专利名称：气体敏感结构和包括其的部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够确定一种或多种气态分析物的浓度的气体敏感结构以及用于确 定这种浓度的系统的部件。
背景技术：
已知有包括发光介质的传感器，其测量发光介质的发光的一个或多个方面以便确 定关于与发光介质接触的气体中的分析物的信息。一些常规的发光介质包括气体敏感膜， 其包括聚合物膜和结合于聚合物膜中的发光染料。在这些常规发光介质中，发光介质的各 种传感器特性，例如响应时间和动态范围，是聚合物之内的交联程度和/或分子量的函数。 通常，增大发光介质的动态范围的交联程度和/或分子量也倾向于增大发光介质的响应时 间。结果，为了增强发光介质的动态范围，可能不得不恶化发光介质的响应时间。类似地， 为了提供具有增强的响应时间的发光介质，可能会抑制发光介质的动态范围。

发明内容
本发明的一个方面涉及一种被配置成监测一种或多种气态分析物的系统的部件。 在一个实施例中，该部件包括导管和气体敏感膜。形成所述导管以实现通过其的气体流。 气体敏感膜被设置成与所述气体流连通，并对所述气体流之内的一种或多种气态分析物敏 感。在一些情况下，膜包括染料和聚合物基质。染料对所述一种或多种气态分析物敏感。聚 合物基质承载所述染料，是多孔的，且被形成为使得所述膜具有(i)所述一种或多种气态 分析物的浓度至少从大约20%到大约90%的动态范围以及(ii)至少在所述动态范围的一 部分上的小于大约80毫秒的响应时间。本发明的另一方面涉及一种气体敏感结构。在一个实施例中，该结构包括衬底和 膜。膜设置于所述衬底上，并对一种或多种气态分析物敏感。在一些情况下，膜包括聚合物 基质和染料。该聚合物基质具有大于10%的孔隙度。染料由所述聚合物基质承载，并对所 述一种或多种气态分析物敏感。本发明的另一方面涉及一种气体敏感结构。在一个实施例中，该结构包括衬底和 膜。膜设置于所述衬底上，并对一种或多种气态分析物敏感。在一些情况下，膜包括染料和 聚合物基质。染料对所述一种或多种气态分析物敏感。聚合物基质承载所述染料，且被形 成为使得所述膜具有(i)所述一种或多种气态分析物的浓度至少从大约20%到大约90% 的动态范围以及(ii)至少在所述动态范围的一部分上的小于大约80毫秒的响应时间。参考附图，考虑以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他目的、特征和特 性，以及相关结构元件和部件组合的操作方法和功能和制造的经济性将变得更加显而易 见，所有附图形成本说明书的一部分，其中在各图中类似的附图标记表示对应的部件。不 过，显然可以理解，附图仅是为了例示和描述的目的，并非意在限定本发明的限度。如说明 书和权利要求中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该/所述”包括复数引用，除非上 下文另行做出了明确指示。


图IA和IB示意性示出了根据本发明的一个实施例被配置成确定与气体中的一种 或多种分析物相关的信息的系统；图2示意性示出了根据本发明的一个实施例被配置成确定与气体中的一种或多 种分析物相关的信息的传感器的构造；图3示意性示出了根据本发明的一个实施例被配置成确定与气体中的一种或多 种分析物相关的信息的传感器的构造；以及图4示意性示出了根据本发明的一个实施例的发光介质。
