1.一種傳感器材料,包含:
多個(gè)導(dǎo)電性碳質(zhì)納米材料顆粒;
能夠與目標(biāo)分析物相互作用的檢測(cè)劑;和
離子液體,
其中所述多個(gè)導(dǎo)電性碳質(zhì)納米材料顆粒、所述檢測(cè)劑和所述離子液體組合以形成糊劑;并且
其中所述離子液體被選擇成促進(jìn)分析物與所述糊劑相互作用,導(dǎo)致所述糊劑的導(dǎo)電率變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器材料,其中所述碳質(zhì)納米材料顆粒為碳納米管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器材料,其中所述碳質(zhì)納米材料顆粒選自石墨粉、單層石墨烯、雙層石墨烯、多層石墨烯、還原石墨氧化物和碳黑粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述離子液體包含選自以下的陽離子:咪唑陽離子、吡啶陽離子、吡咯烷陽離子、陽離子及其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述離子液體包含選自以下的陰離子:雙(三氟甲烷磺?;?酰亞胺(TFSI-)陰離子、雙(氟磺?;?酰亞胺(FSI-)陰離子、鹵化物陰離子、硝酸根陰離子、四氟硼酸根陰離子、六氟磷酸根陰離子、雙三氟甲磺酰亞胺陰離子、三氟甲磺酸根陰離子、甲苯磺酸根陰離子及其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述離子液體包含選自以下的非鹵化有機(jī)陰離子:甲酸根、烷基硫酸根、烷基磷酸根、羥乙酸根及其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺?;?酰亞胺、1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺?;?酰亞胺或1-己基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰基)酰亞胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑共價(jià)結(jié)合至所述碳質(zhì)納米材料顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑非共價(jià)結(jié)合至所述碳質(zhì)納米材料顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑限制在所述碳質(zhì)納米材料顆粒內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑為小分子、聚合物或生物物質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑包含能夠結(jié)合在溶液、氣相或固相中的目標(biāo)分析物的官能團(tuán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器材料,其中所述官能團(tuán)選自硫醇基、醛基、酯基、羧酸基團(tuán)、羥基或其組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑為富電子或貧電子部分;其中目標(biāo)分析物和所述檢測(cè)劑之間的相互作用包括靜電相互作用。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑包含金屬或含金屬化合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器材料,其中目標(biāo)化合物和所述檢測(cè)劑之間的相互作用包括結(jié)合至所述金屬或含金屬化合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器材料,其中所述含金屬化合物選自鈦鹽、銀鹽、鉑鹽、金鹽、鋁鹽、鎳鹽、鈀鹽和銅鹽。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器材料,其中所述含金屬物質(zhì)包含銅鹽。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器材料,其中所述含金屬物質(zhì)包含鈀鹽。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器材料,其中所述檢測(cè)劑選自PdCl2、5,10,15,20-四苯基卟啉合鈷(III)高氯酸鹽([Co(tpp)]ClO4)、3,6-二-2-吡啶基-1,2,4,5-四嗪及其組合。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器材料,其中所述生物物質(zhì)包含肽、蛋白質(zhì)、DNA、RNA或PNA。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中以3:1至1:10的重量比使所述碳質(zhì)納米材料顆粒與所述檢測(cè)劑混合。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中以1:1至1:10的重量比使所述碳質(zhì)納米材料顆粒與所述檢測(cè)劑混合。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中使約0.1重量%至20重量%的所述碳質(zhì)納米材料顆粒與所述離子液體混合。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,其中使約0.25重量%至10重量%的所述碳質(zhì)納米材料顆粒與所述離子液體混合。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)所述的傳感器材料,還包含粘度改性劑添加劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的傳感器材料,其中所述粘度改性劑添加劑選自低分子量溶劑、高分子量溶劑、增塑劑、乙二醇、四乙二醇、稀釋劑和礦物油。
28.一種裝置,包括:
第一電極和第二電極;
布置成與所述第一電極和所述第二電極電接觸的傳感器材料;
