化学传感器

技术领域

本发明关于化学传感器，尤指一种具有比色传感器数组的化学传感器。

背景技术

比色传感器(Colorimetric)是化学传感器的一种，利用化学反应所诱发的颜色转换，来取得待侦测物的化学信息，目前已广泛地应用在环境监测、食品监测以及其他化学监测等领域。

传统的比色传感器可见于美国发明专利公开第US20040184948A1号，揭示一种用来测量被分析物的存在和浓度中的一种或两种的比色传感器，包括：基本上连续的反射层；覆盖在所述反射层上的检测层，所述检测层包括至少一种聚合物组分，在暴露在所述被分析物中时所述检测层的光学厚度能发生变化；以及，覆盖在所述检测层上的基本上连续的反射层的折射率与所述检测层的折射率不同。

以上公知技术提供较佳的显色效果，但仍有待改进的空间。

发明内容

本发明的主要目的在于解决公知比色传感器有待改进之处。

为达上述目的，本发明揭露一种化学传感器，包含一基板、一第一比色传感器数组与一第二比色传感器数组，其中该基板具有一第一容置空间以及一第二容置空间；而该第一比色传感器数组暴露且设置于该基板的该第一容置空间。该第二比色传感器数组设置于该基板的该第二容置空间，并该第二容置空间覆盖有一隔离层，该隔离层隔离液态分子但允许气体分子通过。该第一比色传感器数组包括有至少一第一感测材料，该第二比色传感器数组包括有至少一第二感测材料；当把该基板置入一待分析物时，该第一比色传感器数组根据一待分析物的一挥发部分以及一非挥发部分而从一第一初始颜色改变为一第一指示颜色，该第二比色传感器数组根据该待分析物的该挥发部分而从一第二初始颜色改变为一第二指示颜色。

据此，本发明的该第一比色传感器数组，可量测该待分析物的挥发部分以及非挥发部分并得知该第一指示颜色，而该第二比色传感器数组，则可量测该待分析物的挥发部分并得知该第二指示颜色，据此透过比对及分析该第一指示颜色及该第二指示颜色，即可同时得到该待分析物的挥发部分的信息与非挥发部分的信息。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构俯视示意图。

图2为本发明一实施例的结构剖视示意图。

图3A为本发明一实施例的使用示意图一。

图3B为本发明一实施例的使用示意图二。

图4A为本发明第一实施例的感测示意图。

图4B为本发明第一实施例的初始照片。

图4C为本发明第一实施例的反应后照片。

图5A为本发明第二实施例的感测示意图。

图5B为本发明第二实施例的初始照片。

图5C为本发明第二实施例的反应后照片。

图6A为本发明第三实施例的感测示意图。

图6B为本发明第三实施例的初始照片。

图6C为本发明第三实施例的反应后照片。

图7A为本发明一实施例的板体展开示意图。

图7B为本发明一实施例的板体弯折示意图。

图7C为本发明一实施例的感测示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅图1与图2，本发明揭露一种化学传感器，其包含一基板10、一第一比色传感器数组20与一第二比色传感器数组30，其中该基板10具有一第一容置空间11以及一第二容置空间12；而该第一比色传感器数组20暴露且设置于该基板10的该第一容置空间11。该第二比色传感器数组30设置于该基板10的该第二容置空间12，并该第二容置空间12覆盖有一隔离层40，该隔离层40隔离一待分析物中的液态分子但允许气体分子通过，该隔离层40的材料为选自多孔性聚胺酯膜、多孔性聚乙烯膜、多孔性聚四氟乙烯膜、纤维状高密度聚乙烯透气膜等的阻水透气材质，且该基板10可以为透明聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。

而该第一比色传感器数组20包括有至少一第一感测材料，该第二比色传感器数组30包括有至少一第二感测材料；该第一感测材料与该第二感测材料各自独立地包括一呈色试剂，该呈色试剂为选自甲基红、刚果红、溴酚蓝、溴甲酚紫、溴甲酚绿、甲酚红、苯酚红、百里酚酞、刃天青、对硝基酚、溴瑞香草蓝、百里酚蓝、中性红、结晶紫、4-(4-硝基苄基)吡啶、苯二酚紫、氯酚红、硝嗪黄、溴酚红、间甲酚紫、铬黑T(Eriochrome black T)、番红、荧光素、伊红Y(Eosin yellow)、亮绿(Brilliant green)、达旦黄、维多利亚蓝B、胭脂红、石蕊、姜黄素、花青素、茜素红S、茜素黄R、靛蓝胭脂红、尼罗蓝A、橙黄G、曙红B、3,3',5,5',-四碘苯酚砜基酚酞、溴二甲苯酚蓝、酚蓝、分散橙25、阿啶橙、分散橙3、分散红1、溴焦酚红、二胺二苯硫枫、氨基荧光素、红紫尿素铵、2,6-二氯靛酚、苯二酚紫与以上化合物的钠盐或混和物等所组成的组。

