一种用于传感测量的薄膜复合探针及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于磁声谐振传感器的复合探针的制备方法，所述复合探针包括谐振器元件和所述谐振器元件上的水凝胶声学厚膜，所述方法包括：配制所述水凝胶用单体混合物；将所述单体混合物施加到防粘层上；将所述谐振器元件施加到所述单体混合物上；使所述单体混合物聚合以形成粘附于所述谐振器元件的所述水凝胶声学厚膜，从而形成所述复合探针；并将所述复合探针与所述防粘层剥离。

【技术实现步骤摘要】
一种用于传感测量的薄膜复合探针及其制备方法本申请是中国专利技术专利申请(专利技术名称：磁声谐振传感器；申请号：201180026587.8；申请日：2011年12月9日)的分案申请。
本专利技术涉及传感装置，优选的是采用水凝胶的化学激活型机电传感装置。
技术介绍
接触不同的化学环境时能够改变形状或体积的水凝胶已用作pH传感器、离子传感器、化学传感器、气体传感器和温度传感器，并用作机械驱动元件。例如参见：Bashir,R.等，MicromechanicalcantileverasanultrasensitivepHmicrosensor,AppliedPhysicsLetters,2002,81(16):3091页～3093页；Zhang,L.和W.R.Seitz,ApHsensorbasedonforcegeneratedbypH-dependentpolymerswelling,AnalyticalandBioanalyticalChemistry，2002,373(7):555页～559页；VanderLinden,H.等，Developmentofstimulus-sensitivehydrogelssuitableforactuatorsandsensorsinmicroanalyticaldevices.SensorsandMaterials,2002,14(3):129页～139页；Mayes,A.G.等，Metalion-sensitiveholographicsensors.AnalyticalChemistry，2002,74(15):3649页～3657页；Mayes,A.G.等，Aholographicalcoholsensor.AnalyticalChemistry，1999,71(16):3390页～3396页；Mayes,A.G.等，Aholographicsensorbasedonarationallydesignedsyntheticpolymer.JournalofMolecularRecognition,1998,11(1-6):168页～174页；Millington,R.B.等，Ahologrambiosensorforproteases.SensorsandActuatorsB-Chemical,1996,33(1-3):55页～59页；Blyth,J.等，Holographicsensorforwaterinsolvents.AnalyticalChemistry，1996,68(7):1089页～1094页；Herber,S.,W.Olthuis和P.Bergveld,Aswellinghydrogel-basedP-C02sensor.SensorsandActuatorsB-Chemical,2003,91(1-3):378页～382页；Kuckling,D.等，Photocross-linkablepoly(N-isopropylacrylamide)copolymersIII：micro-fabricatedtemperatureresponsivehydrogels.Polymer,2003,44(16):4455页～4462页；Hilt,J.Z.等，Ultrasensitivebiomemssensorsbasedonmicrocantileverspatternedwithenvironmentallyresponsivehydrogels.BiomedicalMicrodevices,2003,5(3):177页～184页。基于改性水凝胶的色变，对水凝胶晶体的尺寸变化或衍射光栅的光学检测已经提供了方便的感测计量(sensorimetric)信号，后者提供了更通用的检测平台。例如参见：Asher,S.A.等Photoniccrystalcarbohydratesensors:Lowionicstrengthsugarsensing.JournaloftheAmericanChemicalSociety，2003,125(11):3322页～3329页和Marshall,A.J.等PH-sensitiveholographicsensors.AnalyticalChemistry，2003,75(17):4423页～4431页。