(57)【要約】【課題】密封空間内の酸素濃度を迅速且つ精確に調査するためのプローブ及び、プローブを使用する酸素濃度の測定方法を提供する。【解決手段】感圧接着剤の層と、頭部の下側に酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素とを有するタックを含むフォトルミネッセンス酸素プローブ。プローブは、囲まれた空間を規定する容器にプローブのシャンクで孔を開け、孔を密封して取囲むようにプローブの頭部の下側を容器に接着させ、それによってプローブの頭部の下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、囲まれた空間と孔を通じて検出可能に連通させることによって、囲まれた空間の中の酸素濃度を検出するのに有効である。【選択図】図１
2014032185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）頭部及び、該頭部の下側から長手方向に延びるシャンクを有するタックと、
（ｂ）前記頭部の前記下側にある感圧接着剤の層と、
（ｃ）前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素と
を含むフォトルミネッセンス酸素プローブ。
【請求項２】
前記接着剤の層は前記タックの前記頭部及び前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の中間に位置する、請求項１のプローブ。
【請求項３】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、少なくとも酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を含み、該酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素は酸素透過性を示す疎水性高分子担体内に埋め込まれる、請求項１及び２のいずれかのプローブ。
【請求項４】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、少なくとも支持構造を含み、該支持構造は酸素透過性を示す疎水性高分子担体内に埋め込まれた酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素でコーティングされる、請求項１、２及び３のいずれかのプローブ。
【請求項５】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素は、テトラベンゾポルフィリンである、請求項４のプローブ。
【請求項６】
前記感圧接着剤の層は、厚さが2mmより少ない、請求項１、２、３、４及び５のいずれかのプローブ。
【請求項７】
（ｉ）前記シャンクは長手方向軸を規定し、
（ｉｉ）前記感圧接着剤の層は周縁を有し、
（ｉｉｉ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、周縁を有し、
（ｉｖ）前記接着剤の層は、前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の周部全体の周りに、前記シャンクの前記長手方向軸から前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の前記周縁を少なくとも2mm超えて半径方向に延びる、
請求項１、２、３、４、５及び６のいずれかのプローブ。
【請求項８】
構造物によって囲まれた空間の中の酸素濃度を測定するための方法であり、
（ａ）請求項１、２、３、４、５、６及び８のいずれかによるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通させること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、及び、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じて励起放射にさらし、
（ｉｉ）前記励起された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出を酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を確認すること
の段階を含む方法。
【請求項９】
膜によって囲まれた空間の中の酸素濃度の変化を観測するための方法であり、
（ａ）請求項１、２、３、４、５、６、及び８のいずれかによるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通指せること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じ時とともに繰り返し励起放射にさらし、
（ｉｉ）少なくともいくらかさらした後に、前記励起され平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）励起にさらし、放出を測定することを繰り返す間の時間の経過を測定し、
（ｉｖ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出の少なくともいくらかを酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を時とともに確認すること、及び、
（ｆ）（ｉ）前記少なくとも２つの確認された酸素濃度と、それらの通知された濃度の間の時間間隔と、
（ｉｉ）段階（ｄ）で得られたデータから計算される、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度の変化率
との少なくとも１つを通知すること
の段階を含む方法。
【請求項１０】
前記空間は、酸素に不安定な薬剤又は食料を含む密封された包装の保持室である、請求項１０及び１３のいずれかの方法。
【請求項１１】
（ａ）頭部及び、該頭部の下側から長手方向に延びるシャンクを有するタックと、
（ｂ）前記頭部の前記下側にある感圧接着剤の層と、
（ｃ）前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素と
を含むフォトルミネッセンス酸素プローブ。
【請求項１２】
前記接着剤の層は前記タックの前記頭部及び前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の中間に位置する、請求項１１のプローブ。
