의 표적 화합물의 농도이다.
필름의 밀도(ρF), 필름 침착시 공명 주파수의 변화(DfF), 증기 중 표적 화합물의 농도(C) 및 필름의 분배 계수(K)가 공지되는 경우, 음파 감지기에 대한 반응 (△fV)은 하기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112000016635331-pat00003
본 발명에 의해 구체화된 중합체 필름으로서 사용되는 물질을 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1은 본 발명에 의해 구체화된 중합체 필름의 효율성을 나타내는 참고 물질인 폴리이소부틸렌을 나타낸다. 또한, 표 1은 톨루엔 및 TCE에 대한 중합체 필름의 분배 계수(K)의 로그값을 나타낸다. 분배 계수는 기상에서의 톨루엔 32 내지 105ppmv 및 TCE 33 내지 110ppmv의 농도 범위에 대해 평균±SD, n=4로서 제공되고, 예외로 (*)은 TCE 0.1ppmv에 대한 것이다.
표 1에 제시된 물질은 톨루엔 및 TCE의 변하는 농도를 정량화하기 위해 QCM 감지기에 중합체 필름을 조립하는데 사용하였다. 감지기의 이러한 중합체 필름에 대한 보정곡선을 도 1 내지 10에 나타낸다. 중합체 필름의 모든 보정곡선은 실템 물질을 제외하고 조사된 분석물의 농도 범위에 대해 직선이다.
표적 화합물(분석물)의 추적 수준은 실템 물질을 사용하여 탐지할 수 있다. 예컨대, 20℃에서 상이한 두께의 중합체로 피복된 QCM 감지기를 이용한 TCE의 하위 농도(ppmv) 수준을 결정하기 위한 보정곡선이 도 11 및 도 12에 제시된다. 이는 저농도의 분석물에 대한 실템 물질의 극도로 증강된 분배 계수에 의해 성취된다. 도 13은 TCE 증기의 농도에 대한 실템의 분배 계수의 로그값을 도시한다. 톨루엔에서도 이와 유사하게 관찰된다.
화학 감지기용 중합체 필름으로서 사용되는 본 발명에 의해 구체화된 물질은 분석물 증기 및 바탕 기체에 상기 피복된 감지기가 연속적으로 노출되는 경우 가역성 감지기 반응을 제공한다. 가역성 감지기 반응이란 감지기가 특정한 수의 실행을 한 후 또는 특정 온도에 도달한 후 도시된 바와 같이 원래 농도인 약 0.0의 TCE 농도로 돌아갈 수 있음을 뜻한다. 도 14 및 도 15는 질소중 트리클로로에틸렌 농도의 단계적 변화에 대한 중합체 피복된 QCM의 가역적 반응을 도시한다.
물질 logK(톨루엔) K(TCE)
BPA-PC-실리콘 81% DMS "BPASI" 2.95±0.04 2.76±0.01
BPA-PC-실리콘 50% DMS "XD-7" 3.32±0.03 3.07±0.04
하이트렐 3078 3.35±0.02 3.09±0.02
로모드 J613 3.28±0.02 3.03±0.02
실템 2000 4.0±0.1 3.9±0.1
5.33±.06*
실템 G15/40 5.44±.03*
폴리이소부틸렌** 3.08±0.02 2.76±0.03
**비교 물질

하기에 본 발명에 의해 구체화된 중합체 필름으로서 사용되는 물질에 대한 화학식을 나타낸다:
Figure 112000016635331-pat00004
상기 식에서,
m은 약 0.2 내지 약 0.8이고,
n은 약 0.8 내지 약 0.2이다.
Figure 112000016635331-pat00005
Figure 112000016635331-pat00006
상기 식에서,
m은 약 0.4 내지 약 0.7이고,
n은 약 0.6 내지 약 0.3이다.
Figure 112000016635331-pat00007
Figure 112000016635331-pat00008
상기 식에서,
x는 약 0.6 내지 약 0.3이고,
y는 약 0.6 내지 약 0.7이고,
z은 약 10 내지 약 100개의 디메틸실록시 단위를 갖는 폴리디메틸실록산에 대한 평균값이다.
