[go: up one dir, main page]

WO2015013731A1 - Sensormembran zur reversiblen detektion von analyten - Google Patents

Sensormembran zur reversiblen detektion von analyten Download PDF

Info

Publication number
WO2015013731A1
WO2015013731A1 PCT/AT2014/000144 AT2014000144W WO2015013731A1 WO 2015013731 A1 WO2015013731 A1 WO 2015013731A1 AT 2014000144 W AT2014000144 W AT 2014000144W WO 2015013731 A1 WO2015013731 A1 WO 2015013731A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dye
indicator
indicator dye
sensor membrane
sensor
Prior art date
Application number
PCT/AT2014/000144
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Mohr
Original Assignee
Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh
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 Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh filed Critical Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh
Publication of WO2015013731A1 publication Critical patent/WO2015013731A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N2021/758—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated using reversible reaction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • G01N31/221—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators for investigating pH value

Definitions

  • the present invention relates to a sensor membrane for the reversible detection of analytes comprising a polymeric support membrane, an indicator dye covalently bound to the support membrane, and optionally a cover layer.
  • Sensor membranes which have a covalently fixed indicator dye for detecting analytes on a carrier membrane have been known for some time and are used for a very wide variety of purposes depending on the bound indicator tartar dyes.
  • Indicator dyes are substances that indicate changes in state in chemical systems through a color change.
  • the conventional absorption indicators for example, pH indicators and redox indicators
  • fluorescence indicators for example, fluorescence indicators.
  • the measuring principle is based on a color change of the indicator dye, for example at a specific pH or a specific redox potential.
  • indicator dyes which either have a single color change or, such as methylene blue, also show a plurality of color changes depending on the pH.
  • a disadvantage of these known indicators is that the color change often takes place either between two poorly distinguishable colors, or that a relatively slow transition takes place from one color to another, such as Bromthymolblau, in which an envelope from yellow to green to takes place blue, so that it is not or very difficult to see, especially with the naked eye, when exactly the change between the two colors has taken place.
  • WO 03/036293 A1 discloses an optical method by means of which it is possible to determine the pH of a solution and its content of dissolved oxygen. It is based on the use of two optical indicators in only one sensor matrix, wherein the two indicators provide two differentiable optical signals, which can be assigned to the respective measured variables.
  • DE 10 2007 053 664 A1 discloses optical sensors for detecting ions, gases and biomolecules, comprising a matrix with one or more indicator substances contained therein, in which one or more indicator substances are present in at least one thin layer of ionic liquid Matrix are included.
  • DE 1603454 A discloses a fiber material which is dyed on the one hand with an indicator dye which is covalently bonded to the fiber material and which indicator should be moved to a color change with materials commonly used in the household such as lemon juice. According to DE 1603454 A, such materials are to be used, for example, in the toy industry in order to make the game interesting for a long time by achieving a color change. In such an indicator provided with color material is therefore completely irrelevant whether and how far the color change takes place within a range or exactly at one point, as long as the color change is reversible.
  • US Pat. No. 6,531,322 B1 discloses an optically evaluable blood glucose test strip in which an indicator dye or a mixture of indicator dyes is integrated on a test strip consisting of two membranes and an inert dye is incorporated in another layer in order to obtain a mixed color from which, in any case, a color shows a pH change, to allow a more accurate determination of the pH.
  • a disadvantage of this patent is the fact that both dyes are only physically integrated and thus can easily be washed out of the membrane, so that the reversibility or multiple use of such a sensor membrane appears only to a very limited extent possible.
  • the present invention now aims to provide a sensor membrane which, even after a plurality of uses, exhibits consistent color changes and color intensities during the color change and, in particular, provides a sensor membrane which exhibits a precise color change, which only occurs over one extends very narrow range of values, in order to make an exact measurement possible in this way.
  • the sensor membrane according to the invention is essentially characterized in that on the support membrane, another one of the indicator dye having different color dye is covalently fixed and that the further dye and the indicator dye are covalently bound to, in particular, different nanoparticles or microparticles consisting of cellulose, polyurethane hydrogel, poly (hydroxyethyl methacrylate), amino-polymer, polyacrylates, silicones, epoxides, sol-gel glasses or polyolefins, and then into a polymer support membrane embedded or physically or chemically coupled.
  • the support membrane By further covalently fixing a dye having a different color from the indicator dye to the support membrane, it is possible to provide a sensor membrane which is available for a plurality of measurements without either the indicator dye or the second sensor membrane Dye are washed out. Furthermore, by covalent fixing of both the indicator dye and the second dye, it is possible to provide a sensor element which has a reversible optical property in order to be able to continuously monitor, for example, a reaction proceeding over a long period of time or a chemical compound .
  • the optical property of the sensor element, to which the indicator dye and the second dye are covalently fixed can also be formed irreversibly, with which, for example, exceeding a limit value of a component to be monitored can be reliably detected.
  • the indicator dyes and other dyes are covalently bonded or copolymerized to particular different nano and microparticles consisting of cellulose, polyurethane hydrogel, poly (hydroxyethyl methacrylate), amino, polyacrylates, silicones, epoxies, sol-gel glasses or polyolefins can Any sensor membranes or sensor elements are produced, wherein the micro- and nanoparticles are physically or chemically coupled to the polymeric support membrane.
  • Indicator dyes and further dyes can be covalently bound to the same or to different nano- and microparticles.
  • the further colorant and the indicator dye are fixed to mutually different layers of the polymeric support membrane.
  • the sensor element is substantially designed so that the further dye with the indicator dye results in a clear color contrast in a color change of the indicator dye having mixed color.
  • the further dye with the indicator dye results in a mixed color which allows a clear color contrast in a color change of the indicator dye, it is possible to determine the envelope and thus the measured optical property of the monitored component or the substance to be monitored significantly more accurate than with an indicator dye alone.