【請求項１３】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、少なくとも酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を含み、該酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素は酸素透過性を示す疎水性高分子担体内に埋め込まれる、請求項１１のプローブ。
【請求項１４】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、少なくとも支持構造を含み、該支持構造は酸素透過性を示す疎水性高分子担体内に埋め込まれた酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素でコーティングされる、請求項１１のプローブ。
【請求項１５】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素は、テトラベンゾポルフィリンである、請求項１４のプローブ。
【請求項１６】
前記感圧接着剤の層は、厚さが2mmより少ない、請求項１１のプローブ。
【請求項１７】
前記感圧接着剤の層は、厚さが1.5mmより少ない、請求項１１のプローブ。
【請求項１８】
（ｉ）前記シャンクは長手方向軸を規定し、
（ｉｉ）前記感圧接着剤の層は周縁を有し、
（ｉｉｉ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、周縁を有し、
（ｉｖ）前記接着剤の層は、前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の周部全体の周りに、前記シャンクの前記長手方向軸から前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の前記周縁を少なくとも2mm超えて半径方向に延びる、
請求項１６のプローブ。
【請求項１９】
（ｉ）前記シャンクは長手方向軸を規定し、
（ｉｉ）前記感圧接着剤の層は周縁を有し、
（ｉｉｉ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、周縁を有し、
（ｉｖ）前記接着剤の層は、前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の前記周部全体の周りに、前記シャンクの前記長手方向軸から前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の前記周縁を少なくとも4mm超えて半径方向に延びる、
請求項１１のプローブ。
【請求項２０】
構造物によって囲まれた空間の中の酸素濃度を測定するための方法であり、
（ａ）請求項１１によるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通させること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、及び、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じて励起放射にさらし、
（ｉｉ）前記励起された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出を酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を確認すること
の段階を含む方法。
【請求項２１】
構造物によって囲まれた空間の中の酸素濃度を測定するための方法であり、
（ａ）請求項１８によるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通させること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、及び、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じて励起放射にさらし、
（ｉｉ）前記励起された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出を酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を確認すること
の段階を含む方法。
【請求項２２】
前記空間は、酸素に不安定な薬剤又は食料を含む密封された包装の保持室である、請求項１８の方法。
【請求項２３】
膜によって囲まれた空間の中の酸素濃度の変化を観測するための方法であり、
（ａ）請求項１１によるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通指せること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じ時とともに繰り返し励起放射にさらし、
（ｉｉ）少なくともいくらかさらした後に、前記励起され平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）励起にさらし、放出を測定することを繰り返す間の時間の経過を測定し、
（ｉｖ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出の少なくともいくらかを酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を時とともに確認すること、及び、
（ｆ）（ｉ）前記少なくとも２つの確認された酸素濃度と、それらの通知された濃度の間の時間間隔と、
（ｉｉ）段階（ｄ）で得られたデータから計算される、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度の変化率
との少なくとも１つを通知すること
の段階を含む方法。
【請求項２４】
膜によって囲まれた空間の中の酸素濃度の変化を観測するための方法であり、
（ａ）請求項１８によるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通させること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じて時とともに繰り返し励起放射にさらし、
（ｉｉ）少なくともいくらかさらした後に、前記励起され平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）励起にさらし、放出を測定することを繰り返す間の時間の経過を測定し、
（ｉｖ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出の少なくともいくらかを酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を時とともに確認すること、及び、
