專利名稱：包含分析傳感器的反應(yīng)袋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括含分析傳感器的柔性袋的反應(yīng)裝置以及監(jiān)測袋內(nèi)材料的性質(zhì)改變的方法。該反應(yīng)裝置和方法可用來提供和監(jiān)測化學(xué)、物理和生物學(xué)的綜合信息。
背景技術(shù)：
當(dāng)使用一個反應(yīng)容器或多個反應(yīng)容器來產(chǎn)生材料庫成員的組合陣列時，迅速篩選物理或化學(xué)反應(yīng)結(jié)果是需要的特征。實時篩選，即當(dāng)其發(fā)生的時候評價反應(yīng)容器里材料性質(zhì)變化，是最終目標(biāo)。
已知化合物的一維陣列(WO 99/42605)，其中化合物合成在伸長的載體(條帶)上，用每個組分出現(xiàn)的頻率來進(jìn)行鑒定。WO 99/32705描述了一連串的袋，每個袋中有不同的化合物。袋由微絲聚丙烯組成，其允許流體滲透，而且也經(jīng)輻射處理過，從而使得材料庫的各個元件能與袋表面相連。
合成化學(xué)組分的陣列的特別吸引人的方法是將單體化學(xué)物質(zhì)連同適當(dāng)?shù)墓饩酆弦l(fā)劑一起預(yù)先包裝在密封的袋中，然后使單體聚合。例如，美國專利5,804,610教導(dǎo)了制備粘彈性組合物(例如，粘合劑如熱熔融粘合劑)的方法，其中將前粘彈性(pre-viscoelastic)組合物與包裝材料組合，然后用透射能量使其聚合。然而，聚合的組合物的化學(xué)和物理性質(zhì)的測定是在合成(syntheses)完成后進(jìn)行的。
已知用傳感器來測定密封的袋狀系統(tǒng)中材料的性質(zhì)。例如，PCT國際出版物WO 00/10504描述了使用微孔膜傳感器，該微孔膜傳感器可以與儲血容器的壁相連。該膜的孔內(nèi)可填充對容器內(nèi)pH變化有響應(yīng)(responsive)的可侵蝕的物質(zhì)。如果袋內(nèi)液體的pH明顯下降，則孔內(nèi)的物質(zhì)被侵蝕，孔變大而使得部分血制品通過該孔進(jìn)入一包含的空間而被肉眼檢測到。PCT國際出版物WO 92/19764涉及對收集的可灌輸?shù)捏w液進(jìn)行生長監(jiān)測的裝置。具體地說，該裝置包括一含有微生物生長培養(yǎng)基的柔性血液收集袋或樣品袋。傳感器連接在袋內(nèi)壁上用于非侵入性地監(jiān)測袋內(nèi)的微生物污染情況。該發(fā)明還涉及在灌輸前監(jiān)測血液收集袋內(nèi)微生物生長的方法。傳感器用來通過從外部監(jiān)測熒光染料發(fā)出的熒光來監(jiān)測灌輸給患者的體液的收集袋中的細(xì)菌生長。
發(fā)明概述簡言之，本發(fā)明提供了包含柔性液體密封袋的反應(yīng)裝置，該反應(yīng)裝置還包含用于實時、原位、可逆地測定袋內(nèi)材料性質(zhì)的分析傳感器。該傳感器可以與袋整體連接(integrallyconntected)或是沒有這樣的連接。較佳的是，分析傳感器包含位于袋內(nèi)或袋上的響應(yīng)元件、袋外部的處理元件以及在響應(yīng)元件和處理元件之間傳遞信息的裝置。傳遞裝置或方式例如可以是機(jī)械元件，例如導(dǎo)線或光纖纜，或是輻射元件，如聲波、光化學(xué)輻射、核輻射或磁力。袋可以單獨使用或可以是用于產(chǎn)生材料庫的組合袋陣列的一個成員。較佳的是，袋有自承性(自身有支承的，self-supported)。該反應(yīng)裝置特別可用于實時、連續(xù)地測定化學(xué)、物理、生物綜合物、混合物和制劑中的組分、中間體和產(chǎn)物的性質(zhì)。
更具體的是，每個反應(yīng)裝置包含一反應(yīng)袋，而且反應(yīng)裝置還包含一個或多個用于監(jiān)測例如當(dāng)袋內(nèi)一處或多處發(fā)生變化時材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化的分析傳感器。應(yīng)理解，對本質(zhì)上為化學(xué)或物理性質(zhì)的可逆的生物學(xué)性質(zhì)(如顏色、濁度、熒光等)的監(jiān)測也包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。分析傳感器包括位于袋內(nèi)或袋上的響應(yīng)元件，該元件將化學(xué)、物理或生物信息轉(zhuǎn)變(輸出)成電子或電磁信號。分析傳感器還包括處理元件，其將電子或電磁信號轉(zhuǎn)變成可用的信息。響應(yīng)元件和傳遞方式可以在袋的內(nèi)部(自由漂浮或連接)，或可以在袋的內(nèi)壁上，或可以構(gòu)成袋壁的一部分或全部?；蛘?，響應(yīng)元件可以密封在袋的邊緣中。響應(yīng)元件可以被一個或多個外部電極尋址或可遠(yuǎn)距離尋址(address)。較佳的是，響應(yīng)元件具有一個或多個下列性質(zhì)柔軟、可以再次使用、不會降解、可隨意處置的(一次性使用，disposable)以及成本低。
本發(fā)明另一方面提供了一種實時、原位、可逆監(jiān)測反應(yīng)裝置中的袋內(nèi)物質(zhì)的性質(zhì)變化的方法，該方法包括以下步驟a)提供一反應(yīng)裝置，該反應(yīng)裝置包含柔軟的、密封的、流體不能滲透的袋，該袋包含一種或多種反應(yīng)組分，所述反應(yīng)裝置還包括根據(jù)實時、原位、可逆地測定袋內(nèi)物質(zhì)性質(zhì)的測定程序運(yùn)作的分析傳感器，該分析傳感器包含在袋內(nèi)或袋上的用于將化學(xué)或物理信息轉(zhuǎn)變(輸出)成電子或電磁信號的響應(yīng)元件、用于將電子或電磁信號轉(zhuǎn)變成可用信息的處理元件以及用于在響應(yīng)元件和處理元件之間傳遞信息的裝置，b)使該袋與受控制的環(huán)境接觸，以使反應(yīng)組分相互作用，形成一種或多種混合物、反應(yīng)產(chǎn)物和制劑，以及c)用傳感器的響應(yīng)元件和處理元件監(jiān)測袋內(nèi)材料性質(zhì)的變化，和d)任選地，利用處理信息來改變一個或多個組分、受控制的環(huán)境以及測定程序。
