[发明专利]电流型气体传感器

说明书

本发明涉及一种用于测量分析物如过氧化氢的浓度的电流型气体传感器(10)，其包括：固体支持体(22)；以及与所述固体支持体(22)接触的工作电极(24A)；其中所述分析物在与所述固体支持体(22)接触时提高所述固体支持体(22)的导电性。更具体地，固体支持体(22)由电活性聚合材料制得，例如与LiSbF6络合的聚(环氧乙烷)聚合物。本发明公开了利用所述电流型气体传感器对灭菌处理如医疗器械的消毒的监测。

依据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2012年6月25日提交的美国临时申请序列号61/663,754的权益。该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及电流型气体传感器。

背景技术

在真空室中利用汽化过氧化氢(在下文中有时被称为VHP)的灭菌已用于验证药品的无菌生产和研究应用。

发明概述

目前可用于在真空中感测VHP浓度作为灭菌参数的方法是有限的。存在电化学方法，例如由AG. & Co.KGaA,Burkard Dillig,23558Lübeck,Germany制造的DragerSensor H₂O₂LC传感器，但该方法利用了液基电解质，这阻碍了其用于在真空中进行的灭菌。通常，在电化学方法中利用固体聚合物电解质时，聚合物的离子传导性取决于聚合物的水合作用，如同Nafion(一种基于磺化四氟乙烯的含氟聚合物-共聚物形式的离子交联聚合物)，或者取决于添加的盐部分，如在供固态电池应用的高离子传导性聚合物电解质中。这些都不适合用于在真空中进行的灭菌处理。与Nafion一起应用的水会蒸发。通过含盐聚合物的形成，不能达到高离子传导性以及良好的机械强度这两种表面上互斥的性质，阻碍了此类含盐聚合物用于在真空中进行的灭菌。要求经受住在真空中进行的灭菌处理中通常采用的真空循环(例如，最低的压力可约为4托(Torr))和升高的温度(例如，约60℃)的电解质需要良好的机械强度。本发明克服这些问题。

本发明涉及一种用于测量分析物浓度的电流型气体传感器，其包括：固体支持体；以及与固体支持体接触的工作电极；其中分析物包含掺杂物，该掺杂物在与固体支持体接触时提高固体支持体的导电性。在一个实施方式中，传感器进一步包括参比电极。在一个实施方式中，固体支持体包含聚合物。在一个实施方式中，固体支持体的至少一部分为非晶体。在一个实施方式中，固体支持体的至少一部分为结晶体。在被分析物接触之前，固体支持体可包含绝缘体或半导体。然而不希望受到理论的限制，认为分析物既作为分析物又作为掺杂物。因此，通过使固体支持体暴露于分析物，将固体支持体转变为具有充足离子传导性的电解质，以允许电流型气体传感器作为电化学电池。这是出乎意料的。

在一个实施方式中，传感器相对足够小以使未补偿电阻可忽略不计，且可采用二电极传感器。这实现简化的传感器设计以及杂散电流拾取的最小化。

在任一上述实施方式中，在被分析物接触之前，固体支持体的特征在于不存在掺杂物。术语“不存在掺杂物”是指固体支持体不含掺杂物，或者含有的一种或多种掺杂物的浓度水平被认为是仅为痕量或者杂质水平，例如不高于约0.1重量％，或者不高于约0.01重量％，或者不高于约0.001重量％。

在任一上述实施方式中，固体支持体的特征在于不存在盐。术语“不存在盐”是指固体支持体不含盐，或者含有的一种或多种盐的浓度水平被认为是仅为痕量或者杂质水平，例如不高于约0.1重量％，或者不高于约0.01重量％，或者不高于约0.001重量％。

在任一上述实施方式中，固体支持体包含多孔固体，多孔固体中孔隙的体积除以多孔固体的总体积在最高约0.7的范围内，或者为约0.1至约0.7，或者为约0.3至约0.65。

在任一上述实施方式中，固体支持体在被分析物接触之前包含为非导电聚合物的聚合物。