（ｆ）（ｉ）前記少なくとも２つの確認された酸素濃度と、それらの通知された濃度同士の間の時間間隔と、
（ｉｉ）段階（ｄ）で得られたデータから計算される、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度の変化率
との少なくとも１つを通知すること
の段階を含む方法。
【請求項２５】
前記空間は、酸素に不安定な薬剤又は食料を含む密封された包装の保持室である、請求項２３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封空間内の酸素濃度を測定するためのフォトルミネッセンス酸素プローブ及び、フォトルミネッセンス酸素プローブを使用する酸素濃度の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素に基づく固体状態の高分子材料は、光学酸素プローブとして広く使用されている。例えば、特許文献１〜１８を参照されたい。このような光学センサは独レーゲンスブルグのプリゼンツプリシジョンセンシング社（Presens Precision Sensing, GmbH）、米国テキサス州ダラスのオキシセンス社（Oxysense）、及び、アイルランドコーク州のルクセルバイオサイエンス社（Luxcel Biosciences, Ltd）を含む、多くのメーカから入手可能である。
【０００３】
このようなプローブは、多くの一般的な包装材料を通して交信でき、それ故に、一般的にカバーの内側表面に接着されるプローブを包装内に単に組み込むことによって、容器の中の酸素濃度の非破壊測定を可能にする。あいにく、このようなプローブを包装に組み込むことが許容されないいくつかの用途がある。例えば、プローブの交信を妨げる材料（例えば、不透明体及び金属化フィルム）で作られた包装、包装の中のこのようなプローブの存在が消費者によって包装製品の望ましくない混入物として誤ってとらえられ得る包装、又は包装ごとの価値若しくは利益幅が、全ての包装内にプローブを組み込むための費用、若しくは選定された包装のみがプローブを含むときにプローブを含むものを追跡するための費用に対応できない包装などである。
【０００４】
よって、無差別に選定された包装内の酸素濃度を迅速且つ精確に調査するために、品質管理プログラムに従って体系的に使用できる、安価で使い捨てできるプローブに対する要望が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００２９４０２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／８２４２８７０号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／２１５２５４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／１９９３６０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００８／１９０１７２号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００８／１４８８１７号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００８／１４６４６０号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００８／１１７４１８号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００８／００５１６４６号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００６／０００２８２２号明細書
【特許文献１１】米国特許第７，５６９，３９５号明細書
【特許文献１２】米国特許第７，５３４，６１５号明細書
【特許文献１３】米国特許第７，３６８，１５３号明細書
【特許文献１４】米国特許第７，１３８，２７０号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，６８９，４３８号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，７１８，８４２号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，８１０，６５５号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，４７６，８７０号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の第一側面は、（ａ）頭部及び、頭部の下側から長手方向に延びるシャンク（shank）を有するタック（tack）と、（ｂ）頭部の下側にある感圧接着剤の層と、（ｃ）頭部の下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素とを含むフォトルミネッセンス酸素プローブである。酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、酸素透過性を示す疎水性高分子担体内に埋め込まれたフォトルミネッセンス色素を含むのが好ましい。
【０００７】
本発明の第二側面は、本発明の第一側面による酸素感受性を示すプローブを使用して、構造物によって囲まれた空間の中の酸素濃度を測定するための方法である。方法は、次の（Ａ）〜（Ｅ）の段階を含む。（Ａ）本発明の第一側面によるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、（Ｂ）プローブのシャンクで構造物に孔を開けること、（Ｃ）孔を密封して取囲むようにプローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、プローブの頭部の下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、囲まれた空間と孔を通じて検出可能に連通させること、（Ｄ）酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、囲まれた空間の中の酸素濃度との平衡化を許容すること、及び、（Ｅ）（ｉ）プローブの頭部の下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、プローブの頭部を通じて励起放射にさらし、（ｉｉ）励起された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、（ｉｉｉ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出を酸素濃度に変換することによって、囲まれた空間の中の前記酸素濃度を確認すること。