分析傳感器可用來監(jiān)測袋內(nèi)反應(yīng)組分、中間體和產(chǎn)物的一種或多種物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)。
與常規(guī)的反應(yīng)容器相比，本發(fā)明的反應(yīng)裝置具有優(yōu)異的性質(zhì)，其提供了以下優(yōu)點它能迅速評價袋內(nèi)反應(yīng)物、中間體和產(chǎn)物而無需花費時間進(jìn)行提取和純化步驟；它可以原位實時地監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程，從而有助于優(yōu)化反應(yīng)，例如監(jiān)測聚合物固化程度；它能夠用于研究處理條件下的基礎(chǔ)反應(yīng)動力學(xué)；它能夠監(jiān)測可逆的性質(zhì)如溫度、結(jié)晶頻率等；以及它能在過程中進(jìn)行評價，以確保例如生產(chǎn)過程在控制之下。
在本申請中“光化學(xué)輻射”意謂電磁輻射，較佳的是紫外線(UV)，微波和紅外線(IR)；“膜”指適合制成袋的片狀材料；“柔軟的(柔性)”指可以圍繞直徑為10cm、較好的1cm，更好的1或2毫米、最佳的0.25毫米或更小的棒彎曲；“自由漂浮”指在至少一個方向上能自由地移動；性質(zhì)的“原位”測定指響應(yīng)元件與袋內(nèi)物質(zhì)物理接觸；“袋”指柔軟的、密封或不密封的、較佳的是自身有支承的、由對其中材料是惰性的膜制成的包、袋或反應(yīng)容器；當(dāng)密封時，它不讓周圍環(huán)境的流體透過；較佳的是，它具有一體的結(jié)構(gòu)，但是也可以使用相容材料的組合；“實時”指測定與行為本身基本上同時進(jìn)行；“可逆”指可以實時測定袋內(nèi)物質(zhì)性質(zhì)的數(shù)值增加和減少；以及“一體結(jié)構(gòu)”指由一種材料構(gòu)成，但是在有隔膜存在時，隔膜可以是不同的材料。
附圖簡述

圖1a顯示了本發(fā)明一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一三組件的分析傳感器，該分析傳感器具有密封在袋一端的響應(yīng)元件、將信號轉(zhuǎn)變成有用信息的處理元件以及用于在響應(yīng)元件和處理元件之間傳遞信息的物理傳遞裝置。
圖1b顯示了本發(fā)明的一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一個分析傳感器，該分析傳感器包含密封在袋一端的遠(yuǎn)距離尋址的響應(yīng)元件。
圖2a顯示了發(fā)明的一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一個三組件的分析傳感器，該傳感器具有一端連接在袋內(nèi)部的響應(yīng)元件。
圖2b顯示了本發(fā)明的一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一個分析傳感器，該分析傳感器包括自由漂浮在袋內(nèi)部的遠(yuǎn)距離尋址的響應(yīng)元件。
圖3a顯示了本發(fā)明的一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一個三組件分析傳感器，該分析傳感器具有連接在袋壁內(nèi)部的響應(yīng)元件。
圖3b顯示了本發(fā)明的一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一個分析傳感器，該分析傳感器具有連接在袋壁內(nèi)部的遠(yuǎn)距離尋址的響應(yīng)元件。
圖4a顯示了本發(fā)明的一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一個三組件分析傳感器，該分析傳感器具有插入袋體內(nèi)的響應(yīng)元件(類似于袋體內(nèi)的貼片)。
圖4a’顯示了圖4a沿4a’-4a’線的橫截面圖。
圖4b顯示了本發(fā)明的一個反應(yīng)裝置實施方案的透視圖，該反應(yīng)裝置包括一個分析傳感器，該分析傳感器包括插入袋體內(nèi)的可遠(yuǎn)距離尋址的響應(yīng)元件(類似于袋體內(nèi)的貼片)。
較佳實施方案詳述本發(fā)明提供了用軟袋或袋陣列作為反應(yīng)容器來原位、實時檢測反應(yīng)、中間體和產(chǎn)物的性質(zhì)。本發(fā)明將能對感興趣的材料性質(zhì)有響應(yīng)的分析傳感器插入每個袋內(nèi)。
這些材料性質(zhì)可以用許多不同的傳感器來測定，這些傳感器包括但不局限于熱電偶、叉指傳感器(IDT)、聲學(xué)傳感器(包括表面聲波裝置(SAWS)和石英晶體微量天秤(QCMs))。這些裝置是已知的和可獲得的，并且能夠?qū)芏嗖牧闲再|(zhì)，例如質(zhì)量、密度、模量、導(dǎo)電度、pH等等產(chǎn)生響應(yīng)。
特別令人感興趣的是具有通過將銅電路圖沉積在聚合物膜上而制得的響應(yīng)元件的價廉又用完即可丟棄的傳感器(MicroflexTM，3M公司，圣保羅，MN)。關(guān)于用于產(chǎn)生這些傳感器的方法和材料例如參見美國專利5,227,008，6,071,597和6,177,357。
美國專利5,227,008涉及一種制作柔性電路的方法，其中聚合物膜的蝕刻是用水性的可加工的交聯(lián)光致抗蝕劑作為掩模、用濃堿溶液溶解膜部分來實現(xiàn)的，該方法包括以下步驟層壓抗蝕劑，用稀釋的水溶液顯現(xiàn)抗蝕劑直至獲得所需的圖象，在大約50-120℃的溫度下用濃堿蝕刻沒有被交聯(lián)的抗蝕劑覆蓋的聚合膜部分，然后將抗蝕劑從聚合物膜上剝?nèi)ァ?br> 美國專利6,071,597涉及一種柔軟的印刷電路，它包含a)至少一層聚合物電介質(zhì)材料，b)在其上方的至少一層導(dǎo)電材料，和c)至少一個電路圖，其中每個所述電介質(zhì)層和每個所述導(dǎo)電層有兩個主面，電介質(zhì)層或?qū)щ妼又械闹辽僖粚佑兄辽僖粋€孔隙，其中至少一個所述電介質(zhì)層具有涂布在所述電介質(zhì)層至少一個主面的至少部分上的選自金剛石樣碳、經(jīng)氫化處理的金剛石樣碳、官能化的金剛石樣碳、氮化硅酮、氮化硼、碳化硅、二氧化硅和三氟化硼的材料，所述材料的楊氏模數(shù)從大約100到大約200Gpa，在45MHz-20GHZ之間的介電常數(shù)為8-12，韋克氏硬度為大約20000到大約9000kg/mm2。
