可光聚合的組合物的制作方法

專利名稱：可光聚合的組合物的制作方法
可光聚合的組合物
相關申請
本申請主張2008年4月16日申請的美國臨時申請第61/124，398號的權益。該 申請的全部教示是以引用方式納入本文。
發明背景
目前已知的全息記錄媒體及感應器具有諸多缺點。舉例而言，在以鹵化銀為基的 記錄媒體的情況下，商化銀粒子必須擴散至聚合物基質中，產生低成本效益及環境不友好 性。此外，以鹵化銀為基的記錄媒體不適用于某些感應器應用。
通常通過將烯系不飽和單體及光引發劑擴散于粘合劑(交聯聚合物網絡(例如 Poly HEMA水凝膠)或親水性聚合物(例如PVA))中來制備光聚合物全息記錄媒體。隨后 將光響應性混合物曝露于雷射光，且此舉使曝露區中粘合劑內的單體聚合。該對雷射光的 曝露也產生條紋且記錄曝露區中的全息圖。然而，光聚合物全息記錄媒體(粘合劑與單體) 的未曝露區并不穩定。未曝露區中的單體傾向于隨機聚合，此可能造成不良的繞射效率及 非所欲的波長變化。此外，未曝露區中單體及粘合劑的相分離進一步使光聚合物全息記錄 媒體的全息特性復雜化。除以光聚合物為基的記錄媒體的該非所欲特性以外，該等媒體中 也難以記錄多個全息影像。因此，以光聚合物為基的記錄媒體通常不適用于感應器。發明內容
本發明之一具體實例是關于一種全息感應器，其包含(a)包含聚合物基質的全息 記錄媒體，及(b)至少一個在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的全息影像，其中繞射條 紋包含包括環狀橋的二聚結構。全息記錄媒體通過提供至少一個輸出信號而響應外在刺激。
本發明之一具體實例還關于全息記錄媒體。全息記錄媒體包含(a)聚合物基質， 及(b)復數個可二聚化學基團，其中(i)可二聚化學基團通過經由光環加成形成環狀橋而 二聚，且(ii)可二聚化學基團以一定密度分布在整個聚合物基質中以足以允許(1)通過使 可二聚化學基團的一部分二聚而記錄全息圖及( 在聚合物基質響應外在刺激的存在之 后偵測該全息圖的光學特性變化。
本發明之一具體實例還關于一種偵測外在刺激的存在的方法。該方法包含響應外 在刺激改變二聚結構相對于彼此及相對于可二聚化學基團的相對空間位置以提供可觀察 全息影像或可觀察的全息影像變化，可觀察全息影像的存在或變化表明外在刺激的存在。
本發明之一具體實例還關于一種記錄全息影像的方法。該方法包含控制(1)通過 光環加成形成二聚結構的可二聚化學基團的二聚分率，及(2)保持該等二聚結構相對于彼 此及相對于未二聚的可二聚化學基團的空間位置，以記錄全息影像且在隨后外在刺激存在 時實現所記錄全息影像的受控可觀察響應。受控可觀察響應通常為輸出信號。舉例而言， 受控可觀察響應可為所記錄全息影像以受控方式的再現波長(r印lay wavelength)變化， 例如在外在刺激存在下朝向較長波長變化。
本發明之一具體實例還關于一種記錄全息影像的方法，該方法包含(a)響應顯現該全息影像的光子使可二聚化學基團經由光環加成二聚以形成二聚結構，(b)保持該等 二聚結構相對于彼此及相對于未二聚的可二聚化學基團的空間位置，而以一定方式保持所 記錄的全息影像以在隨后外在刺激存在時，實現所記錄全息影像隨二聚及保持變化的受控 可觀察回應。
本發明之一具體實例還關于一種記錄全息影像的方法，該方法包含(a)保持可 二聚化學基團及二聚結構的空間位置，其中可二聚化學基團經由光環加成形成二聚結構； 及(b)響應顯現該全息影像的光子使可二聚化學基團經由光環加成二聚以形成二聚結構 而保持所記錄的全息影像，同時(c)在隨后外在刺激存在時實現所記錄全息影像隨二聚及 保持變化的受控可觀察響應。
本發明之一具體實例還關于一種偵測外在刺激的存在的方法。該方法包含(1)提 供一種全息感應器及( 偵測至少一個由該全息感應器提供的輸出信號的存在，從而偵測 外在刺激的存在。全息感應器包括(a)具有聚合物基質的全息記錄媒體及(b)至少一個 在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的全息影像，其中繞射條紋包含包括環狀橋的二聚結 構。全息記錄媒體通過提供至少一個輸出信號而響應外在刺激。
本發明之一具體實例還關于一種制造全息感應器的方法。該方法包含在全息記錄 媒體中將至少一個全息影像記錄為繞射條紋，該全息記錄媒體包括(i)聚合物基質及(ii) 復數個通過經由光環加成形成環狀橋而二聚的可二聚化學基團；其中繞射條紋包含復數 個包括環狀橋的二聚結構，且其中全息記錄媒體通過提供至少一個輸出信號而響應外在刺激。