具体实施例方式参考图1A，示出了被配置成确定与气体中的一种或多种分析物相关的信息的系统 10。系统10包括传感器12、导管14和处理器16。在一个实施例中，可以将传感器12和导 管14可拆除地彼此耦合。图IA示出了与传感器12解耦的导管14。图IB示意性示出了在传感器12和导管14耦合在一起时的系统10。导管14提 供了气体可以通过的流动路径18。如果传感器12耦合到导管14(例如如图IB所示)，传 感器12可用于产生输出信号，该输出信号经由该传感器和处理器16之间的操作通信链路 (例如，有线链路、无线链路、分立链路、经由网络的链路等)被提供到该处理器16。基于传 感器12产生的输出信号，处理器16确定与设置于流动路径18之内的气体中包括的一种或 多种分析物的一种或多种性质相关的信息。在一个实施例中，导管14可以与另一导管或管路耦合，其向导管14输送和/或 从导管14接收气体。在这种情况下，通常将导管14称为“气道适配器”。在更特定的示例 中，导管14形成流体回路的一部分，该流体回路是气体输送系统的一部分。例如，气体输送 系统可以被设计成向患者提供呼吸治疗。在这种情况下，导管14作为其一部分的流体回路 (例如从气体源和/或流发生器)向患者接口用具输送和/或从患者接口用具接收气体，该 患者接口用具被配置成与患者的气道相连通。患者接口用具的一些示例例如可以包括气管 内导管、鼻插管、气管切开导管、面罩或其他患者接口用具。本发明不限于这些示例，并且可 预期确定任何气体中的分析物。在一个实施例中，其中导管14形成被配置成监测通过导管14设置于其中的流体 回路输送的气体流中的一种或多种气态分析物的系统的部件，选择性地从流体回路移除导 管14。这将使得导管14能够在需要时被移除和/或更换。例如，随着时间推移，如果不更 换或更新导管14和/或导管14中包括的或承载的一些元件(如下所述，例如发光介质20)， 则导管14作为其部件的被配置成监测一种或多种气态分析物的系统的性能可能会恶化。从图IA和IB中可以看出，在一个实施例中，导管14承载着发光介质20。在一个 实施例中，传感器12包括发射器22和光敏检测器24。应当认识到，可以实现多种机制以可拆除地耦合传感器12和导管14。在一些实 施例中，在容纳传感器12的外壳的外表面上提供承座区域。承座区域适于牢固地接收导管 14。例如，可以通过以下文献中描述的方式耦合传感器12和导管14:2003年9月9日授予 Labuda等人的名称为“0XYGE匪0NIT0RING APPARATUS”的美国专利No. 6616896 (下文称为“‘896专利”)，或2003年10月14日授予Blazewicz等人的名称为为“0XYGENM0NIT0RING APPARATUS”的美国专利No. 6632402 (下文称为“'402专利”)。此外，这两篇参考文献都 描述了如下传感器其(1)包括类似于发射器22、光敏检测器24和/或发光介质20中的 一些或全部的部件，(2)以类似于传感器12和处理器16的方式确定与气体中的一种或多 种分析物相关的信息。因此通过引用将'402专利和'896专利都全文并入本公开。这些 示例并非意在限制，并且应当认识到，可以使用用于耦合传感器12和导管14的任何适当方 法。此外，在另一实施例中，传感器12和导管14彼此永久连接，或至少不容易解耦。在传感器12和导管14耦合时，发射器22发射指向发光介质20的电磁辐射。如下 文进一步所述，发射器22发射的电磁辐射包括波长导致发光介质20发光的电磁辐射。发 射器22可以包括一个或多个有机发光二极管(“0LED”)、激光器(例如，激光二极管或其 他激光源)、发光二极管(“LED”)、热阴极荧光灯(“HCFL”)、冷阴极荧光灯(“CCFL”)、白 炽灯、卤素灯泡、接收的环境光和/或其他电磁辐射源。在一种实现方式中，发射器22包括一个或多个绿光和/或蓝光LED。这些LED通 常在发光介质20的发光成分吸收区域中具有高强度，而在其他波长(例如红色和/或红 外)输出较小量的辐射。这使得传感器12的杂散干扰光和/或光降解最小。尽管本发明决不限于使用LED，但将LED实现为发射器22的其他优点包括重量轻、 紧凑、功耗低、电压要求低、发热低、可靠、结实、成本较低和稳定。而且，可以非常快速、可靠和可重复地开关它们。