  • an indicator dye alone the turning point with the naked eye can often not be clearly recognized, since until the actual color change a slow or continuous color change takes place, which is often very poorly recognized or distinguished by the naked eye.
  • the indicator dye is a pH indicator dye or a redox indicator dye or other selective indicator dye.
  • Both pH indicator dyes and redox indicator dyes can be used to track a wide variety of chemical reactions and thus for a wide variety of uses.
  • selective indicator dyes for example, oxygen, reactive oxygen species, such as hydrogen peroxide, CO2, amines, carboxylic acids, ketones, Na +, K +, Ca 2 +, Mg 2 +, ions, saccharides, alcohols, diols, thiols, nitrogen oxides, proteins, metabolites, organophosphorus Compounds and formic acid are investigated or these compounds and ions are traced.
  • the indicator dye is, for example, an indicator dye turning from yellow to red, in particular 2 - ((4- (2-hydroxyethylsulfonyl) phenyl) diazenyl) -4-methoxyphenol, 4-fluoro-2 - ((4 - (2-hydroxyethylsulfonyl) phenyl) dia- zenyl) phenol or 4-bromo-2 - ((4- (2-hydroxyethylsulfonyl) cyclohexa-1,4-dienyl) diazenyl) phenol.
  • the indicator dye is, for example, an indicator dye turning from yellow to red, in particular 2 - ((4- (2-hydroxyethylsulfonyl) phenyl) diazenyl) -4-methoxyphenol, 4-fluoro-2 - ((4 - (2-hydroxyethylsulfonyl) phenyl) dia- zenyl) phenol or 4-
  • an indicator dye turning from, for example, yellow to red and adding an inert dye which has a darker base color, it is possible to create a clear color change, so that the optical property in the form of a color change of the indicator element can be reliably perceived and, in particular, the smallest changes are perceived can be.
  • the indicator dye for example, 1-hydroxy-4- [4- (2-hydroxyethylsulfonyl) phenylazo] naphthale ne-2-sulfonic acid potassium salt (Chromoionophore XVI I), dilithium (1 +) ion 10-amino-3- (vinylsulfonyl) -2,4-dioxo-3-azatricyclo [7.3.1.0 A ⁇ 5, 13 ⁇ ] trideca-1 ( 13), 5,7,9, 11-pentaene-7,11-disulfonate (Lucifer Yellow VS dilithium salt), 4-hydroxy-3 - ((4- (2-hydroxyethylsulfonyl) phenyl) diazenyl) benzonitrile, 4- (trifluoroacetyl) -4 '- [N- (1-methacryloxyunde
  • the indicator dye for example, 1-hydroxy-4- [4- (2-hydroxyethylsulfonyl)
  • the further dye for example, 2- (3- (4-amino-9, 10-dihydro-3-sulfo-9, 10-dioxoanthracen-4-yl) aminobenzenesulfonyl ) vinyl) disodium sulfate, trade name Reactive Blue 19, trisodium 5-acetamido-4-hydroxy-3- (2- ⁇ 2-hydroxy-5- [2- (sulfonatooxy) ethanesulfonyl] phenyl ⁇ diazene-1 - yl) - naphthalenes-2-disulfonate, trade name Remazol Brilliant Violet 5R or tetrasodium (3Z) -5-amino-4-oxo-6- [4- (2-sulfonato-oxyethylsulfonyl) -phenyl] diazenyl-3 - [[4 (2-sulfonato-oxyethylsulfonyls) -phenyl]
  • the sensor membrane is essentially characterized in that the further dye and the indicator dye in a ratio of 1: 20 to 1: 1 are used. By choosing the ratio of the further dye and the indicator dye, it is possible to adjust the color depth and thus to maximize the color depth. adjust possible contrast of the two colors of the indicator dye before and after the turnover by adding another dye.
  • the invention is preferably developed in such a way that the polymeric carrier membrane is formed from a colorless, transparent polymer.
  • the polymeric carrier membrane is formed from a colorless, transparent polymer.
  • a polymeric support membrane for example cellulose membranes, polyurethane hydrogels, poly (hydroxyethyl methacrylates), amino polymers, polyacrylates, silicones, epoxies, sol-gel glasses or polyolefins are used, the parameter of the membrane and by selecting the porosity, the diffusion properties and the layer thickness of the membrane, in particular the response speed of the sensor membrane are controlled and thus a fine adjustment of the measuring range can be achieved.
  • the polymeric carrier membrane is formed multi-layered, any sensor membranes or sensor elements can be produced.
  • a support membrane layer may constitute a rigid layer, which is provided to protect the sensitive sensor membrane and the actual sensor membrane then applied only on this sensor, or it may be arranged one above the other several layers of the support membrane, of which further dyes and the Indicator dye are arranged only in one layer.
  • the invention is developed so that the polymeric support membrane is covered with a porous, transparent cover layer at least on one side having the covalently bound indicator dye ,
  • a porous, transparent cover layer on the sensor membrane or support membrane containing the indicator dye, it is possible, on the one hand, to prevent damage to the sensor membrane and, on the other hand, to ensure that For example, in the case of a redox indicator, the redox potentials can be reliably and reliably detected and detected despite the presence of a cover layer.
  • Example 1 2- (3- (4-Amino-9,10-dihydro-3-sulfo-9,10-dioxoanthracen-4-yl) aminobenzenesulfonyl) vinyl) disodium sulfate in combination with 1-hydroxy 4- [4- (2-hydroxyethylsulfonyl) phenylazo] naphthalene-2-sulfonic acid potassium salt at a dye ratio of 1: 5 a color change from olive green to violet:
  • Example 2 and FIG. 1 Tetrasodium (3Z) -5-amino-4-oxo-6- [4- (2-sulfonato-oxyethylsulfonyl) -phenyl] diazenyl-3 - [[4- (2-sulfonatooxyethylsulfonyl) -phenyl] -hydrazinylidenes] -naphthalenes-2,7-disulfonates in combination with 2 - ((4- (2-hydroxyethylsulfonyl) phenyl) diazenyl) -4-methoxyphenol at a dye ratio of 1:10 a color change from yellow-green to deep red wherein Figure 1 shows both the indicator set alone and the covalently bound indicator and further dye fixedly shown;
  • Example 3 2- (3- (4-Amino-9,10-dihydro-3-sulfo-9,10-dioxoanthracen-4-yl) aminobenzenesulfonyl) vinyl disodium sulphate in combination with 4-fluoro 2 - ((4- (2-hydroxyethylsulfonyl) phenyl) diazenyl) phenol at a dye ratio of 1:10 a change in color from green to deep red.
  • 100 mg of the indicator dye are thoroughly mixed with 1 g of concentrated sulfuric acid in a mortar and allowed to stand for 30 minutes in a desiccator. Thereby, the 2-hydroxyethylsulfonyl group of the indicator dye could be converted into a reactive sulfonate.
  • This mixture is then emptied into 900 ml of water and neutralized with 1 .6 ml of 32% sodium hydroxide solution. Thereafter, 25.0 g of sodium carbonate in 100 ml of water and subsequently 5.3 ml of a 32% sodium hydroxide solution are added. At the same time, a solution of 20 mg of the further dye in 100 ml of water is added. The polymer membranes are placed in this staining solution.
  • the dye sulfonate is converted into a chemically reactive vinyl sulfonyl derivative which covalently binds to the reactive groups of the poly- meres (for example, hydroxyl groups of cellulose or amino groups of the polyurethane) binds.
  • the additional dye thus binds to the reactive groups of the polymer.
  • Fig. 1 is an example of an indistinct color change of a pure covalent bound to a polymer membrane indicator dye compared to a significant color change in a mixture of indicator dye and further dye covalently bonded to a polymer membrane.
  • the color change of the pure indicator dye is shown with a color change from orange to red and in the lower series the color change of an indicator covalently attached to the support and a further dye covalently bonded to the support, with a color change from green to red ,