其中,所述傳感器材料包含權(quán)利要求1至36中任一項(xiàng)所述的傳感器材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置,還包括與安培計(jì)或電壓計(jì)連接以檢測(cè)形成所述傳感器材料的糊劑的導(dǎo)電率變化的電路。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置,其中所述第一電極和所述第二電極位于剛性基底上。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置,其中所述剛性基底選自玻璃、聚合物材料和印刷電路板。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置,其中所述第一電極和所述第二電極位于柔性基底上。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置,其中所述柔性基底選自紙和聚合物材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置,其中所述第一電極和所述第二電極為復(fù)雜電路的一部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置,其中所述復(fù)雜電路為近場(chǎng)通信(NFC)芯片或射頻識(shí)別(RFID)芯片。
36.一種檢測(cè)分析物的方法,包括:
提供根據(jù)權(quán)利要求28至35中任一項(xiàng)所述的感測(cè)裝置;
將所述傳感器材料暴露于環(huán)境,其中所述傳感器材料的導(dǎo)電率變化指示所述分析物的存在;以及
檢測(cè)所述傳感器材料的所述導(dǎo)電率變化。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,還包括將所檢測(cè)到的導(dǎo)電率變化無線傳輸至另一用于分析和儲(chǔ)存的裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法,還包括通過無線射頻通信檢測(cè)所述分析物。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法,還包括檢測(cè)來自包括所述傳感器的射頻識(shí)別標(biāo)簽的輸出。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物為蒸氣。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物選自硫醇、酯、醛、醇、醚、烯烴、炔烴、酮、酸、堿及其組合。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物為霉菌。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物為乙烯、含氮?dú)怏w或胺。
44.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物為腐胺或尸胺。
45.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物的濃度為0至10%、0至5%、0至1%、0至1000ppm、0至100ppm、0至80ppm、0至50ppm、0至10ppm、0至5ppm、0至1ppm、0至0.5ppm、0至100ppb、0至50ppb或0至10ppb。
46.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述傳感器材料在與所述分析物相互作用后還經(jīng)歷體積變化;以及
檢測(cè)所述體積變化并且從所述體積變化獲得關(guān)于所述分析物的信息。
47.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述傳感器材料在與所述分析物相互作用之后還經(jīng)歷顏色變化;以及
檢測(cè)所述顏色變化并且從所述顏色變化獲得關(guān)于所述分析物的信息。
48.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物與所述檢測(cè)劑相互作用以形成范德華相互作用、共價(jià)鍵、離子鍵、氫鍵或配價(jià)鍵。
49.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其中所述分析物與所述檢測(cè)劑經(jīng)由生物分子對(duì)之間的結(jié)合事件來相互作用,其中所述生物分子為蛋白質(zhì)、核酸、糖蛋白、碳水化合物或激素。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法,其中所述生物分子對(duì)選自抗體/肽對(duì)、抗體/抗原對(duì)、抗體片段/抗原對(duì)、抗體/抗原片段對(duì)、抗體片段/抗原片段對(duì)、抗體/半抗原對(duì)、酶/基質(zhì)對(duì)、酶/抑制劑對(duì)、酶/輔因子對(duì)、蛋白質(zhì)/基質(zhì)對(duì)、核酸/核酸對(duì)、蛋白質(zhì)/核酸對(duì)、肽/肽對(duì)、蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)對(duì)、小分子/蛋白質(zhì)對(duì)、谷胱甘肽/GST對(duì)、抗-GFP/GFP融合蛋白對(duì)、Myc/Max對(duì)、麥芽糖/麥芽糖結(jié)合蛋白對(duì)、碳水化合物/蛋白質(zhì)對(duì)、碳水化合物衍生物/蛋白質(zhì)對(duì)、金屬結(jié)合標(biāo)簽/金屬/螯合物、肽標(biāo)簽/金屬離子-金屬螯合物對(duì)、肽/NTA對(duì)、凝集素/碳水化合物對(duì)、受體/激素對(duì)、受體/效應(yīng)物對(duì)、互補(bǔ)核酸/核酸對(duì)、配體/細(xì)胞表面受體對(duì)、病毒/配體對(duì)、蛋白A/抗體對(duì)、蛋白G/抗體對(duì)、蛋白L/抗體對(duì)、Fc受體/抗體對(duì)、生物素/抗生物素蛋白對(duì)、生物素/鏈霉抗生物素蛋白對(duì)、藥物/靶標(biāo)對(duì)、鋅指/核酸對(duì)、小分子/肽對(duì)、小分子/蛋白質(zhì)對(duì)、小分子/靶標(biāo)對(duì)、碳水化合物/蛋白質(zhì)對(duì)例如麥芽糖/麥芽糖結(jié)合蛋白(MBP)、小分子/靶標(biāo)對(duì)和金屬離子/螯合劑對(duì)。
51.一種制備傳感器材料的方法,包括:
提供多個(gè)導(dǎo)電性碳質(zhì)納米材料顆粒;
提供選擇成與目標(biāo)分析物相互作用的檢測(cè)劑;
提供離子液體;
使所述多個(gè)導(dǎo)電性碳質(zhì)納米材料顆粒、所述檢測(cè)劑和所述離子液體混合以形成糊劑。
52.一種制備傳感器材料的方法,包括:
提供多個(gè)導(dǎo)電性碳質(zhì)納米材料顆粒;
提供選擇成與目標(biāo)分析物相互作用的檢測(cè)劑;
提供離子液體;
提供能夠與所述檢測(cè)劑和所述離子液體混溶的溶劑;
將所述檢測(cè)劑和所述離子液體溶解在所述溶劑中以形成混合物;
將所述多個(gè)導(dǎo)電性碳質(zhì)納米材料顆粒添加至所述混合物中;以及使所述溶劑蒸發(fā)以形成包含所述多個(gè)導(dǎo)電性碳質(zhì)納米材料顆粒、所述檢測(cè)劑和所述離子液體的糊劑。