本發明之具體實例還關于通過上述方法中的任一種來制備的全息感應器。
本發明之一具體實例還關于一種全息記錄媒體，其包含聚合物基質及通過經由光 環加成形成環狀橋而二聚的化學基團。全息記錄媒體的物理或化學特性響應外在刺激而變 化。該全息記錄媒體提供優于以光聚合物為基的媒體的優點，以光聚合物為基的媒體系依 賴于光聚合來誘發折射率調節。相比之下，本發明的該具體實例中的全息記錄媒體中的折 射率調節由光環加成誘發。
本發明之一具體實例還關于一種全息感應器，其包含全息記錄媒體及至少一個在 該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的影像。繞射條紋包含包括環狀橋的二聚化學基團。全 息記錄媒體通過產生至少一個讀出信號而響應外在刺激。
本發明之一具體實例還關于一種偵測外在刺激的方法，其包含向包含全息記錄媒 體及至少一個在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的影像的全息感應器施加外在刺激，其 中繞射條紋包含包括環狀橋的二聚化學基團，且全息記錄媒體通過產生至少一個讀出信號 而響應外在刺激；及偵測至少一個讀出信號。
本發明之一具體實例還關于一種制造全息感應器的方法，其包含(a)制造或提供 一種全息記錄媒體，其包含(i)聚合物基質及(ii)通過經由光環加成形成環狀橋而二聚的 化學基團；及(b)在該全息記錄媒體中將至少一個影像記錄為繞射條紋。繞射條紋包含包 括環狀橋的二聚化學基團。全息記錄媒體通過產生至少一個讀出信號而響應外在刺激。
本發明之具體實例之全息記錄媒體具有諸多優點。相對于以鹵化銀為基的及其它 類型全息記錄媒體而言，其制造過程得以簡化，因為可去除將銀粒子擴散于聚合物基質中 的步驟。通過選擇聚合物基質的材料及可二聚化學基團，本發明記錄媒體的具體實例及包含其的感應器可經最佳化以用于各種領域，諸如醫學診斷及監視(例如免疫診斷、葡萄糖 監視)及安全應用。此外，光環加成反應不僅可用于產生干涉圖案條紋，且可用于產生交聯 聚合物基質，例如水凝膠。此因為允許在一步方法中產生全息感應器而進一步簡化了制造 方法。此外，使用本發明具體實例的全息記錄媒體記錄的全息圖具有優良繞射效率。


前述將可從以下如附圖中所例示的本發明例示性具體實例的更詳細說明而明白， 附圖中相同參考符號在不同的視圖中是指相同組件。附圖不必然按比例繪制，反而，其重點 在于說明本發明的具體實例。
圖1為展示全息感應器在曝露于具有不同PH值的液體時再現波長變化的量測結 果的曲線，該全息感應器包含記錄于本發明的一個具體實例的全息記錄媒體中的全息條 紋。響應1. 5單位的PH變化(pH 6至PH 7. 5)，所記錄全息圖的再現波長變化149nm。
圖2展示在本發明的一些具體實例的全息記錄媒體中制備及記錄條紋的方法。
圖3展示各種葡萄糖濃度對葡萄糖響應性光聚合物全息圖的再現波長的效應的 量測結果的曲線。
圖4為展示在本發明之一具體實例的全息記錄媒體中記錄條紋而同時將全息記 錄媒體固化的方法的圖。
圖5為制備光聚合物全息圖的不包括殘余可二聚基團后固化的方法(左)與本發 明之一具體實例的制備光聚合物全息圖的包括殘余可二聚基團后固化的方法(右)的對比 示意圖。
圖6為說明可用于制造本發明之一具體實例的全息記錄媒體的例示性制造方法 的圖。
圖7為另一說明可用于制造本發明之一具體實例的全息記錄媒體的例示性制造 方法的圖。
圖8為在全息記錄媒體中使用雷射記錄全息影像以制備本發明之一具體實例的 全息感應器的示意圖，其展示本發明之一具體實例的聚合物基質中由于二聚所產生的化學 變化，及展示該全息感應器通過提供受控可觀察響應而在偵測外在刺激中的應用。
發明詳細說明
以下為本發明的例示性具體實例的描述。
除非另有所述，否則如本文所用的術語「烷基」包括直鏈或支鏈飽和單價烴， 通常為C1-C20，較佳為Cl-ClO或C1-C6。烷基的實例包括(但不限于)甲基、乙基、丙 基、異丙基及叔丁基。經取代的烷基的合適取代基包括-OH、-SH、鹵素、氰基、硝基、胺 基、-C00H、-COX(其中 X = Cl、Br、I)、C1-C3 烷基、C1-C3 鹵烷基、C1-C3 烷氧基、C1-C3 鹵 烷氧基或C1-C3烷基硫基、或-(CH2)P-(CH2)q-C(O)OH,其中ρ及q獨立地為1至10的整數。
如本文所用的術語「環烷基」為非芳族飽和碳環部分。環烷基的實例包括(但不 限于)環丙基、環丁基、環戊基、環己基及環庚基。環烷基的合適取代基如上對于烷基所定 義。
如本文所用的術語「烴環」為通常具有四至八員、較佳五至六員的碳環系統，其中 一個或多個鍵視情況不飽和。
