RU2011148034A - Многослойные колориметрические датчики - Google Patents

Многослойные колориметрические датчики Download PDF

Info

Publication number
RU2011148034A
RU2011148034A RU2011148034/28A RU2011148034A RU2011148034A RU 2011148034 A RU2011148034 A RU 2011148034A RU 2011148034/28 A RU2011148034/28 A RU 2011148034/28A RU 2011148034 A RU2011148034 A RU 2011148034A RU 2011148034 A RU2011148034 A RU 2011148034A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
analyte
sensitive
layer
sublayer
minimally
Prior art date
Application number
RU2011148034/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2490616C2 (ru
Inventor
Майкл С. ВЕНДЛАНД
Нил А. РАКОВ
Original Assignee
Зм Инновейтив Пропертиз Компани
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 Зм Инновейтив Пропертиз Компани filed Critical Зм Инновейтив Пропертиз Компани
Publication of RU2011148034A publication Critical patent/RU2011148034A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2490616C2 publication Critical patent/RU2490616C2/ru

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
    • G01N21/75Systems 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
    • G01N21/7703Systems 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 using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
    • G01N2021/7706Reagent provision
    • G01N2021/7723Swelling part, also for adsorption sensor, i.e. without chemical reaction
    • 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
    • G01N2021/7773Reflection
    • 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
    • G01N21/78Systems 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 producing a change of colour
    • 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
    • G01N21/78Systems 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 producing a change of colour
    • G01N21/783Systems 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 producing a change of colour for analysing gases

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

1. Оптически считываемый чувствительный элемент для обнаружения аналита, содержащий:оптически реагирующий слой, расположенный между отражающим слоем и полу-отражающим слоем,причем оптически реагирующий слой содержит по меньшей мере первый, высоко чувствительный к аналиту подслой и второй, минимально чувствительный к аналиту подслой.2. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что высоко чувствительный к аналиту подслой содержит полимер с заданной микропористостью.3. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что отношение толщины первого, высоко чувствительного к аналиту подслоя к толщине второго, минимально чувствительного к аналиту подслоя составляет от примерно 1:8 до примерно 8:1.4. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что высоко чувствительный к аналиту подслой имеет толщину менее чем примерно 300 нм, а минимально чувствительный к аналиту подслой имеет толщину более чем примерно 300 нм.5. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что минимально чувствительный к аналиту подслой является непроницаемым для аналита.6. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что минимально чувствительный к аналиту подслой гидрофобный материал, а высоко чувствительный к аналиту подслой содержит гидрофобный материал.7. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что минимально чувствительный к аналиту подслой содержит по меньшей мере слой неорганического непористого материала.8. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что отражающий слой является проницаемым для аналита.9. Чувствительный элемент по п.8, отличающийся тем, что отражающий слой является нанопористым слоем, содержащи�

Claims (15)