【０００８】
本発明の第三側面は、本発明の第一側面による酸素感受性を示すプローブを使用して、囲まれた空間の中の酸素濃度の変化を観測するための方法である。方法は、次の（Ａ）〜（Ｆ）の段階を含む。（Ａ）本発明の第一側面によるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、（Ｂ）プローブのシャンクで構造物に孔を開けること、（Ｃ）孔を密封して取囲むようにプローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、プローブの頭部の下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、囲まれた空間と孔を通じて検出可能に連通させること、（Ｄ）酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、囲まれた空間の中の酸素濃度との平衡化を許容すること、（Ｅ）（ｉ）プローブの頭部の下側にある平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、プローブの頭部を通じ時とともに繰り返し励起放射にさらし、（ｉｉ）少なくともいくらかさらした後に、励起され平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、（ｉｉｉ）励起にさらし、放出を測定することを繰り返す間の時間の経過を測定し、（ｉｖ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出の少なくともいくらかを酸素濃度に変換することによって、囲まれた空間の中の酸素濃度を時とともに確認すること、及び、（Ｆ）（ｉ）少なくとも２つの確認された酸素濃度と、それらの通知された濃度同士の間の時間間隔と、（ｉｉ）段階（Ｅ）で得られたデータから計算される、囲まれた空間の中の酸素濃度の変化率との少なくとも１つを通知することの段階を含む方法。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の分解斜視図である。
【図２】図１に図示される本発明の上面図である。
【図３】図１に図示される本発明の側面図である。
【図４】図１に図示される本発明の切断線４−４の部分断面側面図で、個々の層を見やすくするために各層の厚さが大きく拡大されている図である。
【図５】要素の個々のばらばらなストランド（discrete strand）を見やすくするために、図４に図示される酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の一部を微視的に拡大した図である。
【図６】要素の個々のばらばらな構成要素を見やすくするために、図５に図示される酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素のストランドの１つをさらに微視的に拡大した断面図である。
【図７】包装に適用されている、図１に図示される本発明の側面図である。
【図８】個々の層を見やすくするために各層の厚さが大きく拡大されている、図６に図示される本発明の中心部分の断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
定義
特許請求の範囲を含む本明細書で使用される“食料”という用語は、人間を含む動物が栄養若しくは喜びのために食べたり飲んだりするのに適する、又はこのような物質の材料として使用される、いかなる物質も意味する。
【００１１】
特許請求の範囲を含む本明細書で使用される“酸素不透過性を示す”という表現は、ASTM D 3985に従って測定したときに、0.1cm3/m2dayより少ない酸素透過度を有する材料を意味する。
【００１２】
説明
操作の構築及び理論
概して図７を参照すると、本発明は、食料Ｆを含む密封された包装Ｐの保持室Ｓのような、囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度を光学的に測定するのに役立つ、酸素感受性を示すプローブ又はセンサ１０である。概して図１、２、及び３を参照すると、プローブ１０はタック２０、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０、及び感圧接着剤の層４０を含む。
【００１３】
タック２０は頭部２１及びシャンク２２を有する。頭部２１は励起における放射及びフォトルミネッセンス要素３０の放射波長に対して透過性又は半透過性であるべきである。適切な材料は、具体的には、ただし排他的ではないが、ガラスとポリ（メチルメタクリレート）及び透明なビニルのような様々な高分子とを含む。シャンク２２は頭部２１の下側２１ｂから長手方向に延びる。シャンク２２の末端２２ｂは、マイラーフィルム、ポリエチレン及びポリプロピレンの容器、ポリ塩化ビニルのボトルなどのような一般的な容器材料に孔を開けるのに適する鋭部を形成する。
【００１４】
一般的な用途のために、頭部２１の直径は約6から20mmが好ましく、約10から15mmが最も好ましく、シャンク２２の長手方向の長さは約6から20mmが好ましく、約10から15mmが最も好ましい。頭部２１の直径が約6mmより小さい場合は製造が難しく且つ使いにくく、一方で、直径が約20mmより大きい場合は取扱いや性能における付随的な改良なしで、タック２０の費用が増加する。シャンク２２の長さが約6mmより小さい場合は、包装又は容器Ｐに効果的に貫通して孔を開けるためのタック２０の性能を妨げ、一方で長さが約20mmより大きい場合は取扱い又は性能における付随的な改良なしで、タック２０の費用が増加する。
【００１５】
図４を参照すると、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０及び感圧接着剤の層４０の両方がタック２０の頭部２１の下側２１ｂに位置している。
【００１６】
図５及び６を参照すると、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０は、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素３３を含み、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素３３は好ましくは酸素透過性を示す高分子担体３２内に埋め込まれており、支持構造３１上にコーティングされている。