在一些实现方式中，系统10可以包括设置于传感器12和/或导管14之一或两者 之内的一个或多个光学元件(未示出)，以引导、聚焦和/或以其他方式处理由发射器22 发射的辐射。例如，一个或多个透镜可以在选定的方向上准直辐射。作为更具体的示例，并 入本文的'896和'402专利都公开了使用处理由类似于发射器22的发射器发射的辐射 的光学元件。还可预期将滤波器和镜片用在本发明中。此外，本发明可预期，发射器和(多 个)检测器的物理布置可以是多种布置中的任何一种。在传感器12和导管14耦合时，来自发射器22的电磁辐射可以以预定幅度调制 (例如，具有预定频率、具有预定最大和/或最小幅度等)到达发光介质20。在一个实施例 中，可以驱动发射器22以发射具有预定幅度调制的电磁辐射。在另一实施例中，传感器12 可以包括一个或多个光学元件(未示出)，光学元件调制发射器22发射的电磁辐射的振幅。 一个或多个光学元件可以包括一个或多个定期驱动的有源元件(例如液晶堆栈等)和/或 定期移入移出发射器22发射的电磁辐射的光学路径中的一个或多个无源元件(例如滤波 器、半反光镜等)。导管14可以包括形成于导管14的壁中的窗口 26。窗口 26可以是基本透明的，使 得诸如发射器22发射的电磁辐射的电磁辐射能够在传感器12和导管14耦合时进入和/或 离开导管14的内部。例如，窗口 26可以由蓝宝石、一种或多种聚合物(例如聚乙烯等)、玻 璃和/或其他基本透明的材料形成。在一些实施例中(未示出)，导管14可以包括两个类 似于窗口 26的窗口。如'402专利中所示和所述，可以在导管14中彼此相对地设置两个 窗口，以使得电磁辐射能够穿过导管14。在这一实施例中，在传感器12和导管14耦合时， 光敏检测器24可以定位在导管14的与发射器22相对的侧上。发光介质20是一种响应于来自发射器22的辐射和/或某种其他激励能量而发光的介质，以在与发射器22提供的电磁辐射的波长不同的波长下以基本全向方式发射由波 状线28所指示的电磁辐射。这种发光电磁辐射28的强度和/或余辉根据导管14之内气 体中包括的一种或多种分析物的相对量而上升和下降。在一个实施例中，氧气、二氧化碳、 一种或多种麻醉剂和/或其他气态分析物通过遏制(quench)发光反应而导致发光辐射28 的强度和/或余辉的改变。随着适当分析物的浓度增大，发光辐射28的强度和/或余辉的 改变将会增大。在一些情况下，由于分析物浓度增大导致的发光辐射28的强度和/或余辉 的改变包括发光辐射28的强度和/或余辉的降低。在一个实施例中，将发光介质20形成 为发光膜(例如，如下所述)。在图IA和IB中所示的实施例中，将发光介质20设置成与热容器30接触、紧密靠 近或以其他方式热耦合。采用热容器30将发光介质20保持在基本恒定的工作温度，由此 减少或消除系统10的可归因于发光介质20温度变化的不精确性。要理解，除了热容器30 之外或作为替代，本发明可预期使用任何加热器或热控制系统将发光介质20保持在基本 恒定的工作温度。光敏检测器24定位在传感器12之内，使得如果传感器12和导管14是耦合的，光 敏检测器24就至少接收来自发光介质20的发光电磁辐射28的一部分。基于所接收的辐 射，光敏检测器24产生与所接收的辐射的一种或多种性质相关的一个或多个输出信号。例 如，一个或多个输出信号可以与辐射量、辐射强度、辐射调制和/或辐射的其他性质相关。 在一个实施例中，光敏检测器24包括PIN 二极管。在其他实施例中，将其他光敏器件用作 光敏检测器24。例如，光敏检测器24可以采取二极管阵列、CCD芯片、CMOS芯片、光电倍增 管和/或其他光敏器件的形式。图2示意性示出了包括光敏检测器24的传感器12的实施例，其中在发光介质 20和光敏检测器24之间的传感器12之内定位一个或多个滤波器元件32。如并入本文 的'896和'402专利所述，滤波器元件32通常设计为防止不是由发光介质20发射的电 磁辐射入射到光敏检测器24上。