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原文传递检测溶解氧浓度和pH值的集成传感器及制备方法

专利名称：	检测溶解氧浓度和pH值的集成传感器及制备方法
摘要：	本发明属于溶解氧(DO)传感器和pH值传感器制备技术领域，公开了一种荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器及制备方法，具有稳定性好、响应速度快、体积小、携带方便、成本低廉、寿命长等特点。本发明制备的荧光法DO/pH值集成传感器由检测器和传感膜两部分组成。其中，检测器由电路和光路两个相互耦合的系统组成，通过时分复用技术分别检测DO浓度和pH值，实现两种分析物的集成检测。选择透明的光学玻璃或聚合物薄片为衬底，以八乙基卟啉铂(PtOEP)作为氧敏感荧光指示剂、8‑羟基芘‑1,3,6‑三磺酸三钠盐作为pH值敏感荧光指示剂，分散于基质材料制得对DO浓度和pH值敏感的传感层，再将散光层和遮光层涂覆其上，制成DO/pH值集成传感膜。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海大学
发明人：	韩敏敏;严六明;岳宝华
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-24T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202310911070.1
公开号：	CN117074377A
代理机构：	武汉同誉知识产权代理有限公司
代理人：	于福
分类号：	G01N21/64;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/64
申请人地址：	200444 上海市宝山区上大路99号
主权项：	1.一种荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器，其特征在于，通过集成传感器实现同时检测DO浓度和pH值的荧光法传感器；在检测器部分，采用了电路和光路相互耦合的系统。光路系统包括多个发光二极管和光电二极管，用于激发和探测不同荧光指示剂分子发射的荧光信号。电路系统则包括多个电路模块，通过时分复用技术，确保每个发光二极管在任何时刻只有一个发光，对应一个光电二极管检测荧光信号。 2.如权利要求1所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器，其特征在于，所述DO/pH值集成传感器的检测器包括电路和光路两个相互耦合的系统： 1)光路系统包括激发光源和带通滤波片、荧光指示剂分子、带通滤波片和光电二极管，其中包括LED1、LED2、LED3三个发光二极管和PD1和PD2两个光电二极管； 2)电路系统包括电源系统、主控模块、D/A转换电路、LED驱动电路、光电转换电路、带通滤波电路、A/D转换电路、通讯接口模块，采用时分复用技术，保证任何时刻只有一个发光二极管发光，对应一个光电二极管检测荧光信号，LED1激发DO敏感指示剂，LED2激发pH敏感荧光指示剂对应的共轭酸，LED3激发pH敏感荧光指示剂对应的共轭碱，PD1探测DO敏感指示剂发射的荧光，PD2探测pH值敏感指示剂发射的荧光，其中，共轭酸和共轭碱发射的荧光波长相互重叠。 3.如权利要求2所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器，其特征在于，所述1)中三个发光二极管LED1、LED2、LED3共用一个驱动电路，采用时分复用技术驱动三个LED分别发光，三个LED的发光波长不同，并由带通滤波片进一步控制带宽，保证互不重叠、干扰。 4.如权利要求2所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器，其特征在于，所述2)两个光电二极管PD1和PD2共用一个检测电路，由带通滤波片控制光电二极管所能接收荧光的带宽，保证互不重叠、干扰。 5.如权利要求1所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器的制备方法，其特征在于，所述传感器通过时分复用技术分别检测DO和pH值，实现两种分析物的集成检测。 6.一种荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器的制备方法，其特征在于，所述DO/pH值集成传感膜的制备方法，包括以下步骤：选用合适的材料作为传感膜的基质材料，同时掺入DO敏感荧光指示剂和pH值敏感荧光指示剂，涂覆在透明衬底上，养护成膜；在此基础上，涂覆散光层和遮光层，得到DO/pH值集成传感膜。 7.如权利要求6所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器的制备方法，其特征在于，所述制备DO/pH值集成传感膜的基质材料包括共聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三氟乙酯-甲基丙烯酸异辛酯)和有机改性硅酸盐(ORMOSIL)。 8.如权利要求6所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器的制备方法，其特征在于，所述衬底为透明的光学玻璃或聚合物薄片；散光层由散光剂如TiO2颗粒、纳米Au和基质材料组成；遮光层由遮光剂(如炭黑)和基质材料组成。 9.如权利要求6所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器的制备方法，其特征在于，所述传感层中包含两种荧光指示剂，分别对DO浓度和pH值敏感，优选八乙基卟啉铂(PtOEP)和8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠(HPTS)，但不限于这两种荧光指示剂。 10.如权利要求6所述的荧光法检测DO浓度和pH值的集成传感器的制备方法，其特征在于，DO浓度和pH值敏感荧光指示剂具有不同的荧光波长，DO浓度敏感荧光指示剂、pH值敏感荧光指示剂对应的共轭酸和共轭碱具有不同的激发波长，均保证互不重叠、干扰。
所属类别：	发明专利