美國專利6,177,357涉及一種制作柔軟的印刷電路的方法，其中用紫外線可固化的100％活性液體光致抗蝕劑作為掩模，通過用濃堿水溶液溶解聚合物膜部分來對聚合物膜進(jìn)行蝕刻，該方法包括以下步驟a)將所述抗蝕劑層壓在柔軟的基材上，該基材具有一層聚合物膜和一層薄的銅層，b)使至少部分所述抗蝕劑外露，從而使所述外露部分交聯(lián)，c)在薄的銅層上電鍍電路至所需厚度，d)在大約70℃-120℃的溫度下用濃堿蝕刻沒有被交聯(lián)的抗蝕劑覆蓋的所述聚合物膜部分，e)用稀釋的堿溶液將所述抗蝕劑從所述聚合物膜上除去，和f)蝕刻所述薄銅層以獲得電路。
本發(fā)明的反應(yīng)裝置和方法適用于光化學(xué)輻射固化的(較佳的是紫外線固化的)以及熱固化的聚合反應(yīng)。在一個實施方案中，將一排接頭密封通過袋的一端，使IDT與袋內(nèi)物質(zhì)直接接觸。如圖1a、2a和3a所示，接頭可以在外部。該實施方案很適合例如紫外線引發(fā)的聚合反應(yīng)，在這種情況下，可以追蹤反應(yīng)的進(jìn)展，因為在紫外線固化的聚合反應(yīng)中，預(yù)計單體在激發(fā)波長下有明顯的吸收截面。那些在袋較厚部分的物質(zhì)將接觸較少的紫外光，因而固化得更慢。這在紫外線固化的丙烯酸酯情況下是特別明顯的，此時靠近袋邊緣的聚合物比中心的聚合物更硬。
在另一實施方案中，例如當(dāng)用水作為溫度控制介質(zhì)時，可將射頻天線插入檢測元件內(nèi)，這樣傳感器無需穿透袋。該天線可以遠(yuǎn)距離尋址，這樣不僅在密封成問題的情況下也在很難或需要時間將外部連接頭連接到待評估的袋上的情況(如圖1b、2b和3b所示)下提供了方便。
袋可以單獨或以組合陣列的形式用于本發(fā)明，這已在2001年2月22日提交的受讓人的待批專利申請USSN 09/793,666(代理人案卷號55970US002)中有所描述。
更具體說，柔性袋可用各種方式形成，例如在裝置(如液體形成-填充-密封機(jī)器(例如用General Packaging，Houston TX的70A2C型)上或人工方法將兩段熱塑膜沿底部和各側(cè)面邊緣熱密封在一起，形成開口的袋。另外，也可將一張膜折疊，在兩端密封，填充入組分，然后將剩余的邊密封。或者，可將膜管的一端密封，填入組分，然后將另一端密封。袋可以具有任何可用的形狀，但是具有矩形或正方形表面的袋是較佳的。對于某些傳感器，希望用可固化粘合劑將袋密封在連接頭或傳感器周圍。
通常，在將組分加入袋內(nèi)后，將袋熱密封以便完全包圍組分。密封溫度通常高于形成袋的膜的軟化點但低于其熔點。較佳的是在密封前除去袋中的大部分空氣。這可以用例如抽氣或機(jī)械壓縮來實現(xiàn)。密封可形成各種不同的結(jié)構(gòu)，以形成橫跨以及沿著膜長度的多個袋。例如，除了在側(cè)邊密封外，還可以在膜中部形成密封，這樣，當(dāng)將頂部和底部邊緣密封后會形成兩個袋。這兩個袋可以通過中央的密封仍保持相互連接，或者可以切成單獨的袋。在另一實施方案中，在最初的袋內(nèi)可以包括一個或多個袋(本文稱為內(nèi)袋)，以便加入其它組分。這可以用以下方法來實現(xiàn)預(yù)先將其它組分密封到一個或多個分開的較小的內(nèi)袋中，在加入初始組分期間將這些內(nèi)袋加入，或者可將它們作為較小的內(nèi)部袋加入最初的袋內(nèi)部。內(nèi)袋可以是自由漂浮的，或可預(yù)先密封在最初袋的一個或多個邊緣中。含有其它組分的內(nèi)袋可用以下材料制成，該材料比最初的袋更容易破裂，從而可使其它組分與初始組分接觸。用比最初袋薄的材料形成內(nèi)袋或用較低熔點的層壓袋可以實現(xiàn)內(nèi)袋的破裂。在前一情況下，可通過機(jī)械攪動(如捏合或擠壓)使內(nèi)袋破裂。在后一情況下，可用升高的溫度結(jié)合機(jī)械攪動使內(nèi)袋破裂。在另一實施方案中，內(nèi)袋可用在光化學(xué)能量(或其它類型能量)作用下分解從而使袋破裂并釋放其中物質(zhì)的材料制成。在另一實施方案中，最初的袋可裝有隔膜入口，從而使袋具有可加入其它組分而不破壞袋儲存完整性的可重新密封的入口。
袋宜包含柔軟的膜，在某些實施方案中，該膜可使紫外線或紅外線透過。熱塑膜可從許多商業(yè)來源例如Huntsman Packaging，Rockford IL得到。具體使用的熱塑膜很大程度上取決于袋內(nèi)組分和產(chǎn)物的組成和熔點，膜的軟化點通常低于125℃。單層或多層層壓的袋可用例如以下的柔性熱塑性聚合物膜制成聚烯烴均聚物和共聚物、聚二烯、聚苯乙烯、聚酯、聚醚、鹵代聚烯烴、聚乙烯醇、聚酰胺、聚亞胺、聚環(huán)烯烴、聚膦嗪、聚乙酸酯和聚丙烯酸酯。較佳的熱塑性膜材料包括低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVF)、聚乙烯乙酸酯(PVA)、乙烯和乙酸乙烯酯、偏氟乙烯、氯乙烯、四氟乙烯和丙烯的共聚物。如上所述，膜片材可市售購得，它們可用來生產(chǎn)包裝物?？蓡为毣蛟诒景l(fā)明的組合庫中使用的這些袋在例如美國專利5,902,654中有所公開。美國專利5,804,610和5,932,298公開了制備粘彈性組合物(例如粘合劑，如熱熔融粘合劑)的方法，其中將粘彈性組合物前體(如粘合劑組合物前體)與包裝材料混合，然后用透射能量進(jìn)行聚合。美國專利5,902,654公開一種方法，該方法涉及烯烴單體與含有介導(dǎo)單體聚合的過渡金屬種類的催化劑系統(tǒng)在包裝內(nèi)聚合。該方法提供了一種利用所得聚合物而無需進(jìn)一步廣泛處理的方法。可用于本發(fā)明的其它膜包括金屬膜，例如銅、鋁以及周期表第2、3、4、5、6、7和8族中的任何金屬的薄片，以及將聚合物膜、金屬薄片、紙材以及紡織或非織造織物材料(如棉、毛、玻璃纖維和聚合物纖維)組合起來的復(fù)合材料。
用于最初的袋的膜厚度通常在大約5微米-3毫米，較佳的在25-250微米，更佳的在50-150微米。膜厚度也因袋內(nèi)組分待經(jīng)受的溫度或條件而異，較厚的膜用于高溫和低溫應(yīng)用或需要機(jī)械操作時的應(yīng)用。內(nèi)袋可用相同或不同的材料形成，其厚度可與最初的袋相同或更薄，較佳的在大約1微米-1毫米之間，更佳的在5-150微米，最佳的在15-50微米之間。袋大小可以具有任何所需的尺寸。