然而，据认为水凝胶有几个方面有具体应用。例如参见Hoffman,A.S.,Hydrogelsforbiomedicalapplications.AdvancedDrugDeliveryReviews,2002,43:1页～12页。对于光学水凝胶系统的一个重要考量是维持限定随后色变的颗粒的位置。这需要水凝胶必须保持足够的稳定性刚度，但同时提供低内聚力，使得能够出现可测的体积变化。水凝胶的这些机械方面已经通过将聚-HEMA(甲基丙烯酸羟乙基酯)的矩形单元的大小拉伸数厘米而进行了研究，以测量其在不同pH值的弹性。例如参见Johnson,B.等，MechanicalpropertiesofapHsensitivehydrogel，2002年SEM年会论文,Milwaukee,WI。另一种传感方法使用响应于粘弹性溶液的声波传感器。声波传感器包括在粘弹性溶液中受激振动的谐振器。溶液粘度变化(例如，由于化学反应)导致可检测的谐振器的振动频率/振幅变化。前述传感器的适配包括在谐振器上提供单分子膜，所述单分子膜用作周围化学/物理环境的探针。单分子膜可以与周围溶液中的分子反应，例如导致谐振器的质量/体积发生变化，从而改变谐振器振动的频率/振幅。这样的设置已经能够使用单层水凝胶检测核苷酸。例如参见Kanekiyo,Y.等，Novelnucleotide-responsivehydrogelsdesignedfromcopolymersofboronicacidandcationicunitsandtheirapplicationsasaQCMresonatorsystemtonucleotidesensing.JournalofPolymerScienceParta-PolymerChemistry，2000,38(8):1302页～1310页；Tang,A.X.J.等，Immunosensorforokadaicacidusingquartzcrystalmicrobalance,AnalyticaChimicaActa,2002.471(1):33页～40页；Nakano,Y.,Y.Seida和K.Kawabe,Detectionofmultiplephasesinecosensitivepolymerhydrogel,KobunshiRonbunshu,1998.55(12):791页～795页；以及Serizawa,T.等，Thermoresponsiveultrathinhydrogelspreparedbysequentialchemicalreactions.Macromolecules,2002.35(6):2184页～2189页。声学传感器因此可用作周围环境的探针而无需组合衍射光栅。然而，在上述设置中，为了检测变化，需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备用于磁声谐振传感器的复合探针的方法，所述复合探针包括谐振器元件和所述谐振器元件上的水凝胶声学厚膜，所述方法包括：配制所述水凝胶用单体混合物；将所述单体混合物施加到防粘层上；将所述谐振器元件施加到所述单体混合物上；使所述单体混合物聚合以形成粘附于所述谐振器元件的所述水凝胶声学厚膜，从而形成所述复合探针；并将所述复合探针与所述防粘层剥离。

【技术特征摘要】
2010.12.10 GB 1020939.31.一种制备用于磁声谐振传感器的复合探针的方法，所述复合探针包括谐振器元件和所述谐振器元件上的水凝胶声学厚膜，所述水凝胶声学厚膜在接触周围环境变化时在第一状态和第二状态之间发生变化，所述方法包括：配制所述水凝胶用单体混合物；将所述单体混合物施加到防粘层上；将所述谐振器元件施加到所述单体混合物上；使所述单体混合物聚合以形成粘附于所述谐振器元件的所述水凝胶声学厚膜，从而形成所述复合探针；并将所述复合探针与所述防粘层剥离，所述声学厚膜的厚度满足下述等式：其中，ω是角频率，ρ是密度，G是剪切模量，t是膜厚度，所述水凝胶是含苯基硼酸侧基的聚合物；其中，所述第一状态为水凝胶声学厚膜与所述谐振器发生谐振的状态，所述第二状态为所述水凝胶声学厚膜由于膜厚度的增大而不与谐振器发生谐振的状态。2.如权利要求1所述的制备用于磁声谐振传感器的复合探针的方法，其中，在施加所述单体混合物之前用粘合剂处理所述谐振器元件，从而促进所述水凝胶与所述谐振器元件结合。3.如权利要求2所述的制备用于磁声谐振传感器的复合探针...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·洛维，A·史蒂文森，B·阿莱雅雷斯特贝尔，
申请(专利权)人：苏州康磁医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32