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

Bei einer Sensormembran zur reversiblen Detektion von Analyten, umfassend eine polymere Trägermembran, einen an die Trägermembran kovalent gebundenen Indikatorfarbstoff sowie gegebenenfalls eine Deckschicht ist an der Trägermembran ein weiterer eine von dem Indikatorfarbstoff verschiedene Farbe aufweisender Farbstoff kovalent festgelegt und werden der weitere Farbstoff und der Indikatorfarbstoff an insbesondere voneinander verschiedene Nano- oder Mikropartikel bestehend aus Zellulose, Polyurethan Hydrogel, Poly(hydroxyethylmethacrylat), Aminopolymer, Polyacrylate, Silikone, Epoxide, Sol-Gel Gläser oder Polyolefine kovalent angebunden, und werden danach in eine polymere Trägermembran eingebettet oder physikalisch oder chemisch angekoppelt.

Description

SENSORMEMBRAN ZUR REVERSIBLEN DETEKTION VON ANALYTEN
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensormembran zur reversiblen Detektion von Analyten, umfassend eine polymere Trägermembran, einen an die Trägermembran kovalent gebundenen Indikatorfarbstoff sowie gegebenenfalls eine Deckschicht.
Sensormembranen, welche auf einer Trägermembran einen kovalent festgelegten Indikatorfarbstoff zur Detektion von Analyten aufweisen, sind seit längerer Zeit bekannt und werden für die verschiedensten Einsatzzwecke in Abhängigkeit von den gebundenen Indika- torfarbstoffen eingesetzt.
Indikatorfarbstoffe sind Stoffe, die Zustandsänderungen in chemischen Systemen durch einen Farbwechsel anzeigen. So sind bekannte Einsatzzwecke neben den herkömmlichen Absorptionsindikatoren (beispielsweise pH-Indikatoren und Redox-Indikatoren) auch beispielsweise Fluoreszenz-Indikatoren. Insbesondere bei Redox-Indikatoren und pH-Indikatoren beruht das Messprinzip darauf, dass ein Farbumschlag des Indikatorfarbstoffes, beispielsweise bei einem bestimmten pH-Wert oder einem bestimmten Redox-Potential stattfindet. Gegenwärtig ist eine Vielzahl von Indikatorfarbstoffen bekannt, welche entweder eine einzige Farbänderung aufweisen oder, wie beispielsweise Methylenblau auch eine Mehrzahl von Farbumschlägen in Abhängigkeit vom pH-Wert zeigen. Nachteilig bei diesen bekannten Indikatoren ist jedoch, dass der Farbumschlag häufig entweder zwischen zwei nur schlecht unterscheidbaren Farben stattfindet, oder aber dass ein relativ langsamer Übergang von der einen Farbe zur anderen stattfindet, wie beispielsweise bei Bromthymolblau, bei welchem ein Umschlag von gelb über grün zu blau stattfindet, so dass insbesondere mit freiem Auge nicht oder nur sehr schwer erkennbar ist, wann exakt der Wechsel zwischen den beiden Farben stattgefunden hat.
Insbesondere bei Sensoren, wie beispielsweise Sauerstoffsensoren, C02-Sensoren, NH3- Sensoren und dgl. ist es jedoch von eminenter Bedeutung, dass ein exakter Farbum- schlag und insbesondere eine genaue Detektion des Zeitpunkts, wo die Farbänderung stattfindet, möglich ist, um eine chemische Reaktion exakt bzw. genau überwachen zu können. Zur Verbesserung der Unterscheidbarkeit der zwei Farben der Indikatoren oder auch zur Vergrößerung des Einsatzbereichs der Indikatoren wurden schon vor langer Zeit Mischindikatoren bestehend aus zwei oder mehreren Indikatorfarbstoffen hergestellt, wel- che einerseits eine Mehrzahl von Farbumschlägen zeigen können und andererseits die einzelnen Farbumschläge innerhalb eines engeren Bereichs, sei es pH-Bereichs oder Be- reich des Redox-Potentials stattfinden, so dass ein weiter Bereich an Einsatzmöglichkeiten geschaffen wurde und eine genauere Detektion ermöglicht wurde. Nachteilig an all diesen Indikatoren ist, dass immer noch ein nicht zu vernachlässigender Bereich existiert, in welchem ein Farbumschlag passiert und nicht ein exakter Punkt, welcher als Um- schlagpunkt definiert werden kann.
Ebenfalls ist es seit längerer Zeit bekannt, Teststreifen bzw. Sensorelemente zur Verfügung zu stellen, auf welchen Indikatorfarbstoffe physikalisch festgelegt sind und welche Sensoren für die Überwachung von chemischen Reaktionen entweder in das Reaktions- medium eingetaucht bzw. eingebracht werden. Nachteilig an derartigen Sensorelementen, auf welchen die Indikatorfarbstoffe physikalisch gebunden festgelegt sind, ist jedoch der Umstand, dass bei Kontakt mit Fluiden zu untersuchenden Medien die Gefahr besteht, dass der Indikatorfarbstoff ausgewaschen wird, so dass insbesondere bei einer länger dauernden Anwendung bzw. Mehrfachanwendung die Gefahr besteht, übermäßig große Mengen an Indikatorfarbstoff zu verlieren, so dass ein Farbumschlag nicht oder nur mehr schwer festgestellt werden kann.
In dem Dokument M. Roses, Analytioca Chimica Acta, 204(1988)31 1 ff ist ein Computerprogramm beschrieben, welche Chromatizitätsparameter aus spectrophotometrischen Da- ten berechnet, da die visuelle Auswertung von Farbänderungen zu zweifelhaften Ergebnissen führen kann und überdies subjektiv ist. Darüber hinaus gelingt es mit einem derartigen Programm schnell und zuverlässig einen Vergleich der Indikatorfarbveränderungen zur Verfügung zu stellen. Der US 5.853,669 ist bereits ein pH-Indikatorelement zu entnehmen, bei welchem der Indikatorfarbstoff kovalent an eine Matrix gebunden ist. Durch die kovalente Bindung des Indikatorfarbstoffs an der Matrix bzw. Sensormembran wird bei derartigen Indikatoren ein Auswaschen des Indikators bei mehrfachen Verwendungen hintangehalten, allerdings kann das Problem eines ungenauen bzw. sich über einen größeren Bereich erstrecken- den Farbumschlags mit einem derartigen pH-Wert-Sensor nicht gelöst werden.