例如，在一个实施例中，滤波器元件32是波长特异性的， 允许发光辐射28穿过其入射到光敏检测器24上，而基本阻挡其他波长的辐射(例如，环境 辐射、发射器22发射并从窗口 26反射的电磁辐射等)。在图2所示的传感器12的实施例中，传感器12还包括参考光敏检测器34和分束 元件36。如并入本文的'896专利所述，分束元件36可以将朝向光敏检测器24传播的辐 射的一部分引导到参考光敏检测器34上。可以将参考光敏检测器34产生的一个或多个输 出信号用作参考，以说明和/或补偿光敏检测器24产生的一个或多个输出信号中的系统噪 声(例如，发射器22的强度起伏等)。应当认识到，尽管图2中将滤波器32、参考光敏检测器34和分束元件36示出为设 置于传感器12中，但这是出于例示的目的。在其他实施例中，分束元件36、参考光敏检测器 34和/或一个或多个滤波器32中的一些或全部可以设置于导管14之内。图3示意性示出了传感器12的又一种构造。在图3所示的构造中，热容器30至少 部分半透明，并与窗口 26邻近。在这种构造中，发光介质20定位成在热容器30与窗口 26 相对的侧上与热容器30热连通。发光介质20暴露于发光介质20的一侧上的流动路径18， 该侧与电容器30和发光介质20之间的边界相对。可以看出，发射器22发射的电磁辐射38 穿过窗口 26和热容器30以入射到发光介质20上。从发光介质20发射的发光辐射28返回通过热容器30和窗口 26行进，以基本与上述相同的方式入射到滤波器元件32和光敏检 测器24上。这种构造的示例在公开号为NO.US20060145078的美国专利申请No. 11/368832 中公开，在此通过引用将其内容并入本文。在一些情况下，可以将热容器30和窗口 26形成 为单一集成部件。图4示意性示出了根据本发明的一个或多个实施例的发光介质20的侧视图。从 图4中可以看出，发光介质20至少包括衬底40和膜42。如上所述，发光介质20是对气体 敏感的结构，从而一种或多种气态分析物的存在会影响到发光介质20的发光的一种或多 种性质。例如，在一个实施例中，一种或多种气态分析物的存在影响发光介质20的发光的 强度和/或余辉。衬底40提供基底，可以在其上形成和/或淀积膜42。照此，衬底40可以由具有能 够实现这种功能的刚度和表面特性的任何有机或无机材料构成。此外，构成衬底40的材料 应当不会显著抑制发光介质20的发光和/或来自发光介质20的发光辐射透射到适当的检 测器(例如，图1-3中的传感器12)。因此，在一个实施例中，衬底40对于提供到发光介质 20的电磁辐射至少有些半透明，以激励从发光介质20发出的发光和/或电磁辐射。例如， 衬底40可以对这样的电磁辐射基本透明。在一个实施例中，衬底40可以包括衬底材料片， 在其上淀积膜42之后，将其分离成分离的单元(例如，用于类似于图1-3所示并如上所述 的系统)。膜42由承载染料的聚合物基质构成。在一个实施例中，染料对一种或多种气态分 析物敏感，并且聚合物基质提供了在衬底40上完好保持染料的结构，由此创建气体敏感结 构，即发光介质20。如下文进一步所述，膜42被形成为能够以增强的响应时间在增强的动 态范围上检测一种或多种气态分析物的浓度。膜42中包括的染料可以包括任何气体敏感发光染料(例如荧光染料)。这种染料 的一些非限制性示例包括基于卟啉的染料、基于钌的染料、基于聚对二甲苯的染料、离子敏 感荧光团(例如，基于荧光素的染料、基于芘的染料等)和/或其他气体敏感染料。可以选 择染料，使得一种或多种气态分析物包括氧气、二氧化碳、麻醉剂和/或其他气态成分中的 一种或多种。可以由能够固定染料的任何聚合物(或聚合物的组合)形成膜42中的聚合物基 质。这种染料的一些非限制性示例包括甲基丙烯酸酯、二氧化硅气凝胶、聚碳酸酯、聚苯乙 烯、PVC、乙烯基吡咯烷酮、聚酯和/或其他聚合物。