体中W防氧气。该指示染料具 有快速响应，其主要对H>H)敏感，导致由％升高引起的抑降低带来的振幅降低和白光 发光下的黄色染色。选择发光光线强度调制的频率，运样获得在大约45°的相移。
【具体实施方式】
[0030] 本发明设及用于经皮测量气体浓度的化学-光学传感器单元。
[0031] 尽管本发明将W特定实施方式进行描述，该描述不应解释为限制含义。
[0032] 在详细描述本发明的示范性实施方式之前，给出对于理解本发明重要的定义。
[0033] 如在该说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文中明确地另有规定，否则 单数形式"一"（a)和"一个"（an)还分别包括复数。
[0034] 在本发明的上下文中，术语"大约"和"大致"指示精确度区间，本领域的技术人员 将理解该精确度区间仍然确保正在讨论的特征的技术效果。该术语通常指示偏离所指示的 数值±20%、优选±15%、更优选±10%、并且甚至更加优选±5%。
[00对应该理解，术语"包括"不是限制性的。为了本发明的目的，将术语"由……组成" 视为术语"包括"的优选实施方式。如果在下文中，定义了一组包括至少某个数目的实施方 式，运就意味着也包含优选仅由运些实施方式组成的组。
[0036] 此外，在说明书和权利要求中使用的术语"第一"、"第二"、"第Ξ"或者"（a)"、 "化）"、"（C) "、"（d)"等用于区分相似的要素，并且不一定用于描述顺序或者时间次序。应 该理解，在适当的环境下，如此使用的术语是可互换的，并且在运里所描述的本发明的实施 方式能够W与本文所描述或者所说明的其它次序操作。
[0037] 在术语"第一"、"第二"、"第Ξ"或者"（a)"、"化）"、"（C) "、"（d)ViVii"等设 及方法或使用或分析的步骤的情况下，除非在申请上文或者下文另有指出，否则在步骤之 间不存在时间或者时间间隔连贯性，即可W同时执行运些步骤，或者在运些步骤之间可能 存在秒、分、小时、日、周、月、或者乃至年的时间间隔。
[0038] 应该理解，本发明不限制于本文所描述的特定方法、方案、试剂等，因为运些可能 变化。还应该理解，本文所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方式的目的，并且不是旨在 限制本发明的范围，仅通过所附权利要求限制本发明的范围。除非另有定义，否则本文使用 的所有技术和科学术语具有与本领域的普通技术人员通常所理解的意义相同的意义。
[0039] 如上所述，本发明一方面设及用于经皮测量气体浓度的化学-光学传感器单元， 包括：至少一个感测层，适于用预定福射照射；和至少一个透气层，其邻近所述至少一个 感测层的一侧，适于使浓度待测气体朝着所述感测层的方向通过所述透气层；其中所述化 学-光学传感器单元适于与所述透气层和皮肤之间的接触介质协作，其中所述接触介质包 含屏障层，所述屏障层透气但不透水和离子；并且其中所述化学-光学传感器单元适于测 量所述至少一个感测层的光学响应，所述至少一个感测层的光学响应取决于所述气体的浓 度。
[0040] 术语"气体浓度"设及由于从待测区域或区段扩散而到达所述化学-光学传感器 的气体的量。"气体"可W是任意气态材料。气体优选是生物产生的或者生物活性的或者相 关气体。运样气体的例子如〇2、％、C0、N2、畑3、NO、HzS。其浓度应测的气体优选是〇2和/ 或C〇2。其浓度应测的气体特别优选是C〇2。
[0041] 本文使用的术语"感测层"是指可W被照射或激发的层，并且其可W由于光学反应 材料的所述激发而随后产生不同波长的光，例如如巧光的发光作为光学响应，其中产生的 光的强度取决于存在于或溶解于感测层内的气体分子的浓度。一定强度和波长的光学响应 的测量，例如巧光的发光，使得能够计算感测层内的气体浓度，例如，正在或已经从例如皮 肤运样的较深层扩散进入感测层的气体浓度。该测量可W进一步使得能够计算待测区段内 运种气体的浓度，例如在放置所述化学-光学传感器的皮肤的区段。
[0042]所述感测层可W由可通过气体分子的填充材料构成。运样的填充材料的例子是娃 酬橡胶材料。在一优选实施方式中，所述感测层可W包含娃酬橡胶或基本由娃酬橡胶材料 组成。所述感测层可W进一步包含如水或化学缓冲剂的化合物。所述感测层可W相应地被 缓冲在特定抑或包含一定量的质子和/或径离子，例如具有一定抑。该抑可能由于气体， 尤其是C〇2的扩散进入所述感测层而改变。优选地，C0 2能够扩散进入所述感测层，并通过 与水相互作用从而增加质子的浓度而改变pH来改变所述感测层内的pH。
[0043]本文使用的术语"用预定的福射照射"指可W用合适波长的福射照射或激发所述 感测层，尤其是能够使所述感测层产生光学响应的波长。例如，可W用可见光、红外光和/ 或紫外光进行所述照射。预定的福射优选实例是绿-蓝可见广谱的光，例如大约400-500nm 的波长，例如440皿、450皿、460皿、470皿、480皿、490皿等。所述福射，即光的波长及其强 度，通常可W根据感测层内光学反应材料确定或者可W适于感测层内光学反应材料。对于 特定光学反应材料，可W使用合适的相应的激发波长。