如本文所用的「二烷基」或「亞烴基」為具有結構式-(CRkR1)m-的一部分，其中& 及札可各自獨立地為氫或上述視情況經取代的烷基中的任一者，且m為大于或等于1的整數。
如本文所用的術語「烷氧基」意謂「烷基-0-」基團，其中烷基如上所定義。
如本文所用的術語「芳基」是指碳環芳族基。芳基的實例包括(但不限于)苯基及萘基。
如本文所用的術語「芳基氧基」意謂「芳基-0-」基團，其中芳基如上所定義。
術語「非芳族雜環」是指通常具有四至八員、較佳五至六員的非芳族碳環系統，其 中一個或多個環碳、較佳一個至四個環碳各自經諸如N、0或S的雜原子置換。非芳族雜環 可視情況不飽和。非芳族雜環的實例包括3-四氫呋喃基、2-四氫吡喃基、3-四氫吡喃基、 4-四氫吡喃基、[1,3]-二氧雜環戊烷基、[1,3]-二硫雜環戊烷基、[1,3]-二氧雜環己烷基、 2-四氫噻吩基、3-四氫噻吩基、2-嗎啉基、3-嗎啉基、4-嗎啉基、2-硫代嗎啉基、3-硫代嗎 啉基、4-硫代嗎啉基、1-吡咯烷基、2-吡咯烷基、3-吡咯烷基、1-哌嗪基、2-哌嗪基、1-哌啶 基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-哌啶基、4-噻唑烷基、二唑酮基、N取代的二唑酮基及酞甲內酰 基(phthalimidinyl)。
如本文所用的胺基可為一級(-NH2)、二級(-Mffix)或三級(-NRxRy)，其中艮及民可 為上述視情況經取代的烷基中的任一者。
非芳族雜環基可經C連接或N連接(若該連接為可能的)。舉例而言，衍生自吡咯 的基團可為吡咯-1-基(N連接)或吡咯-3-基(C連接)。
如本文所用的「PEG」是指聚(乙二醇)，較佳具有彡12000Da的平均分子量。
如本文所用的「NHS」及「磺酸基-NHS」分別指N-羥基丁二酰亞胺及磺酸基_N_羥 基丁二酰亞胺。
芳基、雜芳基或非芳族雜環基的合適取代基為彼等不會實質上干擾所揭示化合物 的活性的取代基。可存在一個或多個取代基，其可相同或不同。芳基、雜芳基或非芳族雜環 基中可取代碳原子的合適取代基的實例包括-0H、鹵素(-F、-Cl、-Br及-I)、-R'、鹵烷基、_ OR' ,-CH2R'、-CH2OR' ,-CH2CH2OR'、-CH2OC (O)R'、-0-C0R'、-COR'、-SR'、-SCH2R'、-CH 2SR' ,-SOR' ,-SO2R'、-CN、-NO2、-C00H、-S03H、-NH2、-NHR'、-N(R' )2、-C00R'、-CH2COOR' ,-CH2 CH2COOR'、-CH0、-C0NH2、-C0NHR'、-C0N(R' )2、-NHC0R' ,-NR' COR'、-NHCONH2、-NHCONR' Η,-Ν HCON(R' )2、-NR' CONH2、-NR' CONR' H、_NR' CON(R' )-C(= NH)-NH2,-C(= NH)-NHR'、-C(= NH)-N(R' )2、-C( = NR' )-NH2, -C( = NR' )-NHR'、-C( = NR' )-N(R' )2、_NH_C(= NH)-NH2、-NH-C( = NH)-NHR'、-NH-C( = NH)-N(R' )2、-NH-C( = NR' )-NH2、-NH-C(= NR ' )-NHR ' , -NH-C( = NR ' )_N(R ‘ )2、-NR ' H-C( = NH)-NH2, -NR ' _C(= NH)-NHR '、-NR ' _C( = NH)_N(R ‘ )2、-NR ' _C( = NR ' )_NH2、_NR ' _C(= NR' )-NHR' ,-NR' -C( = NR' )_N(R' )-SO2NH2,-SO2NHR'、-SO2NR' 2、-SH、_S0kR' (k 為0、1或幻及-NH-C( = NH)-NH2。各R'獨立地為烷基。側氧基(C = 0)及硫代基(C = S)也是非芳族雜環的合適取代基。
非芳族雜環基或雜芳基的氮上的合適取代基包括-R"、-N(R〃)2、-C(O) R “ , -CO2R “、-C(O)C(O)R “、-C(0)CH2C(0)R “ , -SO2R “ , -SO2N(R “ )2、_C( = S) N(R" )2、-C( = NH)-N(R〃 )2及_殿〃 SO2R"。R"為氫、烷基或烷氧基。
芳基、雜芳基或非芳族雜環基中可取代碳原子的合適取代基的其它實例包括(但 不限于)-OH、鹵素(-F、-Cl、-Br 及-I)、-R、-OR、-CH2R, -CH2OR 及-CH2CH2OR0 各 R 獨立地 為燒基。