Der WO 03/036293 A1 ist ein optisches Verfahren entnehmbar, mit dessen Hilfe es möglich ist, den pH-Wert einer Lösung und deren Gehalt an Gelöstsauerstoff zu bestimmen. Es beruht auf der Verwendung von zwei optischen Indikatoren in nur einer Sensormatrix, wobei die beiden Indikatoren zwei voneinander differenzierbare optische Signale liefern, die den jeweiligen Messgrößen zugeordnet werden können. Der DE 10 2007 053 664 A1 sind optische Sensoren zur Detektion von Ionen, Gasen und Biomolekülen, bestehend aus einer Matrix mit einem oder mehreren darin enthaltenen Indikatorstoffen entnehmbar, bei welchen einer oder die mehreren Indikatorstoffe in zumin- dest einer dünnen Schicht von ionischer Flüssigkeit als Matrix enthalten sind.
Der DE 1603454 A ist ein Fasermaterial zu entnehmen, welches einerseits mit einem Indikatorfarbstoff eingefärbt ist, welcher kovalent an dem Fasermaterial festgelegt ist und welcher Indikator mit üblich im Haushalt verwendeten Materialien, wie beispielsweise Zitro- nensaft zu einem Farbumschlag bewegt werden sollte. Gemäß der DE 1603454 A sollen derartigen Materialien beispielsweise in der Spielzeugindustrie eingesetzt werden, um durch eine erzielte Farbänderung das Spiel lange Zeit interessant zu machen. Bei einem derartigen mit Indikator versehenen Farbmaterial ist daher vollständig unerheblich, ob und in wie weit der Farbumschlag innerhalb eines Bereichs stattfindet oder exakt an einem Punkt, solange die Farbänderung reversibel ist.
Schließlich ist aus der US 6,531 ,322 B1 ein optisch auswertbarer Blutglucoseteststreifen bekannt geworden, bei welchem auf einem aus zwei Membranen bestehenden Teststreifen ein Indikatorfarbstoff oder eine Mischung von Indikatorfarbstoffen und in einer anderen Schicht ein Inertfarbstoff integriert wird, um durch das Erzielen einer Mischfarbe, von welcher jedenfalls eine Farbe einen pH-Wert-Umschlag zeigt, eine exaktere Bestimmung des pH-Werts zu ermöglichen, festgelegt ist. Nachteilig bei diesem Patent ist jedoch der Umstand, dass beide Farbstoffe lediglich physikalisch integriert sind und somit leicht aus der Membran ausgewaschen werden können, so dass die Reversibilität bzw. Mehrfachver- wendung einer derartigen Sensormembran nur sehr eingeschränkt möglich erscheint.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, eine Sensormembran zur Verfügung zu stellen, welche auch nach einer Vielzahl von Verwendungen gleichbleibende Farbumschläge und Farbintensitäten während des Farbumschlags zeigt und insbesondere eine Sensormembran zur Verfügung zu stellen, welche einen exakten Farbumschlag zeigt, welcher sich lediglich über einen sehr engen Wertebereich erstreckt, um auf diese Weise eine exakte Messung möglich zu machen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Sensormembran im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass an der Trägermembran ein weiterer eine von dem Indikatorfarbstoff verschiedene Farbe aufweisender Farbstoff kovalent festgelegt ist und dass der weitere Farbstoff und der Indikatorfarbstoff an insbesondere voneinander verschiedene Nano- oder Mikropartikel bestehend aus Zellulose, Polyurethan Hydrogel, Poly(hydro- xyethylmethacrylat), Aminopolymer, Polyacrylate, Silikone, Epoxide, Sol-Gel Gläser oder Polyolefine kovalent angebunden werden, und danach in eine polymere Trägermembran eingebettet oder physikalisch oder chemisch angekoppelt werden.
Indem an der Trägermembran ein weiterer eine von dem Indikatorfarbstoff verschiedene Farbe aufweisender Farbstoff kovalent festgelegt ist, gelingt es, eine Sensormembran zur Verfügung zu stellen, welche für eine Mehrzahl von Messungen zur Verfügung steht, ohne dass entweder der Indikatorfarbstoff oder der zweite an der Sensormembran festgelegte Farbstoff ausgewaschen werden. Weiterhin gelingt es durch das kovalente Festlegen von sowohl dem Indikatorfarbstoff als auch dem zweiten Farbstoff ein Sensorelement zur Verfügung zu stellen, welches eine reversible optische Eigenschaft aufweist, um beispielsweise eine über einen langen Zeitraum ablaufende Reaktion bzw. eine chemische Verbin- dung kontinuierlich überwachen zu können. Selbstverständlich kann die optische Eigenschaft des Sensorelements, an welchem der Indikatorfarbstoff und der zweite Farbstoff kovalent festgelegt sind, auch irreversibel ausbildet sein, womit beispielsweise eine Grenzwertüberschreitung eines zu überwachenden Bestandteils sicher detektiert werden kann.
Dadurch, dass die Indikatorfarbstoffe und weiteren Farbstoffe an insbesondere voneinander verschiedene Nano- und Mikropartikel bestehend aus Zellulose, Polyurethan Hydrogel, Poly(hydroxyethylmethacrylat), Aminopolymer, Polyacrylate, Silikone, Epoxide, Sol- Gel Gläser oder Polyolefine kovalent gebunden bzw. einpolymerisiert werden, können be- liebige Sensormembranen bzw. Sensorelemente hergestellt werden, wobei die Mikro- und Nanopartikel an die polymere Trägermembran physikalisch oder chemisch angekoppelt werden. Dabei können Indikatorfarbstoffe und weiteren Farbstoffe an dieselben oder an unterschiedliche Nano- und Mikropartikel kovalent gebunden werden. Für eine besonders einfache Herstellung einer Sensormembran gemäß der Erfindung sind der weitere Farb- Stoff und der Indikatorfarbstoff an voneinander verschiedenen Schichten der polymeren Trägermembran festgelegt. Mit einem derartigen Aufbau einer Sensormembran ist es möglich, beide Farbstoffe, sowohl den Indikatorfarbstoff als auch den weiteren Farbstoff gesondert an einer Schicht der polymeren Trägermembran festzulegen und erst nach Festlegung der Farbstoffmoleküle diese Membranschichten miteinander zu verbinden oder erst einen der Farbstoffe auf einer Schicht der Trägermembran festzulegen und eine zweite Schicht auf dieser abzuscheiden und erst danach den zweiten Indikatorfarbstoff auf dieser zweiten Schicht kovalent festzulegen. Auf diese Weise können die Unterschiede in der chemischen Reaktivität der verschiedenen Farbstoffe berücksichtigt werden und es gelingt sicher und zuverlässig, eine homogene und gleichmäßig dotierte Sensormembran zur Verfügung zu stellen
