[发明专利]乙烯传感器

说明书

一种传感器装置，可包括能够与碳‑碳多重键部分相互作用的过渡金属络合物。所述传感器可以高灵敏度检测果实成熟激素乙烯。

本申请是中国发明专利申请(申请日：2013年3月15日；申请号：201380023698.2(国际申请号：PCT/US2013/031851)；发明名称：乙烯传感器)的分案申请。

优先权声明

本申请要求于2012年3月23日申请的美国临时申请号61/614,834的优先权，将其全部内容通过引用的方式并入本申请。

联邦政府资助的研究或开发

本发明是在由陆军研究局颁发的合同号W911NF-07-D-0004的政府资助下完成的。政府在本发明中享有一定权利。

技术领域

本发明涉及乙烯传感器、用于乙烯传感器中的材料以及制造和使用它们的方法。

背景技术

乙烯，其为最小的植物激素，在多种植物发育过程中发挥作用。其启动果实成熟，促进种子萌发和开花，并负责叶和花的衰老。随着水果和蔬菜开始成熟，产生并放出乙烯，且一些水果中的内在乙烯浓度被用作成熟指数以确定收获时间。在一些蔬菜和水果(例如香蕉)中，暴露至乙烯气体导致收获后成熟过程的继续，因此监控储藏室中的乙烯气体对于避免乙烯敏感性产品的变质而言是重要的。

发明概述

本发明描述了一种能够检测亚ppm浓度的分析物例如乙烯的可逆化学电阻传感器。所述乙烯敏感性材料对于乙烯具有高选择性且由商购材料通过少数几步简单制备。所述感应机制可利用单壁碳纳米管(SWCNT或SWNT)的电阻对于其电子环境改变的高敏感性，以及铜(I)络合物与碳-碳多重键的结合。

在一方面中，传感器包括：包含碳-碳多重键部分的传导性材料，所述传导性材料与至少两个电极电通；以及能够与碳-碳多重键部分相互作用的过渡金属络合物。

所述传导性材料可包括碳纳米管。所述过渡金属络合物能够与乙烯形成稳定复合物。所述过渡金属络合物可通过将所述过渡金属配位至所述碳-碳多重键部分以与所述碳纳米管相联。所述过渡金属络合物可通过所述碳纳米管与所述过渡金属络合物的配体间的共价键与所述碳纳米管相联。所述过渡金属络合物可通过与所述碳纳米管非共价相联的聚合物与所述碳纳米管相联。所述过渡金属络合物可结合至所述传导性材料的所述碳-碳多重键部分。

所述过渡金属络合物可具有式(I)：

其中：

M可为过渡金属；各R¹独立可为H、卤素、烷基或卤代烷基；各R²独立可为H、卤素、烷基、卤代烷基或芳基；R³可为H或烷基；且L可不存在或表示配体。

所述过渡金属络合物可具有式(II)：

其中：

M可为过渡金属；各R⁴独立可为烷基、卤代烷基、芳基或三烷基甲硅烷基；A可为-CH(R⁵)-X-CH(R⁵)-，其中X是N或CH，且各R⁵独立可为H、卤素、烷基或卤代烷基；或者A可为-P(R⁶)₂-，其中各R⁶独立为烷基；且L可不存在或表示配体。

所述过渡金属络合物可具有下式：

其中：