詞語「環加成」為技術術語，其是指周環性化學反應，其中失去至少兩個π鍵且獲 得至少兩個σ鍵，所得反應為環化反應。(參見(例如)「March' s Advanced Organic Chemistry], Μ. B. Smith 及 J. March，第 5 版，第 1062-1093 頁)。
如本文所用的「環狀橋」是指如上所定義的通過環加成反應來形成的「烴環」或 「非芳族雜環」。舉例而言，如方法1所示，兩個不飽和環可經由產生環丁烷橋的環加成反應 而二聚。也可使用光敏劑來觸發光環加成反應。在合適光敏劑存在下，光環加成反應可經調 諧而在不同波長下進行。舉例而言，二甲基順丁烯二酰亞胺的UV吸收處于270-300nm的區 域中。因此，二甲基順丁烯二酰亞胺基的環加成需要發射最大值在深UV中的光源。然而， 在合適噻噸酮存在下，該環加成反應可朝近UV(360-430nm)增敏。
權利要求
1.一種全息感應器，其包含(a)包含聚合物基質的全息記錄媒體；及(b)至少一個在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的全息影像，其中該繞射條紋包含 一種包括環狀橋的二聚結構；且其中該全息記錄媒體通過提供至少一個輸出信號而響應外在刺激。
2.如權利要求1所述的全息感應器，其中該全息記錄媒體的物理或化學特性響應外在 刺激而變化。
3.如權利要求1所述的全息感應器，其中該輸出信號為光信號。
4.如權利要求1所述的全息感應器，其中該二聚結構交聯該聚合物基質。
5.如權利要求1所述的全息感應器，其中該聚合物基質除經由為該繞射條紋的一部分 的二聚結構交聯以外，進一步交聯。
6.如權利要求5所述的全息感應器，其中該聚合物基質經由不同于該二聚結構的交聯 基團隨機交聯。
7.如權利要求6所述的全息感應器，其中該聚合物基質響應外在刺激而膨脹。
8.如權利要求7所述的全息感應器，其中該外在刺激包含流體且該聚合物基質在與該 流體接觸時通過膨脹而響應。
9.如權利要求8所述的全息感應器，其中該外在刺激另外包含分析物，且膨脹度與該 流體中所存在的分析物的量相關。
10.如權利要求7所述的全息感應器，其中該外在刺激為包含質子性物質的流體，且該 聚合物基質為親水性，或該外在刺激為包含非質子性或非極性物質的流體，且該聚合物基 質為疏水性。
11.如權利要求1所述的全息感應器，其中該聚合物基質包含一種或多種選自由以下 組成的群的單體的聚合物或共聚物親水性單體、兩親性單體、溫度響應性單體、PH響應性 單體及疏水性單體。
12.如權利要求1所述的全息感應器，其中該繞射條紋共價鍵結至該聚合物基質。
13.如權利要求1所述的全息感應器，其中該聚合物基質與為該繞射條紋的一部分的 二聚結構不形成互穿聚合物網絡。
14.如權利要求1所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含(i)具有相對較低密度的二 聚結構的暗條紋，及(ii)與相對較高密度的二聚結構相關的亮條紋。
15.如權利要求14所述的全息感應器，其中該聚合物基質以與該亮條紋中相比該暗條 紋中較高程度的膨脹而響應外在刺激，引起該全息記錄媒體中所記錄的該全息影像的重現 波長發生變化。
16.如權利要求1所述的全息感應器，其中該外在刺激為以下一種或多種濕度、水、氣 體、蒸氣、有機或無機溶劑、化學品、金屬離子、化學品的溶液或分散液、壓力、溫度、PH、電磁 波、磁場、電場、電離輻射、質子性物質、非質子性物質、流體及包含分析物的流體。
17.如權利要求16所述的全息感應器，其中該輸出信號選自該全息記錄媒體中所記錄 的至少一個全息影像的重現波長的變化、該全息記錄媒體中所記錄的另一個全息影像的出 現及該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息影像的消失。
18.如權利要求17所述的全息感應器，其中該外在刺激選自濕度、酸度、金屬離子及包含單醣、雙醣或多醣的液體，且該輸出信號選自該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息 影像的重現波長的變化、該全息記錄媒體中所記錄的另一個全息影像的出現及該全息記錄 媒體中所記錄的至少一個全息影像的消失。