1. Оптически считываемый чувствительный элемент для обнаружения аналита, содержащий:
оптически реагирующий слой, расположенный между отражающим слоем и полу-отражающим слоем,
причем оптически реагирующий слой содержит по меньшей мере первый, высоко чувствительный к аналиту подслой и второй, минимально чувствительный к аналиту подслой.
2. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что высоко чувствительный к аналиту подслой содержит полимер с заданной микропористостью.
3. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что отношение толщины первого, высоко чувствительного к аналиту подслоя к толщине второго, минимально чувствительного к аналиту подслоя составляет от примерно 1:8 до примерно 8:1.
4. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что высоко чувствительный к аналиту подслой имеет толщину менее чем примерно 300 нм, а минимально чувствительный к аналиту подслой имеет толщину более чем примерно 300 нм.
5. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что минимально чувствительный к аналиту подслой является непроницаемым для аналита.
6. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что минимально чувствительный к аналиту подслой гидрофобный материал, а высоко чувствительный к аналиту подслой содержит гидрофобный материал.
7. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что минимально чувствительный к аналиту подслой содержит по меньшей мере слой неорганического непористого материала.
8. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что отражающий слой является проницаемым для аналита.
9. Чувствительный элемент по п.8, отличающийся тем, что отражающий слой является нанопористым слоем, содержащий спекшиеся наночастицы.
10. Чувствительный элемент по п.1, отличающийся тем, что характеризуется отсутствием эффекта циклического перехода под воздействием атмосферы, содержащей 1000 млн-1 органического аналита.
11. Способ изготовления чувствительного элемента для обнаружения аналита, содержащий этапы, на которых:
формируют полуотражающий слой на оптически прозрачной основе;
формируют слой минимально чувствительного к аналиту материала поверх полуотражающего слоя;
формируют слой высоко чувствительного к аналиту материала поверх слоя минимально чувствительного к аналиту материала; и
формируют проницаемый для аналита отражающий слой поверх слоя высоко чувствительного к аналиту материала.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что этап формирования слоя минимально чувствительного к аналиту материала содержит нанесение раствора на полу-отражающий слой и удаление из раствора растворителя для формирования высушенного слоя минимально чувствительного к аналиту материала.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно содержит формирование поперечных связей в материале высушенного слоя минимально чувствительного к аналиту материала.
14. Способ по п.11, отличающийся тем, что этап формирования слоя минимально чувствительного к аналиту материала содержит нанесение способом осаждения и конденсации паров многофункциональных мономеров и/или олигомеров на полу-отражающий слой, с последующей реакцией мономеров и/или олигомеров друг с другом с образованием сети из поперечных связей в минимально чувствительном к аналиту материале.
15. Способ по п.11, отличающийся тем, что этап формирования слоя высоко чувствительного к аналиту материала содержит нанесение раствора на слой минимально чувствительного к аналиту материала и удаление растворителя из раствора для образования высушенного слоя высоко чувствительного к аналиту материала.
RU2011148034/28A 2009-05-22 2010-05-19 Многослойные колориметрические датчики RU2490616C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18048309P 2009-05-22 2009-05-22
US61/180,483 2009-05-22
PCT/US2010/035378 WO2010135413A2 (en) 2009-05-22 2010-05-19 Multilayer colorimetric sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011148034A true RU2011148034A (ru) 2013-06-27
RU2490616C2 RU2490616C2 (ru) 2013-08-20

Family

ID=43126744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011148034/28A RU2490616C2 (ru) 2009-05-22 2010-05-19 Многослойные колориметрические датчики

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8871148B2 (ru)
EP (1) EP2433112A4 (ru)
JP (1) JP5769703B2 (ru)
KR (1) KR101708076B1 (ru)
CN (1) CN102460119B (ru)
AU (1) AU2010249632B2 (ru)
BR (1) BRPI1009623A2 (ru)
RU (1) RU2490616C2 (ru)
WO (1) WO2010135413A2 (ru)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8537358B2 (en) * 2009-05-22 2013-09-17 3M Innovative Properties Company Multilayer colorimetric sensor arrays
BR112012025178A2 (pt) 2010-04-02 2016-06-14 3M Innovative Properties Co sistema de filtro que incluem sensores ópticos de analito
CN102834711A (zh) 2010-04-02 2012-12-19 3M创新有限公司 包括光学被分析物传感器和光学读取器的过滤系统
WO2011123409A1 (en) 2010-04-02 2011-10-06 3M Innovative Properties Company Alignment registration feature for analyte sensor optical reader
FR2969295B1 (fr) * 2010-12-16 2012-12-14 Commissariat Energie Atomique Detecteur multifonctionnel de composes gazeux et ses applications
CN103443616B (zh) * 2011-03-28 2017-05-31 3M创新有限公司 包含掩蔽层粘合剂的传感器
WO2012154314A1 (en) * 2011-03-31 2012-11-15 3M Innovative Properties Company Method and device for indicating moisture based on bis (glyoxime) -transition metal complexes
JP2014510933A (ja) 2011-04-13 2014-05-01 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー センサ素子を含み一体型加熱機構を備えた蒸気センサ
JP5955379B2 (ja) 2011-04-13 2016-07-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 揮発性有機化合物の検出方法
EP2697643B1 (en) 2011-04-13 2015-01-28 3M Innovative Properties Company Method of using an absorptive sensor element
EP2718706B1 (en) 2011-06-08 2015-03-11 3M Innovative Properties Company Humidity sensor and sensor element therefor
LU91841B1 (en) * 2011-07-15 2013-01-16 Ct De Rech Public Gabriel Lippmann Method for forming gas sensing layers
US20150300958A1 (en) * 2012-11-14 2015-10-22 3M Innovative Properties Company Adjustable colorimetric moisture indicators
US9110028B2 (en) * 2013-01-18 2015-08-18 Kirollos Salama Kirollos Sorbent media exhaustion indicator
JP6256615B2 (ja) * 2014-08-29 2018-01-10 富士通株式会社 分析方法、分析装置及び分析プログラム
WO2017165907A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 University Of South Australia Humidity sensors and uses thereof
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
IT202100027104A1 (it) * 2021-10-21 2023-04-21 I N A I L Istituto Naz Per Lassicurazione Contro Gli Infortuni Sul Lavoro Dosimetro colorimetrico per la rilevazione e/o il monitoraggio di composti tossici volatili