본원에 다양한 양태가 기술되었으나, 다양한 요소들의 조합, 이들의 변형 또는 개선이 당해 분야의 숙련가들에 의해 수행될 수 있고, 이러한 것들이 본 발명의 범주에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 중합체 필름으로 피복된 감지기를 사용하여 표적 화합물의 탐지능을 증강시킬 수 있다.

Claims (49)

  1. 화학물질의 양을 탐지하기 위한 화학 감지기로서,
    활성화될 때 측정 가능한 신호를 생성하는 감지기 요소; 및 감지기 요소의 표면 상에 배치된 중합체 필름을 포함하되,
    상기 중합체 필름이 하나 이상의 경질 블록 성분 및 하나 이상의 연질 블록 성분을 포함하고, 또한 상기 중합체 필름이 화학물질의 양을 일부 포획할 수 있고, 감지기 요소에 인접된 화학물질의 양과 연관되는 상기 신호의 측정 가능한 변화를 유발시킬 수 있는 감지기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 열가소성 엘라스토머를 포함하는 감지기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    음파 감지기, 수정 마이크로저울(quartz crystal microbalance, QCM) 감지기 또는 표면 음파(surface acoustic wave, SAW) 화학 감지기로부터 선택된 감지기를 포함하는 감지기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리에테르 블록 폴리아미드, 실리콘 폴리이미드 및 이들의 혼합물로부터 선택된 중합체를 하나 이상 포함하는 감지기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름에 도입되는 탄화수소 증기를 분배시키는 성분을 포함하는 감지기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 중합체 필름에 대한 구조적 완전성(structural integrity), 탄화수소 증기에 노출시 중합체 필름의 감소된 팽윤성 및 감지기의 표면에 대한 중합체 필름의 증강된 표면 접착성 중에서 하나 이상을 제공하는 성분을 포함하는 감지기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 연질 블록 성분 및 경질 블록 성분을 포함하는 폴리에스테르 엘라스토머를 포함하는 감지기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    연질 블록 성분이 폴리옥시알킬렌 디이미드 이산을 포함하고, 경질 블록 성분이 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 포함하는 감지기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 폴리에테르 블록 폴리아미드를 포함하는 감지기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    폴리에테르 블록 폴리아미드가 연질 블록 폴리에테르 성분 및 경질 블록 폴리아미드(나일론) 성분을 포함하는 감지기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 경질 블록 및 연질 블록 엘라스토머를 포함하는 실리콘 폴리이미드를 포함하는 감지기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    금(Au) 전극을 갖는 AT-절단 수정이 제공된 QCM 감지기를 포함하는 감지기 기판을 포함하는 감지기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 다양한 표적 화합물에 대한 감지기의 선택성 및 감도를 증강시키는 그룹으로 작용화된 하나 이상의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 감지기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 1의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 감지기.
    화학식 1
    Figure 112005043333971-pat00009
    상기 식에서,
    m은 약 0.2 내지 약 0.8이고,
    n은 약 0.8 내지 약 0.2이다.
  15. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 2의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 감지기.
    화학식 2
    Figure 112005043333971-pat00010
    상기 식에서,
    m은 약 0.4 내지 약 0.7이고,
    n은 약 0.6 내지 약 0.3이다.
  16. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 3의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 감지기.
    화학식 3
    Figure 112005043333971-pat00011
    상기 식에서,
    m은 약 0.4 내지 약 0.7이고,
    n은 약 0.6 내지 약 0.3이다.
  17. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 4 및 화학식 5의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 감지기.
    화학식 4
    Figure 112005043333971-pat00012
    화학식 5
    Figure 112005043333971-pat00013
    상기 식에서,
    x는 약 0.6 내지 약 0.3이고,
    y는 약 0.6 내지 약 0.7이고,
    z은 약 10 내지 약 100개의 디메틸실록시 단위를 갖는 폴리디메틸실록산에 대한 평균값이다.