【００１７】
酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素３３は、いかなる周知の酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素３３からも選定され得る。当業者はプローブ１０の使用目的に基づいて適切な色素３３を選定することができる。適切な酸素感受性をフォトルミネッセンス色素３３の非排他的なリストは、具体的には、ただし排他的ではないが、ルテニウム（II）ビピリジル及びルテニウム（II）ジフェニルフェナノトロリンの複合体、白金（II）オクタエチルポルフィンケトンのようなポルフィリンケトン、白金（II）テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ポルフィンのような白金（II）ポルフィリン、パラジウム（II）テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ポルフィンのようなパラジウム（II）ポルフィリン、テトラベンゾポルフィリンの燐光性金属複合体、塩素、アザポルフィリン、及びイリジウム（III）若しくはオスミウム（II）の長期減衰（long-decay）ルミネセンス複合体を含む。
【００１８】
一般的に且つ好ましくは、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素３３は適切な酸素透過性及び疎水性を示す高分子担体３２と組み合わされる。再び、当業者はプローブ１０の使用目的及び選定された色素３３に基づいて、適切な担体３２を選定することができる。酸素透過性を示す疎水性担体３２として使用するのに適する高分子の非排他的なリストは、具体的には、ただし排他的ではないが、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、及びいくつかの共重合体を含む。
【００１９】
支持構造３１は、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０に十分な構造的完全性をもたらすことができる材料で構築されるべきである。材料はまた、励起における放射及びフォトルミネッセンス要素３０の色素３３の放出波長に対して透過性又は半透過性であるべきである。適切な材料は、具体的には、ただし排他的ではないが、ガラス、スパンボンド式ガラスファイバ及び、PET、ナイロン、PVDC（サラン）などのような高分子フィルムを含む。
【００２０】
概して図１及び４を参照すると、プローブ１０は、フォトルミネッセンス要素３０と同じ側である、タック２０の頭部２１の下側２１ｂに感圧接着剤の層４０を含み、その目的は、酸素濃度が測定される囲まれた空間すなわち保持室Ｓを規定する容器又は包装Ｐの表面（符号なし）にプローブ１０を接着させるためである。接着剤４０はフォトルミネッセンス要素３０を覆うこともあるが、好ましくは覆わない。
【００２１】
図７及び８を参照すると、タック２０のシャンク２２を容器又は包装Ｐの蓋又は側壁に押入れて、タック２０の頭部２１の下側２１ｂにある接着剤層４０を、容器又は包装Ｐと密封状態で係合するように押し付けることによって、プローブ１０を容器又は包装Ｐの保持室Ｓとの検出連通状態とすることができる。プローブ１０が容器又は包装Ｐに接着されると、酸素はフォトルミネッセンス要素３０と容器又は包装Ｐの保持室Ｓの中身との間で、タック２０のシャンク２２によって作られた容器又は包装Ｐにある開口部（符号なし）を通じて交換される。プローブ１０が、容器又は包装Ｐに適用された後に数日間に亘って読み取られる場合を除いて、タック２０の頭部２１を通過する酸素の拡散は、統計的にわずかである。タック２０の頭部２１を通過する酸素の拡散が問題となり得る状況においては、タック２０を酸素不透過性を示す材料（つまり、酸素透過度（OTR）が極めて低い）から構築すること、又はタック２０の頭部２１に酸素不透過性材料のコーティングを塗布することによって、拡散を最小化できる。あいにく、感圧接着剤はかなり高いOTRを有するので、これと同じ選択肢は、感圧接着剤の層４０を通過する拡散を最小にするためには使用できない。従って、プローブ１０の各側からの拡散を最小にするために、感圧接着剤層４０の厚さは（例えば約1から2mmに）制限されるべきで、そうすることで、周辺環境にさらされる表面積と、接着剤層４０の単数もしくは複数の縁４９からフォトルミネッセンス要素３０の単数もしくは複数の縁３９までの相当な大きさのマージン（margin）５０（例えば約1から10mm）とが最小化されて、周辺環境とフォトルミネッセンス要素３０との間の接着剤の幅が最大になる。要望の効果は約1から10mm、最も好ましくは約2から5mmの間の周辺マージン５０で概して達成され得る。周辺マージン５０が約1mmより小さい場合は、接着剤層４０を通ってフォトルミネッセンス要素３０との検出連通に入る半径方向の酸素拡散において十分な遅延又は減少をもたらさず、一方で、周辺マージン５０が約10mmより大きい場合は、性能における付随的な改良なしでタック２０の費用が増加する。
【００２２】
剥離ライナー６０は、保管及び取扱いの間におけるプローブ１０の汚染及び初期の接着を防ぐために、接着剤層４０の露出した表面に使用されるのが好ましい。容易に取り外せるように、剥離ライナー６０に半径方向に延びるタブ６１を設けることができる。
【００２３】
供給源、型、追加のプローブ１０を注文するため若しくは技術的なサポートを得るための電話番号、購入及び取扱いの詳細が得られるウェブサイトのアドレスなどのような、プローブ１０についての与えられた関連情報のために、ラベル７０がタック２０の頭部２１の上面２１ａに接着され得る。使用される場合、（１）ラベル７０は、励起における放射及びフォトルミネッセンス要素３０の放出波長に対して透過性若しくは半透過性であることが必要であり、又は（２）フォトルミネッセンス要素３０を覆うラベル７０の部分は除去されることが必要である（例えば環状ラベル）。
【００２４】
製造
プローブ１０は次の（１）〜（５）によって好都合に製造され得る。（１）適切なタック２０を取得し、（２）フォトルミネッセンス要素３０（前もって開けられた孔があっても、なくても）をタック２０の頭部２１の下側２１ｂに軸嵌し、（３）フォトルミネッセンス要素３０がタック２０に軸嵌される前、若しくは後に、従来のコーティング技術を使用して、感圧接着剤４０をタック２０の頭部２１の下側２１ｂに適用し、（４）剥離ライナー６０（前もって開けられた孔があっても、なくても）を粘着層４０の露出された表面（符号なし）に軸嵌し、そして（５）任意でラベル７０をタック２０の頭部２１の上側２１ａに適用する。