又，该第一感测材料与该第二感测材料也可各自独立地包括一分子阻障材料，该分子阻障材料为选自十八醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯树脂、酚醛树酯、环氧树酯、聚丁烯树酯、聚乙二醇、碳黑、纳米碳管、石墨烯、纤维素纳米纤维(CelluloseNanofiber，CNF)与硅氧化合物等等，该分子阻障材料可影响该第一感测材料及该第二感测材料与目标侦测分子的反应速度，透过选用不同的该分子阻障材料，可调控反应速度，满足使用上的需求。

请再配合参阅图3A，该第一比色传感器数组20根据一待分析物50的一挥发部分51以及一非挥发部分52而从一第一初始颜色改变为一第一指示颜色，该第二比色传感器数组30根据该待分析物50的该挥发部分51而从一第二初始颜色改变为一第二指示颜色。当把该基板10置入该待分析物50时，该第一比色传感器数组20及该第二比色传感器数组30即可产生该第一指示颜色与该第二指示颜色。

请再配合参阅图3B，且本发明更包含一硬件装置60，该硬件装置60具有一影像撷取器61，该影像撷取器61取得该第一指示颜色和该第二指示颜色之一影像，该硬件装置60依据该影像和一默认数据库70的比对结果而提供一关联于该待分析物50的成分信息。即于该待分析物50中取出该基板10后，让该影像撷取器61对准该基板10，即可取得该第一指示颜色与该第二指示颜色，并借以得知该待分析物50的成分信息。

以下以图4A至图5C举例说明本发明的化学传感器的实际应用，将1颗来自于21STCentury HealthCare,Inc.的维他命(Mega Multi for Men)溶于200克的去离子水中，再过滤不溶物，取过滤后的溶液作为该待分析物50。图4A为该第一比色传感器数组20置入该待分析物50的感测示意图，图4B为该第一比色传感器数组20未置入该待分析物50内的初始状态的照片，而图4C为该第一比色传感器数组20置入该待分析物50内经过8分钟后的照片。当该第一比色传感器数组20置入该待分析物50后，该待分析物50的该挥发部分51与该非挥发部分52会被该第一比色传感器数组20吸收，进而依据该第一感测材料所采用的呈色试剂、分子阻障材料的不同，该第一比色传感器数组20由不同的该第一初始颜色改变成不同的该第一指示颜色。图5A为该第二比色传感器数组30置入该待分析物50的感测示意图，图5B为该第二比色传感器数组30未置入该待分析物50内的初始状态的照片，而图5C为该第二比色传感器数组30置入该待分析物50内经过19小时后的照片。当该第二比色传感器数组30置入该待分析物50后，由于该隔离层40会隔绝该待分析物50，仅允许气体分子通过，因此，仅有该待分析物50的该挥发部分51才能通过该隔离层40，被该第二比色传感器数组30吸收，再依据该第二感测材料所采用的呈色试剂、分子阻障材料的不同，该第二比色传感器数组30由不同的该第二初始颜色改变成不同的该第二指示颜色。

请再参阅图6A、图6B与图6C所示，如图6A所示，该第一比色传感器数组20(也可使用该第二比色传感器数组30)放置在邻近该待分析物50的的一感测位置，图6B为该第一比色传感器数组20未置于该感测位置的初始状态的照片，而图6C为摆放于该感测位置48小时后该第一比色传感器数组20的照片。由于该第一比色传感器数组20放置于该感测位置，并未接触该待分析物50，因此，仅有该待分析物50的该挥发部分51通过气流被该第一比色传感器数组20吸收，再依据该第一感测材料所采用的呈色试剂、分子阻障材料的不同，该第一比色传感器数组20由不同的该第一初始颜色改变成不同的该第一指示颜色。

请再参阅图7A、图7B与图7C所示，于另一实施例，该基板10具有一第一板体101与一第二板体102，该第一板体101供设置该第一容置空间11，而该第二板体102供设置该第二容置空间12，且该第一板体101与该第二板体102相呈一角度θ，该角度θ可以趋近于180度(如图7A)，如此，可方便撷取画面；或者，该角度θ可以约呈40度至80度之间(如图7B)，而该角度θ为呈40度至80度时，可直接将该第一板体101置入该待分析物50中，也即该第二板体102不会置入该待分析物50中；由于该第一比色传感器数组20设置于该第一容置空间11且位于该第一板体101上，而另一第一比色传感器数组20A设置于该第二容置空间12且位于该第二板体102上，故可让该第一比色传感器数组20量测该待分析物50的挥发部分以及非挥发部分并得知该第一指示颜色，而另一第一比色传感器数组20A则可量测该待分析物50的挥发部分并得知该第二指示颜色，于此实施例，该隔离层40并非必要，但仍然可以选择设置于该第二容置空间12上。

据上，本发明特点至少包含：

1.由于该第一比色传感器数组暴露并接触于该待分析物，而该第二比色传感器数组则接触于该待分析物的气体分子，但未接触该待分析物的液态分子，故该第一比色传感器数组可模拟于人类的味觉系统(即舌头)，该第二比色传感器数组可模拟于人类的嗅觉系统(即鼻子)。因此，利用本发明的化学传感器该第一比色传感器数组以及该第二比色传感器数组的设置，，而可模拟人体的嗅觉与味觉系统。

2.该第一板体与该第二板体的角度可以改变，同时满足感测与撷取画面的使用需求。