  18. 삭제
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  33. 감지기에 의해 표적 화합물에 대한 탐지능을 증강시키는 방법으로서,
    활성화될 때 특징적인 응답을 생성하는 감지기 요소를 갖는 감지기를 제공하는 단계;
    상기 감지기 요소의 표면 상에 중합체 필름을 배치시키되, 상기 중합체 필름이 표적 화합물의 양을 포획할 수 있고 표적 화합물의 상기 포획의 결과로서 감지기 요소의 특징적인 응답의 변화를 생성하며, 하나 이상의 경질 블록 성분 및 하나 이상의 연질 블록 성분을 포함하는 것인 단계; 및
    감지기 요소의 상기 특징적인 응답의 변화를 감지기 요소에 인접된 표적 화합물의 양에 연관시키는 단계
    을 포함하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 열가소성 엘라스토머를 포함하는 방법.
  35. 제 33 항에 있어서,
    감지기가 음파 감지기, QCM 감지기 또는 SAW 화학 감지기로부터 선택된 감지기를 포함하는 방법.
  36. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리에테르 블록 폴리아미드, 실리콘 폴리이미드 및 이들의 혼합물로부터 선택된 중합체를 하나 이상 포함하는 방법.
  37. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름에 도입되는 탄화수소 증기를 분배시키는 성분을 포함하는 방법.
  38. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 중합체 필름에 대한 구조적 완전성, 탄화수소 증기에 노출시 중합체 필름의 감소된 팽윤성 및 감지기의 표면에 대한 중합체 필름의 증강된 표면 접착성 중에서 하나 이상을 제공하는 성분을 포함하는 방법.
  39. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 연질 블록 성분 및 경질 블록 성분을 포함하는 폴리에스테르 엘라스토머를 포함하는 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    연질 블록 성분이 폴리옥시알킬렌 디이미드 이산을 포함하고, 경질 블록 성분이 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 포함하는 방법.
  41. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 폴리에테르 블록 폴리아미드를 포함하는 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    폴리에테르 블록 폴리아미드가 연질 블록 폴리에테르 성분 및 경질 블록 폴리아미드(나일론) 성분을 포함하는 방법.
  43. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 경질 블록 및 연질 블록 엘라스토머를 포함하는 실리콘 폴리이미드를 포함하는 방법.
  44. 제 33 항에 있어서,
    감지기가 금(Au) 전극을 갖는 AT-절단 수정이 제공된 QCM 감지기를 포함하는 감지 기 기판을 포함하는 방법.
  45. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 다양한 표적 화합물에 대한 감지기의 선택성 및 감도를 증강시키는 그룹으로 작용화된 하나 이상의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 방법.
  46. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 1의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 방법.
    화학식 1
    Figure 112005043333971-pat00019
    상기 식에서,
    m은 약 0.2 내지 약 0.8이고,
    n은 약 0.8 내지 약 0.2이다.
  47. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 2의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 방법.
    화학식 2
    Figure 112005043333971-pat00020
    상기 식에서,
    m은 약 0.4 내지 약 0.7이고,
    n은 약 0.6 내지 약 0.3이다.
  48. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 3의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 방법.
    화학식 3
    Figure 112005043333971-pat00021
    상기 식에서,
    m은 약 0.4 내지 약 0.7이고,
    n은 약 0.6 내지 약 0.3이다.
  49. 제 33 항에 있어서,
    중합체 필름이 하기 화학식 4 및 화학식 5의 반복 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 방법.
    화학식 4
    Figure 112005043333971-pat00022
    화학식 5
    Figure 112005043333971-pat00023
    상기 식에서,
    x는 약 0.6 내지 약 0.3이고,
    y는 약 0.6 내지 약 0.7이고,
    z은 약 10 내지 약 100개의 디메틸실록시 단위를 갖는 폴리디메틸실록산에 대한 평균값이다.
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미국특허공보 05391300호

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