然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到，袋的尺寸可以控制袋內(nèi)要實現(xiàn)的反應(yīng)條件。例如，由于大塊(物質(zhì))反應(yīng)(bulk reaction)有濃縮的質(zhì)量，因此其所需的袋尺寸比溶液反應(yīng)或懸浮液反應(yīng)小。這是因為，反應(yīng)物質(zhì)的濃度越高，就需要越大的表面積來除去化學(xué)反應(yīng)通常產(chǎn)生的熱能。另一方面，溶液和懸浮液反應(yīng)含有較低濃度的反應(yīng)物質(zhì)，因此只需較少的表面積來除去熱能。用于大塊物質(zhì)反應(yīng)的最初袋的尺寸可以不同，但是通常小于約100厘米×100厘米，較佳的小于約20厘米×20厘米，更佳的約為13厘米×7厘米，還要佳的為2厘米×1厘米或更小。內(nèi)袋的大小符合相同的限制，其可以有任何大小，只要它能裝在最初的袋內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到，內(nèi)袋加入的其它組分的類型可能決定了最初的袋的大小。例如，如果其它組分是催化劑，則所需的內(nèi)袋大小可以非常小，例如1厘米×1厘米，而如果內(nèi)袋含有用于溶液共聚的共聚單體，則內(nèi)袋可能非常大，例如為50厘米×50厘米或更小，較佳的為10厘米×10厘米或更小，最佳的約為4厘米×5厘米至約5毫米×5毫米。
含有組分的袋可以單獨使用，或者可以呈線性和/或水平地相互連接或相互物理分開。密封后，可將它們輸送通過反應(yīng)區(qū)，這樣就可使每個袋經(jīng)受相同或不同的反應(yīng)條件和停留時間。這大大增加了單個庫所包括的反應(yīng)范圍和數(shù)量。反應(yīng)區(qū)可以簡單到恒溫水浴，或可精細(xì)到溫控超聲浴。通常，可通過所用反應(yīng)區(qū)的長度來控制每個袋的反應(yīng)時間。較長的反應(yīng)時間需要較長的反應(yīng)區(qū)。袋內(nèi)組分的混合可通過以下方式實現(xiàn)，但不局限于這些方式機(jī)械攪動例如捏合輥，或密封浴內(nèi)受控制的壓力梯度變化、或超聲攪動。
更具體地說，反應(yīng)區(qū)可以是液體、氣體或固體浴，用于引發(fā)和促進(jìn)化學(xué)或物理反應(yīng)和/或控制溫度。通過化學(xué)或物理反應(yīng)來形成本發(fā)明的庫陣列可以通過各種能量手段來實現(xiàn)，其包括但不局限于，光化學(xué)輻射(包括熱能、機(jī)械能或超聲波能)。反應(yīng)區(qū)浴的例子包括但不局限于，水浴、對流烘箱、鹽浴和流化床。在通過反應(yīng)區(qū)后，還可任選地將袋分開，進(jìn)行不同的評估或存儲用于以后的評估和分析。
在本發(fā)明的一個實施方案中，可手工將分開的、自身有支承的袋放在一個或多個反應(yīng)區(qū)內(nèi)并取出。在該實施方案中，雖然方法在機(jī)械上不連續(xù)，所得產(chǎn)物可能受到與下面實施方案一樣的限制，各個袋可能經(jīng)歷不同的反應(yīng)區(qū)條件和停留時間。
在另一較佳的實施方案中，最初的袋可以是分開的、自立的、自身有支承的實體，它們可臨時性地相互間隔放置。它們可用例如釘子或夾子等單獨支承或固定在傳送裝置如移動的帶或軌道上運(yùn)送通過反應(yīng)區(qū)。這可以連續(xù)的過程，通過改變反應(yīng)區(qū)條件(例如溫度、輻射能量、機(jī)械能、超聲波能等)以及改變在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的時間來改變每個袋的反應(yīng)條件，如果需要這樣做的話。
在最佳的實施方案中，袋的一個或多個邊緣在線性和/或水平方向上相互連接。如上所述，它們可以由傳送裝置支承或固定在傳送裝置上。在該實施方案中，袋被臨時性地相互隔開放置，并可用各種手段(包括輥、帶，或卷攏成卷筒)輸送通過反應(yīng)區(qū)。同樣，這也可以是連續(xù)的過程，其中如果需要，可以改變每個袋在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的條件和所需時間。
用于本發(fā)明的分析傳感器包括任何提供反映待研究樣品的化學(xué)、物理或生物性質(zhì)的分析信息的測定裝置?？蓽y定的機(jī)械性質(zhì)例如包括，但不局限于，密度、應(yīng)變、力、轉(zhuǎn)矩、壓力、粘度、表面張力、溫度、熱流量、電容、介電常數(shù)、復(fù)數(shù)阻抗、顏色、折射率(RI)、波長、導(dǎo)熱性、流變學(xué)和形態(tài)學(xué)性質(zhì)。
可測定的化學(xué)性質(zhì)例如包括，但不局限于，濃度、反應(yīng)速率、結(jié)合常數(shù)、某物質(zhì)的存在與否、某物質(zhì)的身份、反應(yīng)物、中間體和產(chǎn)物的定量、分子量、多分散性、pH和水份含量。
許多響應(yīng)元件可用于本發(fā)明，其包括但不局限于，壓電裝置、電化學(xué)裝置、光學(xué)探頭、量熱裝置、熱敏電阻/熱電偶、叉指傳感器、電阻裝置、霍爾電阻(磁能力)裝置、導(dǎo)熱裝置(例如，一個加熱器和一個溫度傳感器接近)、懸臂探頭(cantilever probe)。各種傳遞方式(或裝置(means))是可以獲得的，其例如包括，電、光、磁、核和機(jī)械方式或裝置。更具體地說，可用導(dǎo)線、纖維光纜、射頻鑒定(RFID)、聲波、光化學(xué)輻射、核輻射和磁力在響應(yīng)元件和處理元件之間傳遞信息。
圖1a是本發(fā)明的反應(yīng)裝置10的透視圖，該裝置10包括柔軟的袋20和分析傳感器30。分析傳感器30包含響應(yīng)元件12、處理元件16和在響應(yīng)元件12和處理元件16之間以物理方式傳遞信息的傳遞裝置18(例如通過導(dǎo)線、纖維光纜等)。袋20包括在端部24處或附近的密封22。在使用袋20之前，可打開一處或兩處密封22以便裝填材料。傳遞裝置18的連接頭14可在袋20的外部。連接頭14通過任何合適的方式與處理元件16相溝通，以便在響應(yīng)元件12和處理元件16之間傳遞信息。響應(yīng)元件12只與袋20的密封22連接，這樣它就能在袋20內(nèi)自由漂浮。或者，響應(yīng)元件12可與袋20的內(nèi)壁26的一處或多處相連(未顯示)，在這種情況下，它可以是部分或全部固定在袋20內(nèi)部。
