基于强度比荧光信号的光学化学传感器，用于快速可靠的pH值测定

摘要： 光学pH传感器实现了非侵入式pH监测，但从纯传感技术角度看，电位法测量pH仍具有显著优势。本研究报道了一种基于全光谱仪的光学pH传感器系统，该系统由传感器化学材料、硬件和软件组成，首次在生物制药过程监测及一次性生物生产等特定应用中，其性能可媲美基于电极的pH计。我们将发射波长为590纳米的高光稳定性三嗪鎓荧光团固定在有机改性硅基质中，该基质沉积于聚碳酸酯基底形成的复合聚合物能通过水分快速扩散实现快速响应。通过引入发射波长为660纳米的高光稳定性并四苯基参考染料来降低光纤传感器硬件的波动，从而实现基于强度的比率读数。荧光团由505纳米波长的发光二极管激发。该传感器工作pH范围为4.6至7.6，经表征验证其在响应时间（t90<90秒）、精度（0.03 pH单位）和漂移等指标上与商用pH电极相当。