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992158A (en) * 1973-08-16 1976-11-16 Eastman Kodak Company Integral analytical element
CA1095819A (en) * 1977-01-14 1981-02-17 Eastman Kodak Company Element for analysis of liquids
JPS6014141A (ja) * 1983-07-06 1985-01-24 Kyoto Daiichi Kagaku:Kk 多層一体化分析用具
US4641524A (en) 1985-08-15 1987-02-10 Kms Fusion, Inc. Optical humidity sensor
CA1317206C (en) * 1986-09-22 1993-05-04 Takeyuki Kawaguchi Method for detecting a component of a biological system and detection device and kit therefor
EP0322669B1 (en) 1987-12-18 1993-08-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. Dry liquid analysis element
DE4303858C2 (de) * 1993-02-10 1995-08-31 Draegerwerk Ag Vorrichtung für den kolorimetrischen Nachweis von gas- und/oder dampfförmigen Komponenten eines Gasgemisches aufgrund der Verfärbung einer in einem Kanal angeordneten Reaktionszone
JP3455262B2 (ja) * 1993-12-24 2003-10-14 進工業株式会社 光学的免疫測定法およびそのデバイス
AT403746B (de) * 1994-04-12 1998-05-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Optochemischer sensor sowie verfahren zu seiner herstellung
JPH08184560A (ja) 1994-12-28 1996-07-16 Hoechst Japan Ltd 有機溶剤蒸気を検出するための光センサ装置
DE19545414C2 (de) 1995-12-06 2002-11-14 Inst Physikalische Hochtech Ev Optisches Sensorelement
DE19608428C2 (de) 1996-03-05 2000-10-19 Forschungszentrum Juelich Gmbh Chemischer Sensor
RU2181487C2 (ru) 2000-05-11 2002-04-20 Никитин Петр Иванович Способ оптического детектирования присоединения вещественного компонента к сенсорному материалу на основе биологического, химического или физического взаимодействия и устройство для его осуществления (варианты)
US7449146B2 (en) * 2002-09-30 2008-11-11 3M Innovative Properties Company Colorimetric sensor
US20040062682A1 (en) 2002-09-30 2004-04-01 Rakow Neal Anthony Colorimetric sensor
US7052652B2 (en) * 2003-03-24 2006-05-30 Rosedale Medical, Inc. Analyte concentration detection devices and methods
AU2004308380A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-14 The Regents Of The University Of California Optically encoded particles, system and high-throughput screening
RU2315999C2 (ru) * 2004-11-24 2008-01-27 Александр Иванович Арчаков Нанодиагностическая тест-система для выявления вируса гепатитов
EP1957268A2 (en) 2005-12-05 2008-08-20 3M Innovative Properties Company Hyperabsorptive nanoparticle compositions
US7556774B2 (en) * 2005-12-21 2009-07-07 3M Innovative Properties Company Optochemical sensor and method of making the same
US8293340B2 (en) * 2005-12-21 2012-10-23 3M Innovative Properties Company Plasma deposited microporous analyte detection layer
US7767143B2 (en) 2006-06-27 2010-08-03 3M Innovative Properties Company Colorimetric sensors
US7906223B2 (en) * 2006-09-11 2011-03-15 3M Innovative Properties Company Permeable nanoparticle reflector
US8067110B2 (en) * 2006-09-11 2011-11-29 3M Innovative Properties Company Organic vapor sorbent protective device with thin-film indicator
CN102308208B (zh) 2008-12-23 2014-12-03 3M创新有限公司 具有微孔有机硅酸盐材料的有机化学传感器
US20110257281A1 (en) 2008-12-23 2011-10-20 John Christopher Thomas Amorphous microporous organosilicate compositions
JP5662945B2 (ja) 2008-12-23 2015-02-04 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 微多孔性有機ケイ酸塩材料を有する有機化学センサ