圖1b是本發(fā)明的反應(yīng)裝置10的透視圖，該反應(yīng)裝置10包括柔軟的袋20和分析傳感器30。分析傳感器30包含響應(yīng)元件12、處理元件16和在響應(yīng)元件12和處理元件16之間傳遞信息的傳遞裝置18(未顯示)。袋20包括在端部24處或附近的密封22。在使用袋20之前，可打開一處或兩處密封22以便將材料裝填到袋20內(nèi)。響應(yīng)元件12只與袋20的末端24附近的密封22相連，以便在袋20內(nèi)自由漂浮?；蛘撸憫?yīng)元件12也可連接于袋20的壁26內(nèi)側(cè)一點或多點，此時它可部分或全部固定在袋20內(nèi)。響應(yīng)元件12可通過處理元件16遠(yuǎn)距離尋址。用于將信息從響應(yīng)元件12遠(yuǎn)距離傳遞到處理元件16的傳遞裝置(未顯示)可包括許多已知形式的能量，例如，聲波、光化學(xué)輻射、核輻射和磁力。
圖2a是本發(fā)明的反應(yīng)裝置40的透視圖，該裝置40包括柔軟的袋50和分析傳感器60。分析傳感器60包括響應(yīng)元件42、處理元件46和在響應(yīng)元件42和處理元件46之間傳遞信息的傳遞裝置48。袋50包括在端部54處或附近的密封52。在使用袋50之前，可打開一處或兩處密封52以便將材料裝填到袋50內(nèi)。傳遞裝置48的連接頭44可在袋外部，并且任選地在袋50內(nèi)部并穿過密封58。連接頭44通過任何合適的方式與處理元件46相溝通，以便在響應(yīng)元件42和處理元件46之間傳遞信息。傳遞裝置48包括機(jī)械元件如導(dǎo)線或纖維光纜。響應(yīng)元件42在密封58處與袋50體部相連，這樣它就能在袋50內(nèi)自由漂浮?；蛘撸憫?yīng)元件42可與袋50的內(nèi)壁56的一點或多點相連(未顯示)。
圖2b是本發(fā)明的反應(yīng)裝置40的透視圖，該反應(yīng)裝置40包括柔軟的袋50和分析傳感器60。分析傳感器60包括響應(yīng)元件42、處理元件46和在響應(yīng)元件42和處理元件46之間傳遞信息的傳遞裝置(未顯示)。袋50包括在端部54處或附近的密封52。在使用袋50之前，可打開一處或兩處密封52以便將材料裝填到袋50內(nèi)。響應(yīng)元件42在袋50內(nèi)部是自由漂浮的。響應(yīng)元件42可通過處理元件46遠(yuǎn)距離尋址。將信息從響應(yīng)元件42遠(yuǎn)距離傳遞的傳遞裝置(未顯示)可包括許多已知形式的能量，例如，聲波、光化學(xué)輻射、核輻射和磁力。
圖3a是本發(fā)明的反應(yīng)裝置70的透視圖，該裝置70包括柔軟的袋80和分析傳感器90。分析傳感器90包括響應(yīng)元件72、處理元件76和在響應(yīng)元件72和處理元件76之間傳遞信息的傳遞裝置78。袋80包括在端部84處或附近的密封82。在使用袋80之前，可打開一處或兩處密封82以便將材料裝填到袋80內(nèi)。處理元件72可以在密封88處與袋80和連接頭74相連。傳遞裝置78的連接頭74在袋外部，任選地在袋80內(nèi)部并穿過密封88。連接頭74通過任何合適的方式與處理元件76相溝通，以便在響應(yīng)元件72和處理元件76之間傳遞信息。傳遞裝置78包括機(jī)械元件如導(dǎo)線或纖維光纜。響應(yīng)元件72在密封88處與袋80相連。
圖3b是本發(fā)明的反應(yīng)裝置70的透視圖，該反應(yīng)裝置70包括柔軟的袋80和分析傳感器90。分析傳感器90包括響應(yīng)元件72、處理元件76和在響應(yīng)元件72和處理元件76之間傳遞信息的傳遞裝置(未顯示)。袋80包括在端部84處或附近的密封82。在使用袋80之前，可打開一處或兩處密封82以便將材料裝填到袋80內(nèi)。響應(yīng)元件72與袋80的內(nèi)壁86相連。響應(yīng)元件72可通過處理元件76遠(yuǎn)距離尋址。用于將信息從響應(yīng)元件72遠(yuǎn)距離傳遞處理元件76的傳遞裝置(未顯示)可包括許多已知形式的能量，例如，聲波、光化學(xué)輻射、核輻射和磁力。
圖4a是本發(fā)明的反應(yīng)裝置100的透視圖，該裝置100包括柔軟的袋110和分析傳感器120。分析傳感器120包括響應(yīng)元件102、處理元件106和在響應(yīng)元件102和處理元件106之間傳遞信息的傳遞裝置108。袋110包括在端部114處或附近的密封112。在使用袋110之前，可打開一處或兩處密封112以便將材料裝填到袋110內(nèi)。響應(yīng)元件102與袋110體部毗鄰并形成體部的一部分。連接頭104在袋110的外部和可任選地插入響應(yīng)元件102內(nèi)部。響應(yīng)元件102密封在袋110體部內(nèi)，周圍是密封118。連接頭104在密封118處與響應(yīng)元件102相連，并通過任何合適的方式與處理元件106相溝通，以便在響應(yīng)元件102和處理元件106之間傳遞信息。傳遞裝置108包括機(jī)械元件如導(dǎo)線或纖維光纜。
圖4a’顯示了圖4a中沿線4a’-4a’的橫截面，其顯示了袋110、響應(yīng)元件102和其周圍的密封118，以及響應(yīng)元件102的連接頭104。
圖4b是本發(fā)明的反應(yīng)裝置100的透視圖，該反應(yīng)裝置100包括柔軟的袋110和分析傳感器120。分析傳感器120包括響應(yīng)元件102、處理元件106和在響應(yīng)元件102和處理元件106之間傳遞信息的傳遞裝置108(未顯示)。袋110包括在端部114處或附近的密封112。在使用袋110之前，可打開一處或兩處密封112以便將材料裝填到袋110內(nèi)。響應(yīng)元件112在密封118處與袋110的體部毗鄰，并構(gòu)成其一部分。響應(yīng)元件102可通過處理元件106遠(yuǎn)距離尋址。用于將信息從響應(yīng)元件102遠(yuǎn)距離傳遞處理元件106的傳遞裝置(未顯示)可包括許多已知形式的能量，例如，聲波、光化學(xué)輻射、核輻射和磁力。