在一些情况下，用于形成基质的聚合物 对于提供给发光介质20的辐射至少部分半透明(例如，基本透明)，以激励从发光介质20 发出的发光和/或发光辐射，从而不显著抑制发光介质20的发光和/或来自发光介质20 的发光辐射透射到适当的检测器。代替单独依赖用于形成膜42的聚合物基质的聚合物的 性质(例如交联程度、分子量等)来增强发光介质20的动态范围和/或响应时间之一或两 者，膜42的聚合物基质被形成为具有被设计成增强发光介质20的这些和/或其他性质的 结构。如这里所使用的，术语“动态范围”是指可以基于发光介质20的发光检测的一种 或多种分析物的浓度范围。通常，在聚合物基质外部，用于形成发光介质20的染料具有较 低的动态范围。例如，如果染料在聚合物基质外部，或如果聚合物基质使染料能够基本自由 接触环境气体，则气体中的一种或多种气态分析物能够接触染料以遏制发光的所有染料中“位置”都可以被较低浓度的一种或多种气态分析物饱和。在用于形成聚合物基质的聚合物不抑制一种或多种气态分析物接触染料时，存在 高于该饱和点的浓度的一种或多种气态分析物将不会导致额外的遏制。相反，更高的浓度 将被检测发光遏制的传感器(例如，图1-3所示的传感器12)感知为使膜42的染料饱和的 相同的较低浓度的一种或多种气态分析物，这导致传感器对一种或多种气态分析物的浓度 的测量不精确。为了避免这种饱和，选择形成聚合物基质的聚合物，使其具有允许一种或多种气 态分析物扩散到基质中的交联程度和/或分子量。一种或多种气态分析物通过聚合物基质 的聚合物扩散以接触染料，这进一步增大了发光介质20的动态范围，因为一种或多种气态 分析物的扩散将是一种或多种气态分析物浓度的函数。在一个实施例中，利用这样的聚合 物形成聚合物基质其交联程度和/或分子量使得发光介质20的动态范围至少为一种或多 种气态分析物从大约20%到大约90%的浓度。在一个实施例中，利用这样的聚合物形成聚 合物基质其交联程度和/或分子量使得发光介质20的动态范围至少为从大约20%到大 约95%。在一个实施例中，利用这样的聚合物形成聚合物基质其交联程度和/或分子量 使得发光介质20的动态范围至少为从大约20%到大约100%。通常，在选择聚合物基质的聚合物使其交联程度和/或分子量使发光介质20具有 较大动态范围时，在动态范围上一种或多种气态分析物通过聚合物基质接触染料的扩散过 程也将影响到一种或多种气态分析物的分子与染料接触所花的时间(例如，随着一种或多 种分析物通过基质扩散)。更具体而言，分子到达染料所花的时间将增大，这进而增大与发 光介质20连通的气体中的一种或多种气态分析物的浓度变化和一种或多种气态分析物提 供的遏制量的对应变化之间的延迟。出于本公开的目的，这种延迟将被称为发光介质20的 “响应时间”。响应时间的定义的更具体而非限制性的示例是，发光介质20响应于一种或多种 气态分析物的浓度变化提供的信号从信号响应于该浓度变化将作出的某种较低百分比的 变化到该信号响应于该浓度变化将作出的某种较高百分比的变化所花的时间。在一些情况 下，可以将信号较低百分比的变化定义为10%的变化，可以将信号较高百分比的变化定义 为90%的变化。在与发光介质20连通的气体不受一种或多种气态分析物的浓度的突然变化影响 的实施例中，或在检测这种变化的延迟不重要时，由一种或多种气态分析物扩散到膜42的 聚合物基质中导致的响应时间延迟可能不会抑制包括发光介质20的系统工作，例如如图 1-3所示和上文所述的系统的工作。然而，在其他实施例中，应当以相对最小的滞后量化 (例如基于发光介质20的发光)气体中的一种或多种气态分析物的浓度。为了提供如上所 述的聚合物基质的增强(例如增强的动态范围)，膜42的聚合物基质应当形成比一种或多 种气态分析物分子有些大的开口。这可以增大聚合物基质和染料的有效表面积，并保持与 上述的一种或多种气态分析物到聚合物基质中的扩散相关联的优点，同时保持发光介质20 的响应时间低于可接受的阈值。