氧传感器及其用途制造技术

本发明专利技术公开了氧传感器及其用途，而更具体地涉及用于在气调条件下在包装外封内储存制品的产品包装中使用的氧传感器，其中氧传感器包含可选地用一种或多种配体改性和/或可选地具有聚合物结构的固态氧代-羟基金属离子材料。所述传感器可存在于，例如，由如明胶等材料形成的水合的氧可渗透基质。所述传感器适用于许多技术领域，并且在食品包装领域找到具体应用，因为其安全一次性的（例如，是环境友好的），生产廉价，并且在氧存在下提供易于读取的可检测的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了，而更具体地涉及用于在气调条件下在包装外封内储存制品的产品包装中使用的氧传感器，其中氧传感器包含可选地用一种或多种配体改性和/或可选地具有聚合物结构的固态氧代-羟基金属离子材料。所述传感器可存在于，例如，由如明胶等材料形成的水合的氧可渗透基质。所述传感器适用于许多
，并且在食品包装领域找到具体应用，因为其安全一次性的（例如，是环境友好的），生产廉价，并且在氧存在下提供易于读取的可检测的变化。【专利说明】
本专利技术涉及，更具体地，涉及用于在气调(modifiedatmosphere)条件下于包装外封内储存制品的产品包装中使用的氧传感器。
技术介绍
气调包装，特别是无氧包装，对于延长易腐产品，如食品的保质期，或为其它类型的敏感产品提供保护性气氛正日益重要。然而，这种增长由于缺乏能够确定氧水平保持于合适低水平的合适传感器而受到限制。本
的这种失败是对理想传感器需求多样化所致。一般来说，这类传感器需要价格低廉，因为包装不能带来过高的成本，特别是对消费产品，如食品。它们也必须是安全且无毒的，因为它们可能与食物接触，可能会发生浸出，或者它们可能具有例如被儿童误食的危险。此外，这种传感器对包装失效的反应优选需要在正常包装环境下是不可逆的。这是很重要的，因为当发生包装失效时氧水平的升高可能由于微生物滋生而发生变质，并可能发生其代谢活性恢复低氧水平。这意味着，可逆传感器可能会指示没有发生包装失效。此外，如果传感器的灵敏度是可以调节(tailorable)的将是有用的，这是因为包装的不同应用可以容许不同氧水平。最后，所述传感器应该理想地易于使用，提供普通用户(unsophisticated user)能够识别的可观察的变化,而无需借助于额外的设备，并很容易引入包装之中。市场上有几种产品可商购获得，S卩，Oxy2Dot?,RedEye?和Ageless Eye?。然而，它们却遭致诸多重大限制。由OxySense?制造的Oxy2Dot?，是基于荧光的氧传感器。这种产品是粘贴至包装内侧的小圆圈，并且与氧水平成反比的荧光强度通过光检测器进行测定。采用这种传感器的两个主要问题是(a)需要昂贵的传感设备，和(b)临时高氧水平可能由于传感器按照可逆模式运行而被忽视。RedEye?按照类似于Oxy2Dot?的原理运行，而因此也遭致类似的限制。由Mitsubishi Gas Chemical (MGC)生产的 Ageless Eye?, 一旦氧化就会变化可见颜色。在低氧浓度(〈0.1%)下，传感器显现粉红色的，但当氧浓度逐渐增加时，颜色逐渐变成蓝色。这种传感器的限制在于，其并非是不可逆的，其较昂贵(每个60p)并且染料(亚甲基蓝)是有害的。进一步的产品正在开发中。UV活化的氧指示剂目前正由Mills开发。这种传感器，使用与Ageless Eye? (亚甲基蓝)相同的染料，涂布到包装膜的内侧，并仅仅在暴露于UV光时才活化，而其颜色由蓝色变为白色。当传感器暴露于氧时，其恢复蓝色。这种传感器的主要问题是由于使用亚甲基蓝的安全问题、美观(食物污点)和由于长时间暴露在货架灯光下的漂白作用(由蓝至白色)，这可能会导致假阴性。对于开发适用于非食品相关领域，如包装药物和保健品，以及适用于其它领域，如储存珍稀书籍和手稿，以及适用于高价值产品的包装，如电子器件和组件的有效氧传感器，也存在需求。在其它