【００２５】
フォトルミネッセンス要素３０はこのような要素３０を製造するために使用される従来の方法によって製造され得る。簡潔に言うと、要素３０は次の（Ａ）〜（Ｃ）によって好都合に製造され得る。（Ａ）酢酸エチルなどの有機溶媒（図示なし）中にある、酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素３３と、酸素透過性を示す高分子担体３２とを含むコーティング混合物（図示なし）を準備し、（Ｂ）混合物を支持構造３１に適用し、そして（Ｃ）混合物（図示なし）を乾燥させることにより、固体状態の薄膜の酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０が支持構造３１に形成される。
【００２６】
概して、有機溶媒（図示なし）中の高分子担体３２の濃度は0.1から20%w/wの範囲であるべきで、色素３３対高分子３２の比が1:20から1:10,000w/wで、好ましくは1:50から1:5,000w/wの範囲が好ましい。
【００２７】
使用
プローブ１０は迅速に、簡易に、精確に、及び確実に、囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度を測定するために使用され得る。簡潔に言うと、プローブ１０は囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度を、次の（Ａ）〜（Ｃ）によって測定するために使用される。（Ａ）タック２０のシャンク２２を、タック２０の頭部２１の下側２１ｂにある接着剤層４０が容器又は包装Ｐに密封して係合するまで、囲まれた空間Ｓを規定する容器又は包装Ｐの蓋又は側壁に押入れ、それにより、タック２０のシャンク２２によって作られた容器又は包装Ｐの開口部（符号なし）を通じて、フォトルミネッセンス要素３０を囲まれた空間Ｓと検出可能に連通させ、（Ｂ）酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０との検出可能に連通した酸素の濃度の、囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度との平衡化を許容し、そして（Ｃ）（ｉ）酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０をタック２０の頭部２１を通して励起放射にさらし、（ｉｉ）励起された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０によって放出される励起を、タック２０の頭部２１を通して計測し、（ｉｉｉ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出を酸素濃度に変換することによって、囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度を確認する。このような変換アルゴリズムは当業者に周知であり、すぐに開発可能である。
【００２８】
同様の方法において、プローブ１０は迅速に、簡易に、精確に、及び確実に、囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度の変化を観測するために使用され得る。簡潔に言うと、プローブ１０は囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度の変化を次の（Ａ）〜（Ｃ）によって観測するために使用される。（Ａ）タック２０のシャンク２２を、タック２０の頭部２１の下側２１ｂにある接着剤層４０が容器又は包装Ｐに密封して係合するまで、囲まれた空間Ｓを規定する容器又は包装Ｐの蓋又は側壁に押入れ、それにより、タック２０のシャンク２２によって作られた容器又は包装Ｐにある開口部（符号なし）を通じて、フォトルミネッセンス要素３０を囲まれた空間Ｓとの検出可能に連通させ、（Ｂ）酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０との検出可能に連通した酸素の濃度を、囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度との平衡化を許容し、（Ｃ）（ｉ）酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０をタック２０の頭部２１を通して励起放射に時とともに繰り返しさらし、（ｉｉ）少なくともいくらかさらした後に、励起した酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素３０によって放出される放射を、タック２０の頭部を通して測定し、（ｉｉｉ）励起にさらし、放出を測定することを繰り返す間の時間の経過を測定し、そして（ｉｖ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出の少なくともいくらかを酸素濃度に変換することによって、囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度を確認し、そして（Ｄ）（ｉ）少なくとも２つの確認された酸素濃度、及びそれらの通知された濃度同士の間の時間間隔、又は（ｉｉ）段階（Ｃ）で得られたデータから計算される囲まれた空間Ｓ内の酸素濃度の変化率のうちの１つを通知する。再び、測定された放出を酸素濃度に変換するのに使用される変換アルゴリズムは、当業者に周知であり、すぐに開発可能である。
【００２９】
励起されたプローブ１０によって放出される放射は、強度及び／又は寿命（遅延の速度、位相シフト、又は異方性）に関して測定されることがあり、フォトルミネッセンス要素３０にある色素３３が酸素によって消光された範囲を測定することによって酸素濃度を確定しようとするときに、より精確で確実な測定として寿命の測定が概して好ましい。
【符号の説明】
【００３０】
１０  酸素プローブ
２０  タック
２１  タック頭部
２１ａ  頭部の上側
２１ｂ  頭部の下側
２２  タックのシャンク
２２ｂ  シャンクの末端
３０  酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素
３１  支持構造
３２  高分子担体
３３  酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素
３４  支持構造のコーティングされた個々のストランド