应当认识到，发光介质20的响应时间的可接受的阈值将取决于被监测的一种或 多种气态分析物、气体的属性和/或成分和/或其中部署发光介质20以监测一种或多种气 态分析物的系统的工作需求。响应时间的一些非限制性示例包括大约90毫秒、大约80毫秒和大约60毫秒。在一些情况下，发光介质20的响应时间的可接受的阈值将至少在发光 介质20的动态范围的一部分上指定响应时间。在一些情况下，发光介质20的响应时间的 可接受的阈值将在发光介质20的基本整个动态范围上指定响应时间。从上文显然可知，在设计膜42时，在发光介质20的动态范围和发光介质20的响 应时间之间存在平衡，即，在通过选择用于聚合物基质的不同聚合物来增大动态范围时，响 应时间减小，反之亦然，等等。如上所述，常规上，膜42的动态范围和响应时间主要取决于 用于形成膜42的聚合物的参数，例如交联程度和分子量。上述膜42中的聚合物基质的孔 隙度使得聚合物能够在膜42中实现，在常规发光介质中(例如，由于所得膜的较大响应时 间)这对于实现较大的动态范围同时维持可接受的和/或增强的响应时间是不合适的。在 这一实施例中，可以在常规、基本无孔隙的发光介质上放松对发光介质20的动态范围和响 应时间的互逆限制。此外，孔隙度和/或聚合物(具有不同聚合物参数)的不同组合可以 促成与在常规无孔隙发光介质中通过在不同聚合物之间简单切换可实现的效果相比动态 范围和响应时间之间的固有折中的更大定制。在一个实施例中，为了在衬底42上提供膜40的聚合物基质(并包括染料)，可以 利用具有低沸点的溶剂将聚合物基质和染料作为系列液滴施加到衬底42上，低沸点例如 是为了使溶剂能够在沉淀之后从基质中蒸发。例如，涂布工艺例如是溅射、旋涂、汽相沉积、 喷射和/或其他涂布工艺。可以通过调节涂布工艺的参数来控制基质的孔隙度、由基质形 成的开口的尺寸和/或基质的其他性质。应当认识到，在衬底40上形成膜42并非意在限 制。在一些情况下，可以与衬底40分离地形成具有适当孔隙度的膜42，然后可以利用例如 粘合剂等将膜42固定到衬底40。在一个实施例中，所形成的聚合物基质具有大于大约10 % 的孔隙度。在一个实施例中，所形成的聚合物基质具有大于大约12%的孔隙度。尽管已经基于当前认为最现实且优选的实施例出于例示目的详细描述了本发明， 但要理解，这种细节仅仅是为了该目的，且本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发 明意在覆盖在所附权利要求的精神和范围之内的修改和等价布置。例如，要理解，本发明预 期在可能的程度上可以将任何实施例的一个或多个特征与任何其他实施例的一个或多个 特征组合。
权利要求
一种被配置成监测一种或多种气态分析物的系统的部件，所述部件包括(a)导管，形成所述导管以实现通过其的气体流；(b)设置成与所述气体流连通的气体敏感膜，所述膜对所述气体流之内的一种或多种气态分析物敏感，所述膜包括(1)对所述一种或多种气态分析物敏感的染料；以及(2)承载所述染料的聚合物基质，其中，所述聚合物基质是多孔的，并且形成所述聚合物基质，使得所述膜具有(i)所述一种或多种气态分析物的浓度至少从大约20％到大约90％的动态范围以及(ii)至少在所述动态范围的一部分上的小于大约80毫秒的响应时间。
2.根据权利要求1所述的部件，其中，对于所述一种或多种气态分析物的浓度从大约 20%到大约90%而言所述膜的响应时间小于大约80毫秒。
3.根据权利要求1所述的部件，其中，所述聚合物基质形成大于所述一种或多种气态 分析物的分子直径的物理开口。
4.根据权利要求1所述的部件，其中，所述染料是发光的，且其中，所述染料的发光的 一种或多种性质受到所述一种或多种气态分析物的存在的影响。
5.根据权利要求4所述的部件，其中，所述染料的发光的强度和/或余辉受到所述一种 或多种气态分析物的存在的影响。