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Sensorelement im Wesentlichen so ausgebildet, dass der weitere Farbstoff mit dem Indikatorfarbstoff eine einen deutlichen Farbkontrast bei einem Farbumschlag des Indikatorfarbstoffs aufweisende Mischfarbe ergibt. Dadurch, dass der weitere Farbstoff mit dem Indikatorfarbstoff eine Mischfarbe ergibt, die einen deutlichen Farbkontrast bei einem Farbumschlag des Indikatorfarbstoffs ermöglicht, gelingt es, den Umschlag und somit die zu messende optische Eigenschaft des zu überwachenden Bestandteils bzw. der zu überwachenden Substanz bedeutend exakter festzustellen als mit einem Indikatorfarbstoff alleine. Mit einem Indikatorfarbstoff alleine kann häufig der Umschlagpunkt mit freiem Auge nicht klar erkannt werden, da bis zum tatsäch- liehen Farbumschlag eine langsame bzw. kontinuierliche Farbveränderung stattfindet, welche vom freien Auge häufig sehr schlecht erkannt bzw. unterschieden werden kann. Beispielsweise bei Anwendung eines von Gelb nach Rot umschlagenden Indikatorfarbstoffs wird vor einem definitiven Umschlag die gelbe Farbe langsam intensiver und der Rotbestandteil in dem Gelbfarbstoff wird langsam höher. Für einen Betrachter ist es bei einem derartigen Farbstoff häufig schwierig zu erkennen, ob der Farbumschlag schon stattgefunden hat oder nicht, wenn jedoch zu einem derartigen Indikatorfarbstoff beispielsweise ein Farbstoff mit dunkler Farbe, wie blau, beigemischt wird, erfolgt der Farbumschlag von Grün nach dunkelrot bzw. violett, welcher Umschlag mit dem freien Auge bedeutend besser wahrgenommen werden kann als beispielsweise ein Farbumschlag von Gelb nach Rot.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in an sich bekannter Weise der Indikatorfarbstoff ein pH-Indikatorfarbstoff oder ein Redox-Indikatorfarbstoff oder anderer selektiver Indikatorfarbstoff. Sowohl pH-Indikatorfarbstoffe als auch Redox-Indikatorfarbstoffe kön- nen zum Nachverfolgen verschiedenster chemischer Reaktionen und somit für die unterschiedlichsten Einsatzwecke angewandt werden. Mit selektiven Indikatorfarbstoffen können beispielsweise Sauerstoff, reaktive Sauerstoffspezies, wie Wasserstoffperoxid, CO2, Amine, Carbonsäuren, Ketone, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Ionen, Sacharide, Alkohole, Diole, Thiole, Stickoxide, Proteine, Metabolite, phosphororganischen Verbindungen und Amei- sensäure untersucht werden bzw. diese Verbindungen und Ionen nachverfolgt werden. Einen besonders deutlich sichtbaren und glatten Farbumschlag kann gemäß der Erfin- dung dadurch gekennzeichnet sein, dass der Indikatorfarbstoff beispielsweise ein von gelb nach rot umschlagender Indikatorfarbstoff ist, insbesondere 2-((4-(2-Hydroxyethylsul- fonyl)phenyl)diazenyl)-4-methoxyphenol, 4-Fluro-2-((4-(2-hydroxyethylsulfonyl)phenyl)dia- zenyl)phenol oder 4-Bromo-2-((4-(2-hydroxyethylsulfonyl)cyclohexa-1 ,4-dienyl)diazenyl)- phenol. Durch Verwendung eines von beispielsweise gelb nach rot umschlagenden Indikatorfarbstoffs und Zusatz von einem Inertfarbstoff, welcher eine dunklere Grundfarbe aufweist, gelingt es, einen deutlichen Farbumschlag zu kreieren, so dass die optische Eigenschaft in Form einer Farbänderung des Indikatorelements sicher wahrnehmbar ist und insbesondere kleinste Veränderungen wahrgenommen werden können. Besonders deutlich sichtbare und insbesondere sich nur einen sehr schmalen Bereich erstreckende Farbumschläge können gemäß der Erfindung dadurch erzielt werden, dass der Indikatorfarbstoff beispielsweise aus 1 -Hydroxy-4-[4-(2-hydroxyethylsulfonyl)phenylazo]naphthale- ne-2-sulfonic acid potassium salt (Chromoionophore XVI I), Dilithium(1 +) ion 10-amino-3- (vinylsulfonyl)-2,4-dioxo-3-azatricyclo[7.3.1 .0A{5, 13}]trideca-1 (13),5,7,9, 1 1 -pentaene-7, 1 1 - disulfonate (Lucifer Gelb VS Dilithiumsalz), 4-Hydroxy-3-((4-(2-hydroxyethylsulfonyl)phe- nyl)diazenyl)benzonitril, 4-(Trifluoroacetyl)-4'-[N-(1 1 -methacryloxyundecyl)-N-ethylami- no]azobenzene, N-allyl-4-(N-methylpiperazinyl)-1 ,8-naphthalimide oder 4-[N, N-Bis(1 1 - methacryloxyundecyl)-amino]-4'-(trifluoroacetyl)-stilbene gewählt ist. Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, der weitere Farbstoff beispielsweise aus 2-(3-(4-Amino-9, 10-dihydro-3-sulfo-9, 10-dioxoanthracen-4-yl)aminoben- zol-sulfonyl)vinyl)-dinatriumsulfat, Handelsname Reactive Blue 19, Trisodium 5-acetami- do-4-hydroxy-3-(2-{2-hydroxy-5-[2-(sulfonatooxy)-ethanesulfonyl-]phenyl}diazen-1 -yl)- naphthalene-2 -disulfonat, Handelsname Remazol Brillant Violett 5R oder Tetrasodium (3Z)-5-amino-4-oxo-6-[4-(2-sulfonato-oxyethylsulfonyl)-phenyl]diazenyl-3-[[4-(2-sulfonato- oxyethylsulfonyl)phenyl]-hydrazinyldiene]-naphthalene-2,7-disulfonate, Handelsname Reactiv Black 5 gewählt ist, gelingt es, Farbumschläge mit einem sehr deutlichen Kontrast zu erzielen und somit eine exakte Detektion von beispielsweise dem pH-Wert, einem bestimmten Redox-Potential oder dgl. zu ermöglichen. Weiterhin gelingt es mit einer Kombi- nation eines spezifischen Indikatorfarbstoffs und eines weiteren Farbstoffs. Teststreifen und Sensoren für die verschiedensten Messbereiche herzustellen und es kann überdies auch der Kontrast am Umschlagpunkt beliebig eingestellt werden, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht. Hierfür ist die Sensormembran im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Farbstoff und der Indikatorfarbstoff in einem Verhältnis von 1 : 20 bis 1 : 1 eingesetzt sind. Durch Wahl des Verhältnisses von dem weiteren Farbstoff und dem Indikatorfarbstoff gelingt es, die Farbtiefe einzustellen und somit den größt- möglichen Kontrast der zwei Farben des Indikatorfarbstoffs vor und nach dem Umschlagen durch Zusatz eines weiteren Farbstoffes einzustellen.