本發(fā)明可用于在有機(jī)物、無機(jī)物和生物學(xué)材料的合成、混合或配制期間實時、原位、可逆地監(jiān)測組分、中間體和產(chǎn)物的化學(xué)、物理和生物學(xué)性質(zhì)。例如，它可用于在有機(jī)合成、光化學(xué)、聚合物合成以及生物制品合成中產(chǎn)生單種物質(zhì)或物質(zhì)庫。它能在柔軟的、不透水的、可密封的或已密封的袋內(nèi)提供庫樣品的線性和/或水平的陣列，樣品量宜為0.5g至商業(yè)上有用的量(包括端值)。
該方法可用于大規(guī)模制備商業(yè)材料。因此，該技術(shù)可用來人工制得含有某一制劑的一個袋，然后制得含有不同制劑的第二個袋等。其優(yōu)選采用自動化方法，利用自動化的配送系統(tǒng)可以改變每個袋內(nèi)反應(yīng)物(如單體)的填充，而且袋可以相互連接在一起。用于合并組分的這種自動化方法在例如美國專利5,902,654中已有說明。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點將通過下列實施例作進(jìn)一步描述，但是這些實施例中描述的具體材料和用量以及其它條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)被理解為不適當(dāng)?shù)叵拗屏吮景l(fā)明。
實施例下面，通過以下實施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍并不局限于這些實施例。在這些實施例中，所有份數(shù)、比例和百分?jǐn)?shù)均表示為重量，除非另有所述。所有材料購自Aldrich Chemical Comparny，Milwaukee，WI，除非另有所述。
術(shù)語表IDT-叉指傳感器Mw-重均分子量Mn-數(shù)均分子量PD-多分散性(＝Mn/Mw)IBA-丙烯酸異冰片酯THFA-丙烯酸四氫糠酯2-EHA-丙烯酸2-乙基己酯IOTG-異辛基巰基乙酸酯F-頻率QCM-石英晶體微量天平Tg-玻璃轉(zhuǎn)化溫度D-電力損耗實施例1按照US 5,227,008所述，將18微米厚銅沉積在0.05毫米厚聚酰亞胺膜上的1.5微米鎳復(fù)合粘結(jié)層(tie layer)上，然后用金薄層(0.75微米)覆蓋，制得具有46對指狀物(fingers)、距離為75微米的叉指傳感器(IDT)。將這些柔軟的傳感器插入聚乙烯管狀袋(4.5厘米直徑×0.15厘米厚，目錄號2062T23，McMaster Carr，Chicago IL)的10厘米區(qū)域的一端內(nèi)，使IDT朝內(nèi)而連接的電極向管外伸出(見圖1a)。然后用可加熱固化的粘合劑(該粘合劑含有環(huán)氧化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，如US 6,294,270所述)沿電極下部將管熱密封，同時形成袋的下部邊緣，將響應(yīng)元件包埋在袋內(nèi)。然后在袋內(nèi)填入如下表1所示的不同比例的IBA、THFA和2-EHA。分別加入0.8％(體積)的紫外線(UV)引發(fā)劑(Darocur 1173，Ciba SpecialtyChemicals，Tarrytown NY)和0.25％(體積)的電荷轉(zhuǎn)移劑(異辛基巰基乙酸酯，HampshireChemicals，Lexington，MA)。然后用流動氮氣給開口的袋脫氣5分鐘，然后將余下的開口端熱密封。
將袋浸入冰水中，然后暴露在距離約10厘米的紫外光(350納米黑光燈，Osram Sylvania，Danvers MA)下2小時50分鐘，以確保其完全聚合。給IDT的電極施加AC電壓，在測定期間，其頻率(F)從30Hz升高至1MHz。監(jiān)測所得信號的損耗(D)，將其記錄為輸入頻率F的函數(shù)。隨著頻率的升高，每個樣品的損耗增加、達(dá)到最大值，然后減少。每個樣品達(dá)到最大損耗時的頻率(Fmax)明顯不同。為了比較，從袋中取出一小部分物質(zhì)，以10℃/分鐘記錄差示掃描量熱(DCS)軌跡，以便在外部(ex situ)評價每個樣品的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)。表1報道了每個袋取出的代表性樣品的性質(zhì)。
表1聚合作用的監(jiān)測數(shù)據(jù)
Tg和log(Fmax)之間的相反關(guān)系證實可以從損耗測定值來估計熱化學(xué)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明能夠評價不同共聚物的化學(xué)和物理性質(zhì)。
實施例2
活性單體的例子包括但不限于甲基丙烯酸甲酯(10～20wt％)、乙二醇二甲基丙烯酸酯，例如SARTOMER SR-206(1～10wt％)、高度丙氧基化的甘油三丙烯酸酯，例如SARTOMER SR-9021(0～10wt％)及其混合物。
顏料漿含有在不飽和聚酯載體樹脂中的顏料。該糊料還含有少量的潤濕劑、分散劑和抑制劑。飽和聚酯也可作為載體樹脂使用。該載體樹脂也可不同于聚酯，例如氨酯二丙烯酸酯、丙烯酸硅酮或類似樹脂。顏料漿是通過將顏料和其它成分加入到載體樹脂中，隨后在研磨機(jī)中混合而制成的。信號。
表3袋內(nèi)不同位置的電容(pF)
表3數(shù)據(jù)表明，袋內(nèi)不同空間位置的28KHz電容值有差異。該實施例描述了用傳感器陣列在反應(yīng)容器內(nèi)捕獲的性質(zhì)的光譜分布的獨特理解。
實施例4如實施例1所述，將特氟隆(聚四氟乙烯)涂布的k型熱電偶(Omega Engineering，Stamford CT)放入10厘米聚乙烯管狀袋(4.5厘米直徑×0.5毫米厚)的一個開口端內(nèi)。然后將管的末端熱密封，熱電偶周圍的開口用少量5分鐘環(huán)氧樹脂(Devcon，Danvers MA)密封。將袋置于干燥盒子(Vacuum Atmospheres，Hawthorne，CA)內(nèi)，將熱電偶連接于871A型數(shù)字溫度計(Omega Engineering)上。然后，通過袋的開口端加入5.61克(50.0毫摩爾)1-辛烯、100.0微升(1.00微摩爾，用甲苯配成0.01M)乙烯-雙-茚基二氯化鋯(Strem Chemical，NewburyportMA)，然后加入0.58毫升(1.00毫摩爾，1.7M，用甲苯配)methylalumoxane(Albemarle，BatonRouge LA)。立即將袋的開口端熱密封，監(jiān)測袋內(nèi)物質(zhì)的溫度，記錄成時間的函數(shù)。下表4報道了這些試驗記錄的時間與溫度的數(shù)據(jù)。