中已经开发了氧传感。US3，663，176描述了元素周期表第IV B族和第VB族元素的金属盐作为聚合工艺过程中链烯烃(烯烃)流的比色氧指示剂的用途。US2008/0300133公开了一种氧清除剂和指示剂，包含三种组分:(a)氧吸收剂，其是能够从一种氧化态转化成另一种氧化态的金属或金属化合物，(b)金属或金属氧化形式的氧化还原指示剂和/或络合剂，和(c)至少一种聚合物或凝胶电解质。本申请的氧指示剂显然在金属的氧化通过与氧化还原指示剂或络合剂相互作用中的变化而导致所述氧吸收剂物理性质变化如颜色变化之时发生作用。GB2, 369，808公开了基于可溶性过渡金属化合物，一般是可溶性配位复合物的颜色变化，用于食品包装的氧或水传感器。从以上的讨论，显而易见的是，提供气调包装，尤其是食品包装的有效传感器，在本
仍是未解决的问题。
技术实现思路
概括而言，本专利技术涉及，更具体地，涉及用于在气调条件下于包装外封内储存制品的产品包装中使用的氧传感器，其中氧传感器包含可选地用一种或多种配体改性的固态聚氧代-羟基金属离子材料。在一些实施方式中，固态聚-氧代-羟基金属离子材料存在于，例如，由某种材料如明胶形成的水合的氧可渗透基质中。尽管本专利技术可适用于许多
，但其尤其适用于食品包装领域。在包装的食品中氧的存在导致食物通过酶催化反应、调味料和营养成分的氧化和/或通过允许好氧食物变质微生物生长而变质。在其中食物包装用惰性气体如氮或二氧化碳吹扫的气调包装，降低氧水平并延长食品的货架寿命。这种包装的市场日益增长，但是当前由于缺乏确保食品包装储存和处理期间维持低氧水平的廉价氧监测仪即氧传感器而受到限制。本专利技术通过开发出安全一次性的(例如，环境友好的)、生产廉价并在氧存在下提供易于读取的可检测变化的无机氧代-氢氧化物-基传感器而解决了该问题。另外或可替代地，本专利技术的氧传感器可以由使之对于食品应用内在安全的食品级GRAS试剂进行合成。因此，与依靠于响应氧的存在与氧化还原指示剂相互作用而产生可检测的变化的US2008/0300133中所用的传统配位络合物相反，本专利技术使用了固态聚氧代_羟基金属离子材料。因此，在第一方面中，本专利技术提供了一种氧传感器，包含具有能够响应氧而氧化至第二氧化态的第一氧化态过渡金属离子的固态聚氧代-羟基金属离子材料，其中在固态聚氧代-羟基金属离子材料具有的聚合物结构中一种或多种配体非化学计量地取代氧代和/或羟基基团，而使材料暴露于氧导致固态聚-氧代-羟基材料中的金属离子发生氧化而在材料中产生可检测的变化。在某些情况下在本专利技术的这个方面中，固态聚氧代-羟基金属离子材料以纳米粒子或纳米结构形式存在。在进一步的方面中，本专利技术提供了一种氧传感器，包含具有能够响应氧而氧化至第二氧化态的第一氧化态过渡金属离子的固态聚氧代-羟基金属离子材料，其中固态聚-氧代-羟基金属离子材料存在于水合的氧可渗透的基质中，而使氧渗透基质导致固态聚-氧代-羟基材料中的金属离子发生氧化而在材料中产生可检测的变化。可替代地或另外，本专利技术提供了一种氧传感器，包含具有能够响应氧而氧化至第二氧化态的第一氧化态过渡金属离子的固态氧代-羟基金属离子材料，其中固态氧代-羟基金属离子材料以纳米粒子或纳米结构形式存在，而使材料暴露于氧导致固态氧代-羟基材料中的金属离子发生氧化而在材料中产生可检测的变化。优选地，本专利技术任何方面中所用的金属离子材料可以以纳米粒子或纳米结构形式分散于基质中。这有助于提高能够与氧可渗透基质接触的材料的表面积。优选地，在本专利技术的传感器中，金属离子材料未与形成基质的材料形成可溶性复合物，这是US2008/0300133公开的系统中的情况。在一个实施方式中，氧传感器包含固态聚氧代-轻基金属离子材料，其具有一种或多种配体非化学计量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·约瑟夫·鲍威尔，努诺·乔治·罗德里格斯·法里亚，卡洛斯·安德烈·帕索斯·巴斯托斯，
申请(专利权)人：医学研究委员会，
类型：
国别省市：