Um eine weitere unbeabsichtigte Veränderung der Farbe der Sensormembran bzw. eines Sensors zu verhindern, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass die polymere Trägermembran aus einem farblosen, durchsichtigen Polymer gebildet ist. Indem die polymere Membran aus einem farblosen, durchsichtigen Polymer gebildet ist, wird keinerlei zusätzlicher Farbeffekt eingebracht, so dass die gewünschten Farben vor und nach dem Umschlag des Indikatorfarbstoffs lediglich durch die Mischung des Indikatorfarbstoffs mit dem weiteren Farbstoff erzielt werden.
Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, als eine polymere Trägermembran, beispielsweise Zellulosemembranen, Polyurethan Hydrogele, Poly(hydroxy- ethylmethacrylate), Aminopolymere, Polyacrylate, Silikone, Epoxide, Sol-Gel Gläser oder Polyolefine eingesetzt werden, kann der Parameter der Membran sowie durch Wahl der Porosität, der Diffusionseigenschaften und der Schichtdicke der Membran, insbesondere die Ansprechgeschwindigkeit der Sensormembran gesteuert werden und somit eine Feineinstellung des Messbereichs erzielt werden. Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die polymere Trägermembran mehrschichtig ausgebildet ist, können beliebige Sensormembranen bzw. Sensorelemente hergestellt werden. So kann eine Trägermembranschicht eine steife bzw. starre Schicht darstellen, welche zum Schutz der empfindlichen Sensormembran vorgesehen ist und die eigentliche Sensormembran dann erst auf diesem Sensor aufgebracht sein, oder aber es können mehrere Schichten der Trägermembran übereinander angeordnet sein, von welchen weitere Farbstoffe und der Indikatorfarbstoff nur in einer Schicht angeordnet sind.
Um die Wiederverwertbarkeit und die Lebensdauer einer Sensormembran gemäß der Er- findung möglichst zu optimieren bzw. zu erhöhen, ist die Erfindung so weitergebildet, dass die polymere Trägermembran wenigstens auf einer, den kovalent gebundenen Indikatorfarbstoff aufweisenden, Seite mit einer porösen, durchsichtigen Deckschicht abgedeckt ist. Indem eine poröse, durchsichtige Deckschicht auf der Sensormembran bzw. Trägermembran, enthaltend den Indikatorfarbstoff, aufgebracht ist, gelingt es einerseits, eine Be- Schädigung der Sensormembran hintanzuhalten und andererseits zu gewährleisten, dass beispielsweise bei einem Redox-Indikator die Redox-Potentiale trotz dem Vorhandensein einer Deckschicht sicher und zuverlässig erfasst und detektiert werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher er- läutert. In diesen zeigen bei einer kovalenten Kopplung an Polymermembranen:
Beispiel 1 : 2-(3-(4-Amino-9, 10-dihydro-3-sulfo-9, 10-dioxoanthracen-4-yl)aminobenzol-sul- fonyl)vinyl)-dinatriumsulfat in Kombination mit 1 -Hydroxy-4-[4-(2-hydroxyethylsulfonyl)phe- nylazo]naphthalene-2-sulfonic acid potassium salt bei einem Farbstoffverhältnis von 1 :5 einen Farbumschlag von olivgrün nach violett:
Beispiel 2 und Fig. 1 : Tetrasodium (3Z)-5-amino-4-oxo-6-[4-(2-sulfonato-oxyethylsulfonyl)- phenyl]diazenyl-3-[[4-(2-sulfonatooxyethylsulfonyl)phenyl]-hydrazinylidene]-naphthalene- 2,7 -disulfonate in Kombination mit 2-((4-(2-Hydroxyethylsulfonyl)phenyl)diazenyl)-4-meth- oxyphenol bei einem Farbstoffverhältnis von 1 : 10 einen Farbumschlag von gelbgrün nach tiefrot wobei in der Fig. 1 sowohl der Indikator alleine festgelegt gezeigt ist als auch der kovalent gebundene Indikatorund der weitere Farbstoff festgelegt gezeigt ist, und
Beispiel 3: 2-(3-(4-Amino-9, 10-dihydro-3-sulfo-9, 10-dioxoanthracen-4-yl)aminobenzol-sul- fonyl)vinyl)-dinatriumsulfat in Kombination mit 4-Fluro-2-((4-(2-hydroxyethylsulfonyl)phe- nyl)diazenyl)phenol bei einem Farbstoffverhältnis von 1 : 10 einen Farbumschlag von grün nach tiefrot.
In sämtlichen Beispielen wurde analog vorgegangen, wobei die kovalente Kopplung fol- gendermassen erfolgte:
100 mg des Indikatorfarbstoffes werden mit 1 g konzentrierter Schwefelsäure in einem Mörser gut durchmischt und 30 Minuten in einem Exsikkator stehen gelassen. Dadurch kann die 2-Hydroxyethylsulfonylgruppe des Indikatorfarbstoffes in ein reaktives Sulfonat umgewandelt waren. Diese Mischung wird dann in 900 ml Wasser geleert und mit 1 .6 ml 32% Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Danach werden 25.0 g Natriumkarbonat in 100 ml Wasser und nachfolgend 5.3 ml einer 32% Natriumhydroxidlösung zugefügt. Zum gleichen Zeitpunkt wird eine Lösung von 20 mg des weiteren Farbstoffes in 100 ml Wasser beigefügt. Die Polymermembranen werden in diese Färbelösung gelegt. Unter den basi- sehen Bedingungen der Färbelösung wird das Farbstoffsulfonat in ein chemisch reaktives Vinylsulfonylderivat umgewandelt, welche sich kovalent an die Reaktivgruppen des Poly- meres (beispielsweise Hydroxylgruppen der Zellulose oder Aminogruppen des Polyure- thanes) anbindet. Auch der weitere Farbstoff bindet solchermaßen an die Reaktivgruppen des Polymers. Nach 60 Minuten werden die gefärbten Polymermembranen aus dem Färbebad herausgenommen und mehrfach mit Wasser gewaschen. Danach werden die ge- färbten Polymermembranen an der Luft getrocknet.