３９  酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の周縁
４０  感圧接着剤層
４９  感圧接着剤層の周縁
５０  周辺マージン
６０  剥離ライナー
６１  剥離ライナーのタブ
７０  ラベル
Ｆ  食料
Ｐ  密封された包装
Ｓ  保持室又は空間
【図１】
2014032185.tif 000003
【図２】
2014032185.tif 000004
【図３】
2014032185.tif 000005
【図４】
2014032185.tif 000006
【図５】
2014032185.tif 000007
【図６】
2014032185.tif 000008
【図７】
2014032185.tif 000009
【図８】
2014032185.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月16日(2013.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）頭部及び、該頭部の下側から長手方向に延びるシャンクを有するタックと、
（ｂ）前記頭部の前記下側にある感圧接着剤の層と、
（ｃ）前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素と
を含むフォトルミネッセンス酸素プローブ。
【請求項２】
前記接着剤の層は前記タックの前記頭部及び前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の中間に位置する、請求項１のプローブ。
【請求項３】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、少なくとも酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を含み、該酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素は酸素透過性を示す疎水性高分子担体内に埋め込まれる、請求項１及び２のいずれかのプローブ。
【請求項４】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、少なくとも支持構造を含み、該支持構造は酸素透過性を示す疎水性高分子担体内に埋め込まれた酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素でコーティングされる、請求項１、２及び３のいずれかのプローブ。
【請求項５】
前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素は、テトラベンゾポルフィリンである、請求項４のプローブ。
【請求項６】
前記感圧接着剤の層は、厚さが2mmより少ない、請求項１、２、３、４及び５のいずれかのプローブ。
【請求項７】
（ｉ）前記シャンクは長手方向軸を規定し、
（ｉｉ）前記感圧接着剤の層は周縁を有し、
（ｉｉｉ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素は、周縁を有し、
（ｉｖ）前記接着剤の層は、前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の周部全体の周りに、前記シャンクの前記長手方向軸から前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス要素の前記周縁を少なくとも2mm超えて半径方向に延びる、
請求項１、２、３、４、５及び６のいずれかのプローブ。
【請求項８】
構造物によって囲まれた空間の中の酸素濃度を測定するための方法であり、
（ａ）請求項１、２、３、４、５、６及び７のいずれかによるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通させること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、及び、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じて励起放射にさらし、
（ｉｉ）前記励起された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出を酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を確認すること
の段階を含む方法。
【請求項９】
膜によって囲まれた空間の中の酸素濃度の変化を観測するための方法であり、
（ａ）請求項１、２、３、４、５、６、及び７のいずれかによるフォトルミネッセンス酸素プローブを取得すること、
（ｂ）前記プローブのシャンクで前記構造物に孔を開けること、
（ｃ）前記孔を密封して取囲むように前記プローブの頭部の下側を容器の外側表面に接着させることによって、前記プローブの前記頭部の前記下側にある酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記囲まれた空間と前記孔を通じて検出可能に連通させること、
（ｄ）前記酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素の層と検出可能に連通した酸素濃度の、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度との平衡化を許容すること、
（ｅ）（ｉ）前記プローブの前記頭部の前記下側にある前記平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素を、前記プローブの前記頭部を通じ時とともに繰り返し励起放射にさらし、
（ｉｉ）少なくともいくらかさらした後に、前記励起され平衡化された酸素感受性を示すフォトルミネッセンス色素によって放出される放射を測定し、
（ｉｉｉ）励起にさらし、放出を測定することを繰り返す間の時間の経過を測定し、
（ｉｖ）周知の変換アルゴリズムに基づいて、測定された放出の少なくともいくらかを酸素濃度に変換することによって、
前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度を時とともに確認すること、及び、
（ｆ）（ｉ）前記少なくとも２つの確認された酸素濃度と、それらの通知された濃度の間の時間間隔と、
（ｉｉ）段階（ｄ）で得られたデータから計算される、前記囲まれた空間の中の前記酸素濃度の変化率
との少なくとも１つを通知すること
の段階を含む方法。
【請求項１０】
前記空間は、酸素に不安定な薬剤又は食料を含む密封された包装の保持室である、請求項８及び９のいずれかの方法。