表4時間與溫度
表4數(shù)據(jù)表明，袋內(nèi)物質(zhì)的溫度隨反應(yīng)時間的增加而升高，然后在反應(yīng)完成時降低。該實施例顯示了實時、可逆的連續(xù)監(jiān)測。
實施例5將使用石英晶體(SC-501-1)，探頭(TPS-550)和監(jiān)測器(PM-710，Maxtec，Santa FeSprings CA)的QCM儀器密封在聚乙烯管狀袋(如實施例1，經(jīng)測定為10厘米×4.5厘米×0.15厘米厚)的一個側(cè)壁上，將晶體扣環(huán)放在聚乙烯管內(nèi)，并直接螺紋連接在管外部的探頭上。然后用解剖刀仔細(xì)地切去覆蓋晶體的管部分。然后將管的一端熱密封閉合，加入30.0克99.8％2-EHA和0.2％Esacure KB1光引發(fā)劑(Sartomer，West Chester PA)的溶液。然后，用置于袋開口端并放入溶液內(nèi)的18號針頭以氮氣對溶液汽提(strippe)20分鐘。取出針，迅速將管的開口端熱密封閉合。將QCM連接于頻率監(jiān)測器，使袋暴露在UV光源下。測定不同時間間隔的QCM共振頻率，其結(jié)果顯示在表5中。
表5頻率與時間
表5數(shù)據(jù)表明，由于初始的聚合熱導(dǎo)致密度降低，晶體頻率起初有所增加，隨后，晶體頻率隨著單體轉(zhuǎn)變成聚合物的增加而降低。這表明頻率被連續(xù)的監(jiān)測并且有連續(xù)的響應(yīng)。
實施例6在實施例1的10厘米聚乙烯管狀袋(4.5厘米直徑×0.5毫米厚)的一個開口端放入漫反射探頭(目錄號R200-REF-VIS/NIR，Ocean Optics，Dunedin FL)。然后，用脈沖熱密封儀將靠近探頭的管末端熱密封，探頭周圍的開口用82518RTV硅酮橡膠密封劑(Loctite，Rocky HillCT)密封。在管的開口端加入3.2克(30毫摩爾)2-異丙基苯胺、2.18克(15毫摩爾40％水溶液)乙二醛、30毫升乙醇和0.05克甲酸。然后將管的開口端熱密封閉合，將袋置于深色容器內(nèi)以限制漫射光。將光源(LS-1鎢鹵燈，Ocean Optics，Dunedin FL)連接在漫反射探頭的激發(fā)端。將分光光度計(SD2000，100微米狹縫，600線/毫米，Ocean Optics，Dunedin FL)連接于該漫反射探頭的測定端。監(jiān)測5小時內(nèi)的不同時間袋內(nèi)物質(zhì)之間反應(yīng)的進(jìn)行的混合物的可見光透射光譜。用計算機(jī)將數(shù)據(jù)記錄成光源校正相對的619nm下透射值，其結(jié)果以表格形式顯示在表6中。
表6光透射(619nm的計數(shù))與時間
表6的數(shù)據(jù)表明，在反應(yīng)期間，光學(xué)透射的相對值開始為最大，然后隨著反應(yīng)的進(jìn)行而減小直至其達(dá)到平衡狀態(tài)，這證明，袋內(nèi)反應(yīng)的光學(xué)性質(zhì)可被連續(xù)監(jiān)測并且有連續(xù)的響應(yīng)。
實施例7將具有5kHz中央頻率的電子蜂鳴器(70dB PC Piezo Model 273-074，Radio Shack，F(xiàn)ortWorth TX)與9伏電池和開關(guān)相連。然后將該組件放在聚乙烯管狀袋(4.5厘米直徑×0.15毫米厚，目錄號2062T23McMaster Carr，Chicago IL)內(nèi)，然后熱密封。將該裝置放在另一相同的聚乙烯管狀袋內(nèi)，將袋的一端熱密封。然后在外部的管內(nèi)填入100克99.8％2-EHA和0.2％Esacure KB-1光引發(fā)劑，用流動的氮氣脫氣5分鐘，然后將剩余的末端密封。
打開蜂鳴器，用365nm 8W UV光源(UVP，Upland CA)以30秒脈沖(butst)照射樣品5分鐘。在每次脈沖后，關(guān)閉UV光源，將來自蜂鳴器的10秒聲音信號通過離樣品2英寸的麥克風(fēng)(D660S，AKG Acoustics，Nashville TN)傳導(dǎo)通過混合器(Eurorack MX 802A-ULN型，Behringer，Edmonds WA)，用Microsoft Sound Recorder v5.0數(shù)字化到筆記本電腦中。對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速Fourier轉(zhuǎn)變。下表7中報道了蜂鳴器最大輸出頻率與時間的關(guān)系。
表7頻率與時間
數(shù)據(jù)顯示了從自由流動的液體到橡膠狀聚合物狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。這證實了該傳感器的用途，該傳感器具有自由漂浮的響應(yīng)元件，它與外部的處理元件遠(yuǎn)距離相溝通，并實時地返回袋內(nèi)材料性質(zhì)的信息。