Als Fig. 1 ist ein Beispiel einer undeutlichen Farbänderung eines reinen kovalent an eine Polymermembran gebundenen Indikatorfarbstoffs im Vergleich zu einer deutlichen Farbänderung bei einem Gemisch aus Indikatorfarbstoff und weiterem Farbstoff kovalent an eine Polymermembran gebunden. Hierbei ist in der oberen Serie der Farbumschlag des reinen Indikatorfarbstoffs gezeigt mit einem Farbumschlag von orange nach rot und in der unteren Serie der Farbumschlag eines kovalent an den Träger gebundenen Indikators und eines kovalent an den Träger gebundenen weiteren Farbstoffs, mit einem Farbumschlag von grün nach rot.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1 . Sensormembran zur reversiblen Detektion von Analyten, umfassend eine polymere Trägermembran, einen an die Trägermembran kovalent gebundenen Indikatorfarbstoff so- wie gegebenenfalls eine Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trägermembran ein weiterer eine von dem Indikatorfarbstoff verschiedene Farbe aufweisender Farbstoff kovalent festgelegt ist und dass der weitere Farbstoff und der Indikatorfarbstoff an insbesondere voneinander verschiedenen Nano- oder ikropartikel bestehend aus Zellulose, Polyurethan Hydrogel, Poly(hydroxyethylmethacrylat), Aminopolymer, Polyacrylate, Silikone, Epoxide, Sol-Gel Gläser oder Polyolefine kovalent angebunden werden, und danach in eine polymere Trägermembran eingebettet oder physikalisch oder chemisch angekoppelt werden.
2. Sensormembran nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Farbstoff mit dem Indikatorfarbstoff eine einen deutlichen Farbkontrast bei einem Farbumschlag des Indikatorfarbstoffs aufweisenden Mischfarbe ergibt.
3. Sensormembran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikatorfarbstoff in an sich bekannter Weise ein pH-Indikator- oder Redox-Indikatorfarbstoff ist oder anderer selektiver Indikatorfarbstoffe ist.
4. Sensormembran nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikatorfarbstoff beispielsweise ein von gelb nach rot umschlagender Indikatorfarbstoff ist, insbesondere 2-((4-(2-Hydroxyethylsulfonyl)phenyl)diazenyl)-4-methoxyphenol, 4- Fluro-2-((4-(2-hydroxyethylsulfonyl)phenyl)diazenyl)phenol oder 4-Bromo-2-((4-(2-hydro- xyethylsulfonyl)cyclohexa-1 ,4-dienyl)diazenyl)phenol.
5. Sensormembran nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikatorfarbstoff beispielsweise aus 1 -Hydroxy-4-[4-(2-hydroxyethylsulfonyl)phenyl- azo]naphthalene-2-sulfonic acid potassium salt (Chromoionophore XVII), Dilithium(1 +) ion 10-amino-3-(vinylsulfonyl)-2,4-dioxo-3-azatricyclo[7.3.1 ,0{5, 13}]trideca-1 (13), 5,7, 9, 1 1 - pentaene-7, 1 1 -disulfonate (Lucifer Gelb VS Dilithiumsalz), 4-Hydroxy-3-((4-(2-hydroxy- ethylsulfonyl)phenyl)diazenyl)benzonitril, 4-(Trifluoroacetyl)-4'-[N-(1 1-methacryloxyund- ecyl)-N-ethylamino]azobenzene, N-allyl-4-(N-methylpiperazinyl)-1 ,8-naphthalimide oder 4- [N,N-Bis(1 1 -methacryloxyundecyl)-amino]-4'-(trifluoroacetyl)-stilbene gewählt ist.
6. Sensormembranen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Farbstoff mit mehreren Indikatorfarbstoffen (Mischindikatoren) kombiniert wird.
7. Sensormembran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Farbstoff beispielsweise aus 2-(3-(4-Amino-9, 10-dihydro-3-sulfo-9, 10-dioxoanthra- cen-4-yl)aminobenzol-sulfonyl)vinyl)-dinatriumsulfat (Reactive Blue 19), Trisodium 5-ace- tamido-4-hydroxy-3-(2-{2-hydroxy-5-[2-(sulfonatooxy)-ethanesulfonyl-]phenyl}diazen-1 - yl)naphthalene-2,7-disulfonate (Remazol Brillant Violett 5R) oder Tetrasodium (3Z)-5-ami- no-4-oxo-6-[4-(2-sulfonato-oxyethylsulfonyl)-phenyl]diazenyl-3-[[4-(2-sulfonatooxyethylsul- fonyl)phenyl]-hydrazinyldiene]-naphthalene-2,7-disulfonate (Reactiv Black 5) gewählt ist.
8. Sensormembran nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Farbstoff und der Indikatorfarbstoff in einem Verhältnis von 1 :20 bis 1 : 1 eingesetzt sind.
9. Sensormembran nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Trägermembran aus einem farblosen, durchsichtigen Polymer gebildet ist.
10. Sensormembran nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als polymere Trägermembran beispielsweise Zellulosemembranen, Polyurethan Hydroge- le, Poly(hydroxyethylmethacrylate)oder Aminopolymere, Polymeracrylate, Silikone, Epoxi- de, Sol-Gel Gläser oder Polyolefine eingesetzt sind.
1 1 . Sensormembran nach einem der Anspräche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Trägermembran mehrschichtig ausgebildet ist.
12. Sensormembran nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Farbstoff und der Indikatorfarbstoff an voneinander verschiedenen Schichten der polymeren Trägermembran festgelegt sind.
13. Sensormembran nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Trägermembran wenigstens auf einer, den kovalent gebundenen Indikatorfarbstoff aufweisenden, Seite mit einer porösen, durchsichtigen Deckschicht abgedeckt ist.
PCT/AT2014/000144 2013-07-31 2014-07-21 Sensormembran zur reversiblen detektion von analyten WO2015013731A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA613/2013 2013-07-31
ATA613/2013A AT514611B1 (de) 2013-07-31 2013-07-31 Sensormembran zur reversiblen Detektion von Analyten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015013731A1 true WO2015013731A1 (de) 2015-02-05