[0044]在所述化学-光学传感器单元环境内，所述感测层适于测量至少一个感测层的光 学响应，所述至少一个感测层的光学响应取决于所述气体的浓度。
[0045]在优选实施方式中，所述感测层包括作为光学反应材料的发光材料。所述"发光 材料"可W包括一种或多于一种染料。所述染料可W对待测气体，例如C〇2敏感。所述敏 感可W是间接的，例如通过对抑的敏感性呈现，其进而被扩散进入所述感测层的气体例 如C〇2影响。或者，所述气体本身可W对染料的敏感性有直接影响。在特别优选实施方式 中，所述发光材料包含两种染料。例如，所述发光材料可W包含用作指示染料的气体敏感 染料，和用作参比染料的气体不敏感染料。在另一实施方式中，上述两种染料可W具有不 同的衰减时间。例如，气体敏感染料可W具有快的发光衰减时间，而气体不敏感染料可W 具有慢的发光衰减时间。对气体惰性且具有长衰减时间的合适的参比染料的例子包括： (1)W钉（II)、鍊（I)，或饿和银为中屯、原子和二亚胺配体的过渡金属复合物；（2)W销、 钮、溜或锡为中屯、原子的憐光化嘟；（3)例如館、铺或铺的稀±憐光复合物；W及（4)例如 ruby、化-YAG、alexan化ite的憐光晶体，或憐光混合氧化物，例如巧光错酸儀（magnesium fluoro-germanate)。对气体敏感具有短的衰减时间的合适的指示染料的例子包括8-美圣 基巧-1，3, 6-Ξ横酸Ξ钢盐（HPTS)、巧光素、罗丹明B、罗丹明B-十八醋、十六烷基-日丫晚 澄、径甲基香豆素、罗丹明、B-十八醋、罗丹明B、糞基巧光素、横酷罗丹明101、伊红、硫堇、 和尼罗蓝。在另一特定实施方式中，本发明设及参比染料和指示染料的组合，包括W上示 例的指示染料和参比染料的所有组合。用于本发明化学-光学传感器单元中的参比染料 和指示染料的组合优选实施例包括（参比染料/指示染料）：钉（Π)-(Ξ径甲基-4, 7-二 苯基-1，10-邻菲罗嘟）/册了5;钉（11)-(^径甲基-4,7-二苯基-1，10-邻菲罗嘟）/巧 光素；钉扣)-(;径甲基-4,7-二苯基-1，10-邻菲罗嘟）/罗丹明6;钉扣)-(;径甲 基-4, 7-二苯基-1，10-邻菲罗嘟）/罗丹明Β-十八醋；钉（11)-(Ξ径甲基-4, 7二苯 基-1，10-邻菲罗嘟）/十六烷基-叮晚澄備（III) -Ξ径甲基-苏氨酷-Ξ氣甲基丙酬酸 盐/径甲香豆素；销（II)-四苯基化嘟/罗丹明Β-十八醋；销（II)-四苯基化嘟/罗丹明Β; 销（II)-四苯基化嘟/糞基巧光素；销（II)-四苯基化嘟/横酷罗丹明101 ;销（II)-八乙 基化嘟/伊红；销（II)-八乙基化嘟/硫堇；销（II)-八乙基酬化嘟/尼罗蓝；CR(m)-YAG/ 尼罗蓝讯CR(III)-YAG/糞基巧光素。
[0046] 在所述感测层内两种染料组合的基础上，根据双巧光寿命参比值ual Lifetime Referencing)原理可W实现测量，双巧光寿命参比原理例如可得自US 6602716 B1或 者Kocincova, New pH Sensitive Sensor Materials ；Luminescent Fiber-Optic Dual Sensors for Non-Invasive and Simultaneous Measurement of pH and p02 (Dissolved (kygen) in Biological Systems, 2007,博：t论文，雷根斯堡大学。特别地，在指示染料和参 比染料不同衰减时间的基础上，激发的强度可W被调制在一个固定频率，并且巧光信号的 相角度（其与振幅无关）可W被检测并被转化为气体敏感染料（指示染料）的相对强度， 由此可随后确定气体浓度。
[0047] 相应地，所述感测层可W至少是气体分子，例如〇2和/或C0 2可通过的，气体分 子可能来自更深层，例如透气层。通常，所述感测层也可透过水分子，依据本发明所述化 学-光学传感器的相应区域的渗透压，水分子可W扩散进或扩散出更深层，即低于所述感 测层的层。
[0048] 在一些特定实施方式中，所述感测层可W包含能够测量不同气体的浓度或者能够 同时测量多于一种气体的浓度，例如在相同时间测量两种气体的浓度的发光材料。例如， 所述感测层可W包含两种适于分别测量不同气体的发光材料。优选地，一个亚层、区域或 一种材料可W适于检测氧气，并且第二亚层、区域或第二种材料适于检测0)2。关于多参 数传感器的更多详情和实施它们的其他可能性为技术人员已知，或者能够从合适文献资源 例如W002/056023或Schdfeiinig,The Art of Fluorescence Imaging with Qiemical Sensors, 2012, A