Also Published As

Publication number Publication date
JP5769703B2 (ja) 2015-08-26
CN102460119A (zh) 2012-05-16
WO2010135413A3 (en) 2011-02-24
KR20120018367A (ko) 2012-03-02
JP2012527624A (ja) 2012-11-08
BRPI1009623A2 (pt) 2016-06-28
EP2433112A2 (en) 2012-03-28
EP2433112A4 (en) 2015-05-13
WO2010135413A2 (en) 2010-11-25
RU2490616C2 (ru) 2013-08-20
KR101708076B1 (ko) 2017-02-17
AU2010249632B2 (en) 2013-10-03
CN102460119B (zh) 2015-01-28
US8871148B2 (en) 2014-10-28
AU2010249632A1 (en) 2011-12-15
US20120062892A1 (en) 2012-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011148034A (ru) Многослойные колориметрические датчики
US9429537B2 (en) Method of detecting volatile organic compounds
JP4861431B2 (ja) 光化学センサ及びその製造方法
Nandi et al. Effects of dip coating parameters on the morphology and transport properties of cellulose acetate–ceramic composite membranes
JP2012527624A5 (ru)
BRPI0816493A2 (pt) sensor e método para detectar um analito químico orgânico e métodos de fabricação de um elemento de detecção de analito químico orgânico
Guo et al. Porous anodic aluminum oxide Bragg stacks as chemical sensors
Exner et al. A step towards the electrophotonic nose: integrating 1D photonic crystals with organic light‐emitting diodes and photodetectors
Jalkanen et al. Studies on Chemical Modification of Porous Silicon‐Based Graded‐Index Optical Microcavities for Improved Stability Under Alkaline Conditions
WO2007102262A1 (ja) 湿度センサ
JP2010503002A5 (ru)
Kumeria et al. Reflective interferometric gas sensing using nanoporous anodic aluminium oxide (AAO)
Sweetman et al. Chemically patterned porous silicon photonic crystals towards internally referenced organic vapour sensors
Georgiev et al. Optical properties of sol-gel Nb 2 O 5 films with tunable porosity for sensing applications
EP2409136A1 (en) Device and method for optical sensing of substances or environmental conditions
Logothetidis et al. Ultra high barrier materials for encapsulation of flexible organic electronics
WO2011005463A3 (en) High-temperature, steam-selective membrane
Dhanekar et al. Organic vapour sensing by porous silicon: Influence of molecular kinetics in selectivity studies
Ivanov et al. Kinetics of adsorption–desorption processes of alcohol molecules in porous silicon Bragg mirror
De Stefano et al. Protein‐modified porous silicon nanostructures
JP5460113B2 (ja) 局在表面プラズモン共鳴測定基板及び局在表面プラズモン共鳴センサ
CN112986182A (zh) 湿度传感单元、湿度传感器及其应用
US8923662B2 (en) Optical environmental sensor and method for the manufacturing of the sensor
Liu et al. Patterned one-dimensional photonic crystals with acidic/alkali vapor responsivity
Lova et al. Label-free vapor selectivity by polymer-inorganic composite photonic crystals sensors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180520