Family

ID=51428984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2014/000144 WO2015013731A1 (de) 2013-07-31 2014-07-21 Sensormembran zur reversiblen detektion von analyten

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT514611B1 (de)
WO (1) WO2015013731A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019051205A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-14 Portland State University HYDROGEL SENSORS FOR THE DETECTION OF METALLIC IONS
CN114460000A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司 用于确定溶液的pH值的指示剂

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111443007B (zh) * 2020-04-13 2022-08-05 厦门眼科中心有限公司 一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1603454A1 (de) 1965-11-24 1970-10-22 Mattel Inc Fasermaterial
US5853669A (en) 1991-09-30 1998-12-29 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Sensor membrane for indicating the PH of a sample, the fabrication and use thereof
WO2002035228A2 (de) * 2000-10-27 2002-05-02 Attomol Gmbh Molekulare Diagnostika Verfahren und testkit zum nachweis von analyten in einer probe
US6531322B1 (en) 1998-08-13 2003-03-11 Lifescan, Inc. Visual blood glucose test strip
WO2003036293A1 (de) 2001-10-26 2003-05-01 Chromeon Gmbh Methode zur gleichzeitigen optischen bestimmung von ph-wert und gelöstsauerstoff
DE102007053664A1 (de) 2007-11-08 2009-05-14 Friedrich-Schiller-Universität Jena Optische Sensoren zur Detektion von Ionen, Gasen und Biomolekülen sowie Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019350A (en) * 1986-02-13 1991-05-28 Pfizer Hospital Products, Inc. Fluorescent polymers
US8313710B2 (en) * 2007-05-15 2012-11-20 Polestar Technologies, Inc. Multilayered optical sensing patch and retaining plug therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1603454A1 (de) 1965-11-24 1970-10-22 Mattel Inc Fasermaterial
US5853669A (en) 1991-09-30 1998-12-29 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Sensor membrane for indicating the PH of a sample, the fabrication and use thereof
US6531322B1 (en) 1998-08-13 2003-03-11 Lifescan, Inc. Visual blood glucose test strip
WO2002035228A2 (de) * 2000-10-27 2002-05-02 Attomol Gmbh Molekulare Diagnostika Verfahren und testkit zum nachweis von analyten in einer probe
WO2003036293A1 (de) 2001-10-26 2003-05-01 Chromeon Gmbh Methode zur gleichzeitigen optischen bestimmung von ph-wert und gelöstsauerstoff
DE102007053664A1 (de) 2007-11-08 2009-05-14 Friedrich-Schiller-Universität Jena Optische Sensoren zur Detektion von Ionen, Gasen und Biomolekülen sowie Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREW BURNS ET AL: "Core/Shell Fluorescent Silica Nanoparticles for Chemical Sensing: Towards Single-Particle Laboratories", SMALL, vol. 2, no. 6, 1 June 2006 (2006-06-01), pages 723 - 726, XP055133830, ISSN: 1613-6810, DOI: 10.1002/smll.200600017 *
FENG WANG ET AL: "TOPICAL REVIEW; Luminescent nanomaterials for biological labelling", NANOTECHNOLOGY, IOP, BRISTOL, GB, vol. 17, no. 1, 14 January 2006 (2006-01-14), pages R1 - R13, XP020104209, ISSN: 0957-4484, DOI: 10.1088/0957-4484/17/1/R01 *
MCNAMARA K P ET AL: "SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND APPLICATION OF FLUORESCENCE SENSING LIPOBEADS FOR INTRACELLULAR PH MEASUREMENTS", ANALYTICAL CHEMISTRY, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, US, vol. 73, no. 14, 15 July 2001 (2001-07-15), pages 3240 - 3246, XP001100438, ISSN: 0003-2700, DOI: 10.1021/AC0102314 *
STEPHANIE HORNIG ET AL: "Biocompatible fluorescent nanoparticles for pH-sensoring", SOFT MATTER, vol. 4, no. 6, 1 January 2008 (2008-01-01), pages 1169, XP055145340, ISSN: 1744-683X, DOI: 10.1039/b800276b *
YUKIKO TAKAHASHI ET AL: "Test Strips for Heavy-Metal Ions Fabricated from Nanosized Dye Compounds", ANGEWANDTE CHEMIE INTERNATIONAL EDITION, WILEY - V C H VERLAG GMBH & CO. KGAA, DE, vol. 45, no. 6, 30 January 2006 (2006-01-30), pages 913 - 916, XP008109097, ISSN: 1433-7851, DOI: 10.1002/ANIE.200503015 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019051205A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-14 Portland State University HYDROGEL SENSORS FOR THE DETECTION OF METALLIC IONS
US11313843B2 (en) 2017-09-07 2022-04-26 Portland State University Hydrogel sensors for detection of metal ions
CN114460000A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司 用于确定溶液的pH值的指示剂
CN114460000B (zh) * 2020-11-10 2025-04-25 恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司 用于确定溶液的pH值的指示剂

Also Published As

Publication number Publication date
AT514611B1 (de) 2016-08-15
AT514611A1 (de) 2015-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69913103T2 (de) Optischer sensor und funktionsmethode
DE2851138C2 (de)
DE2752352C3 (de) Prüfmittel zum Nachweis und zur Bestimmung einer Komponente in einer Probe
EP0175990B1 (de) Membran für Reagenzträgerschichten, Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung in analytischen Mitteln und Analysenverfahren
DE19781288B4 (de) Opake Reaktionsmatrix zur Analyse von Vollblut
DE69112884T2 (de) Ionensensor und Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung.
DE3688297T2 (de) Verfahren zur nichtsegmentierten Durchflussanalyse unter Benutzung der Wechselwirkung von Strahlung mit einem in einer Durchflusszelle angebrachten festen Material.
EP2872876B1 (de) Opto-chemischer sensor und dessen verwendung
DE102014107837B4 (de) Optischer Sensor zum quantitativen Nachweis eines Analyten in einer Probe und Verfahren zur Herstellung des Sensors
DE3630999A1 (de) Mehrschichtiger testtraeger
DE2518721A1 (de) Vorrichtung zur analyse von loesungen und koerperfluessigkeiten
DE69219061T2 (de) Reagenszusammensetzung zur Messung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichts von wässerigen Proben
DE3823151C2 (de) Verfahren zur Bestimmung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichts von wäßrigen Flüssigkeiten
EP0995992A2 (de) Spreitschichten, Netzmittel zu ihrer Herstellung und deren Verwendung in Teststreifen
DE19849000A1 (de) Funktionsschichten mit hoher Präzision, Verfahren zu ihrer Herstellung und Teststreifen enthaltend diese Funktionsschichten
DE3042857A1 (de) Mehrschichtiges chemisches analysenmaterial zur analyse waessriger fluessigkeiten
AT514611B1 (de) Sensormembran zur reversiblen Detektion von Analyten
DE69118303T2 (de) Trockenanalytisches Element zur Analyse von Eisenionen
DE2944980C2 (de) Zusammensetzung, Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichtes einer Flüssigkeitsprobe
DE3213183C2 (de)
EP3214447A1 (de) Test zur bestimmung einer basen-konzentration
EP3578991B1 (de) Test zur bestimmung der phosphat-konzentration
EP2636751A2 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Körperflüssigkeit
DE112012001473T5 (de) Verfahren zum Messen einer Probenlösungs-Konzentration und Vorrichtung zum Messen einer Probenlösungs-Konzentration
EP0358991B1 (de) Testvorrichtung zur optischen Bestimmung von Kationen, Anionen oder elektrisch neutralen ionogenen Spezien und Testverfahren unter Verwendung dieser Testvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14757824

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14757824

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1