本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然能在不脫離本發(fā)明范圍和內(nèi)容的情況下對本發(fā)明作各種改動和變化。應(yīng)理解，本發(fā)明并不能不合適地局限于本文所描述的實施方案。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)裝置，它包含柔軟的流體不能滲透的袋，以及用于實時、原位、可逆地測定袋內(nèi)材料性質(zhì)的分析傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中所述傳感器與所述袋整體相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中所述傳感器在所述袋內(nèi)，且不與所述袋整體相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中所述分析傳感器包含響應(yīng)元件、處理元件和在所述響應(yīng)元件和處理元件之間傳遞信息的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件是袋體的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件與袋壁相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件不與袋相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件密封在袋的邊緣內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件通過一個或多個位于袋外部的電極來尋址。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件通過遠(yuǎn)距離尋址。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述傳遞裝置包括電子和光學(xué)元件之一或兩者。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述傳遞裝置包括機(jī)械和輻射元件之一或兩者。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的反應(yīng)裝置，其中所述輻射元件提供了選自聲波、光化學(xué)輻射、核輻射和磁力的輻射。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中所述袋還包括一種或多種反應(yīng)組分、中間體和反應(yīng)產(chǎn)物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反應(yīng)裝置，其中所述分析傳感器對袋內(nèi)一種或多種反應(yīng)組分、中間體和反應(yīng)產(chǎn)物的所選材料性質(zhì)有響應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反應(yīng)裝置，其中所述分析傳感器監(jiān)測物理性質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反應(yīng)裝置，其中所述分析傳感器監(jiān)測化學(xué)性質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反應(yīng)裝置，其中所述監(jiān)測的化學(xué)性質(zhì)是聚合物固化度。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反應(yīng)裝置，其中所述分析傳感器監(jiān)測生物學(xué)性質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中所述分析傳感器是一次性分析傳感器。
21.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件選自熱電偶、叉指傳感器IDT和聲音傳感器SAWS、QCMs。
22.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述分析傳感器的所述響應(yīng)元件是柔軟的。
23.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其中所述響應(yīng)元件包括柔軟的聚合物膜，該膜上沉積有金屬電路圖。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中所述袋包括熱塑膜。
25.一種監(jiān)測反應(yīng)裝置內(nèi)物質(zhì)性質(zhì)變化的方法，該方法包括以下步驟a)提供一反應(yīng)裝置，該反應(yīng)裝置包含柔軟的、密封的、流體不能滲透的袋，該袋包含一種或多種反應(yīng)組分，所述反應(yīng)裝置還包括根據(jù)實時、原位、可逆地測定袋內(nèi)物質(zhì)性質(zhì)的測定程序運(yùn)作的分析傳感器，該分析傳感器包含用于將化學(xué)或物理信息轉(zhuǎn)變(輸出)成電子或電磁信號的響應(yīng)元件、在袋內(nèi)部或袋上的用于將電子或電磁信號轉(zhuǎn)變成可用信息的處理元件、以及用于在響應(yīng)元件和處理元件之間傳遞信息的裝置，b)使該袋與受控制的環(huán)境接觸，以使反應(yīng)組分相互作用，形成一種或多種混合物、反應(yīng)產(chǎn)物和制劑，以及c)用傳感器的響應(yīng)元件和處理元件監(jiān)測袋內(nèi)材料性質(zhì)的變化，和d)任選地，利用處理信息來改變控制的環(huán)境以及測定程序中的一者或兩者。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述袋是密封的。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述袋是自身支承的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)裝置，它包含柔軟的流體不能滲透的袋，以及用于實時、原位、可逆地測定袋內(nèi)材料性質(zhì)的分析傳感器。傳感器與袋整體相連，或沒有這樣的連接。分析傳感器宜寶庫在袋內(nèi)部或袋上的響應(yīng)元件、在袋外部的處理元件、以及在響應(yīng)元件和處理元件之間傳遞信息的裝置。該傳遞裝置包括一種或多種電、光、磁、核和機(jī)械方式。袋可單獨使用或可以是用于產(chǎn)生材料庫的袋陣列組合的成員。該方法監(jiān)測袋內(nèi)材料的性質(zhì)。
文檔編號G01N33/44GK1685230SQ03822527
公開日2005年10月19日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者M·B·弗里, D·R·羅森, L·H·麥金托什, S·B·羅斯科 申請人:3M創(chuàng)新有限公司