[发明专利]用于指示天然产品的期龄或品质的光学传感器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于分析天然产品(包括食品和化妆品)的期龄(age)和/或品质的光学传感器的领域。

在本文中，本发明描述了一种传感器，其中在光学薄层组件中包埋有分析物敏感层。本发明还描述了所述传感器的制备和用途。

背景技术

导致食品腐败的老化过程常常是由微生物引起的。由微生物引起的食品腐败的实例包括：由例如放线细菌属(Acetinobacter)、莫拉氏菌属(Moraxella)、假单胞菌属(Pseudomonas species)、乳杆菌属(Lactobacillus species)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、微球菌属(Micrococcus)、肉毒梭菌(Clastridium botulinum)侵染引起的鱼和肉的腐败；由乳酸菌侵染引起的乳制品的腐败；由霉菌引起的含碳水化合物的食品(比如面包)的腐败。

目前，这些食品的腐败是由消费者通过对这些食品进行品尝或者通过在腐败晚期食物的可见腐败而检测到的。此解决办法的主要缺点在于消费者可能遭受很大的健康损害，甚至在由微生物引起的小污染的情况下。当前，由于此原因，食物在实验室中随机检测。通常，这些检测取决于几天后微生物的增殖以及对提取和倍增的DNA的可见检测。这两种检测方法都耗时，并且都不可用于消费者。

根据文献，已知发明人均为Aussenegg等人的US5611998(“Optochemical sensor and method for production”)及其再颁专利USRE37412(“Optochemical sensor and method for production”)，其中在光学薄层构造中的聚合物间隔层通过低分子分析物的作用而膨胀或收缩。本发明描述了不可逆的传感器，其中所述传感器层被破坏。高分子蛋白质可渗入所述薄层结构。还已知发明人为Schalkhammer等人的US6669906(“Reinforced cluster optical sensors”)，其中反射层和纳米颗粒之间的结合是通过特定分子实现的。此结合的破坏导致了光信 号。在文献中，还有基于光学薄层的不可逆传感器的其它实例；然而，其中没有使用生物可降解聚合物作为传感器层，并且终端消费者不可能追溯有关食品细菌污染的信息。

除了DNA之外，细菌还可含有特定的酶。细菌所分泌的酶消化底物的相对低活性迄今已妨碍了应用特异性蛋白质分子来检测细菌。这些酶的浓度与所存在细菌的量相关。因此，由消费者检测酶活性对于增加消费者对产品的信心以及监测运输和储存条件可能是关键的贡献。

为使消费者容易控制食品质量，需要低成本且易于视觉指示食品状况的装置和/或传感器。所述装置和/或传感器用于检测在例如食品或化妆品老化期间所发生的特定降解反应。这些老化过程常与例如食品的腐败相关联。因此，甚至在没有任何运输和储存条件的知识的情况下，可在消费之前检查产品的品质。所述装置和/或传感器应该给出在整个储存期间有关微生物污染的信息。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可用于分析天然产品(例如食品)的期龄和/或品质的装置。

本发明的另一个目的是提供一种用于制备此装置的方法。

本发明的又一个目的是提供一种利用所述装置分析天然产品的期龄和/或品质的方法。

本发明的一个目的是描述所述装置用于分析天然产品的期龄和/或品质的用途。

本发明的另一个目的是描述一种传感器，所述传感器使微生物酶的特异性活性对食品的消费者来说可见。

通过以下描述，本发明的这些以及其它目的将显而易见，所述目的将通过独立权利要求的主题得以解决。从属权利要求涉及本发明的一些优选实施方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于分析天然产品的期龄和/或品质的装置，其包括：

(a)反射层，

(b)纳米颗粒层，

(c)位于所述反射层和所述纳米颗粒层之间的生物可降解聚合物层。

以下述方式配置所述装置，使得能降解所述聚合物层的生物分子能渗入所述反射层和/或所述纳米颗粒层，以便与所述聚合物层相接触。而且，以下述方式配置所述装置，使得所述聚合物层厚度的变化可被人眼看到。

在本发明的一个优选实施方案中，所述反射层和/或纳米颗粒层的厚度为1～100nm。在本发明的一个优选实施方案中，所述生物可降解聚合物层的厚度为5～1000nm。