[发明专利]分析天然产品老化和/或质量的包括着色和可生物降解聚合物层的装置（集成鲜度指示器）

说明书

技术领域

本发明涉及用于分析包括食品和化妆品的天然产品的老化和/或质量 的光学传感器领域。

在本文中，本发明描述一种传感器，其中使用交联剂将分析物敏感层 与染料一起施加到载体上作为薄层组件。本发明还描述传感器的制造和用 途。

背景技术

易变质食品和/或化妆品的质量控制在这种天然产品的整个储存、生 产、流通和消费/使用中都是关键任务。

许多食品易于腐败，这可由不适当的生产和/或处理和/或储存所导致。 例如，如果易腐败产品例如乳品或肉在运输期间暴露于过高的温度，它们 会过早地老化和腐败。

导致食品腐败的老化过程经常由微生物引起。由微生物所导致的食品 腐败的实例包括：鱼和肉的腐败是由于引起腐败的微生物侵染所导致，所 述微生物包括例如芽孢杆菌(Bacillus sp.)、梭菌(Clostridia)、变形菌(Proteus sp.)、气单胞菌(Areomonas sp.)、不动杆菌(Acinetobacter)、沙雷菌(Serratia)、 黄杆菌(Flavobacterium)、放线菌(Actinomyces)、霉菌(Mould sp.)等；乳品 和乳制品的腐败是由腐败菌(蛋白水解菌proteolytes)例如球菌(Cocci)、 肠道杆菌(Enterobakteriaceae)，好氧孢子形成有机体，假单胞菌 (Pseudomonas sp.)，霉菌和乳酸菌的侵染所导致；以及由霉菌所导致的包 含碳水化合物的食品例如面包的腐败。

目前，这种食品的腐败是消费者通过品尝这种食品或通过食品在腐烂 晚期的可见腐烂来发现的。现在已知技术方案的主要缺点是肉的腐败是消 费者无法看见的，但是消费者通过食用该腐败的肉会造成健康显著受损。 为此，现今在实验室中随机地对食品进行测试。通常，这些测试依赖于数 天之后微生物的增殖以及提取和扩增的DNA的可视检测。这两种检测方 法都耗时并且消费者无法使用。

由文献Weber和Stanley的美国专利6,625,479可知：一种提供可看见 或者测量的光信号的可植入传感器，其中所述传感器是生物学可降解的。 相比较而言，本申请描述一种传感器，其中传感层本身被降解，并且特别 是由于该层的着色而使得降解可见；该降解于是又与测试食品的鲜度成比 例。US6,975,245也描述了一种可生物降解的传感器，但是降解本身没有 成为信号。WO 2005110207也描述一种传感器，其被可生物降解聚合物的 覆盖物所包围，但是该聚合物的降解也没有成为实际的传感器信号。此外， 由文献Ito等人的申请JP 2004344056可知，检测微生物活性在于将营养 物和染料添加至可生物降解的聚合物，并将其以1至15微米的层厚进行施 加，由此使得降解在28天内可见。在本申请中，施加可生物降解的聚合物 和染料以及优选交联剂的显著更薄的层(100至1000纳米)。由此，有利 地将灵敏度提高一个数量级以上，而传感器的反应时间从数天减少至几个 小时(二者均在4℃下)。此外，加入营养物不是必须的。由此该传感器适 合集成到包装中实时测量新鲜食品的腐败，而不是如Ito等人在申请中提 出的那样测量发酵的食品和食品废料。

关于Bauer和Pittner作为共同发明人的在先申请，本申请不依赖于使 用其中在镜子和金属岛层之间施加交联可降解的聚合物层的3层结构。在 本申请中，可将包含聚合物、优选交联剂和染料的均匀层施加到载体上。

除DNA外，细菌也包含特定的酶。由细菌所分泌的酶对消化底物的 相对低的活性因此相当阻碍使用特定蛋白质分子用于细菌检测。这种酶的 浓度和存在的细菌的量相关。该细胞内自然产生的水解酶在它们从细胞内 释放之后也有助于新鲜食品的老化(尤其是当这种酶释放时，肉会熟透)。 因此，由消费者检测酶活性可以是增加消费者对产品的信心和监测运输和 储存条件中的基本贡献。

为使得消费者易于控制食品质量，需要以便宜和易于可见的方式显示 食品状况的装置和/或传感器。所述装置和/或传感器用于检测在食品老化 期间发生的特定降解反应。这种老化过程经常与食品腐败相关。因此，可 在消费之前检查产品的质量，即使不知道运输和储存条件。该装置和/或传 感器应该给出关于在总的储存寿命期间的老化过程和微生物污染的信息。

发明目的和内容