6.根据权利要求1所述的部件，其中，所述聚合物基质和/或所述衬底之一或两者至少 对由所述染料发出的电磁辐射是有些半透明的。
7.根据权利要求1所述的部件，其中，所述一种或多种气态分析物包括氧气。
8.一种气体敏感结构，所述结构包括(a)衬底；以及(b)设置于所述衬底上的膜，其中，所述膜对一种或多种气态分析物敏感，所述膜包括(1)孔隙度大于10%的聚合物基质；以及(2)由所述聚合物基质承载的染料，其中，所述染料对所述一种或多种气态分析物敏感。
9.根据权利要求8所述的结构，其中，所述染料是发光的，且其中，所述染料的发光的 一种或多种性质受到所述一种或多种气态分析物的存在的影响。
10.根据权利要求9所述的结构，其中，所述染料响应于暴露于第二波长的电磁辐射而 发出第一波长的电磁辐射。
11.根据权利要求10所述的结构，其中，所述染料以所述第一波长发出的电磁辐射的 一种或多种性质受所述一种或多种气态分析物的存在的影响。
12.根据权利要求9所述的结构，其中，所述染料的发光的强度和/或余辉受到所述一 种或多种气态分析物的存在的影响。
13.根据权利要求8所述的结构，其中，所述聚合物基质和/或所述衬底之一或两者至 少对由所述染料发出的电磁辐射是有些半透明的。
14.根据权利要求8所述的结构，其中，所述一种或多种气态分析物包括氧气。
15.一种气体敏感结构，所述结构包括(a)衬底；以及(b)设置于所述衬底上的膜，其中，所述膜对一种或多种气态分析物敏感，所述膜包括(1)对所述一种或多种气态分析物敏感的染料；以及(2)承载所述染料的聚合物基质，其中，形成所述聚合物基质，使得所述膜具有(i)所述一种或多种气态分析物的浓度至少从大约20%到大约90%的动态范围以及(ii)至少在 所述动态范围的一部分上的小于大约80毫秒的响应时间。
16.根据权利要求15所述的结构，其中，对于所述一种或多种气态分析物的浓度从大 约20%到大约90%而言所述膜的响应时间小于大约80毫秒。
17.根据权利要求15所述的结构，其中，所述聚合物基质是多孔的且形成大于所述一 种或多种气态分析物的分子直径的开口。
18.根据权利要求15所述的结构，其中，所述染料是发光的，且其中，所述染料的发光 的一种或多种性质受到所述一种或多种气态分析物的存在的影响。
19.根据权利要求18所述的结构，其中，所述染料响应于暴露于第二波长的电磁辐射 而发出第一波长的电磁辐射。
20.根据权利要求19所述的结构，其中，所述染料以所述第一波长发出的电磁辐射的 一种或多种性质受所述一种或多种气态分析物的存在的影响。
21.根据权利要求18所述的结构，其中，所述染料的发光的强度和/或余辉受到所述一 种或多种气态分析物的存在的影响。
22.根据权利要求15所述的结构，其中，所述聚合物基质和/或所述衬底之一或两者至 少对由所述染料发出的电磁辐射是有些半透明的。
23.根据权利要求15所述的结构，其中，所述一种或多种气态分析物包括氧气。
全文摘要
一种被配置成监测一种或多种气态分析物的系统(10)的部件。在一个实施例中，该部件包括导管(14)和气体敏感膜(20)。形成所述导管(14)以实现通过其的气体流。气体敏感膜(20)被设置成与所述气体流连通，并对所述气体流之内的一种或多种气态分析物敏感。膜(20)包括发光染料和聚合物基质。该染料对所述一种或多种气态分析物敏感。该聚合物基质承载所述染料，是多孔的，且被形成为使得所述膜具有(i)所述一种或多种气态分析物的浓度至少从大约20％到大约90％的动态范围以及(ii)至少在所述动态范围的一部分上的小于大约80毫秒的响应时间。
文档编号G01N21/77GK101990635SQ200980112263
公开日2011年3月23日 申请日期2009年4月2日 优先权日2008年4月8日
发明者C·米勒 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司