19.如權利要求1所述的全息感應器，其中該聚合物基質包含明膠或以下一種或多種 的聚合物甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯(HPMA)、N, N- 二甲基 丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-異 丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、乙二醇二甲 基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸的鈉鹽、2-( 二甲 基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲基-N42-甲基 丙烯酰氧基乙基)銨)。
20.如權利要求19所述的全息感應器，其中該環狀橋為環丁基。
21.如權利要求20所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含以下一種或多種的二聚 物桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鐺、順丁烯二酰亞胺或其衍生物。
22.如權利要求21所述的全息感應器，其中該干涉條紋包含由下式表示的二聚物
23.如權利要求1所述的全息感應器，其中該可二聚化學基團共價鍵結至該聚合物基 質，且該聚合物基質包含含有該可二聚化學基團的第一化合物及選自由以下組成的群的第 二化合物的聚合物甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯(HPMA)、N， N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰 胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸的鈉鹽、2-( 二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲 基-N-甲基丙烯酰氧基乙基)銨)。
24.如權利要求23所述的全息感應器，其中該環狀橋為環丁基。
25.如權利要求M所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含桂皮酰基、查耳酮、蒽、香 豆素、芪唑鐺、順丁烯二酰亞胺或其衍生物的二聚結構。
26.如權利要求25所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含由下式表示的二聚結構
27.如權利要求沈所述的全息感應器，其中R1及&各自獨立地為氫、鹵素，各自視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基或 C3-C6環烷基；R' 3為直鏈或支鏈C1-C6 二烷基或C3-C6環狀二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙 二醇)；R4> R5及&各自獨立地為氫或C1-C6烷基。
28.如權利要求27所述的全息感應器，其中R1及&各自獨立地為視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基；且R' 3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基或- (PEG)分子量^ ■。-。
29.如權利要求觀所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含由下式表示的二聚物
30.如權利要求1所述的全息感應器，其另外包括支撐層。
31.如權利要求30所述的全息感應器，其中該支撐層為三乙酸纖維素(TAC)膜或聚對 苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
32.如權利要求1所述的全息感應器，其中該聚合物基質(a)經由為該繞射條紋的一部 分的二聚結構交聯；(b)經由并非因記錄該至少一個全息影像而形成的二聚結構交聯；及 (c)經由除(b)的二聚結構以外的其它結構隨機交聯。
33.如權利要求1至32中任一所述的全息感應器，其中該全息感應器在該聚合物基質 不膨脹時在可見光譜范圍中展現干燥影像，其中該干燥影像對應于該至少一個所記錄全息 影像。
34.如權利要求33所述的全息感應器，其中該全息感應器在該聚合物基質響應該外在 刺激而膨脹時展現該干燥影像的再現波長的變化。
35.如權利要求1所述的全息感應器，其另外包含復數個包括環狀橋的官能二聚結構， 該官能二聚結構是通過使與該聚合物基質共價連接的第一可二聚化學基團與式D-FG的加 合物經由光環加成二聚而形成，其中D為第二可二聚化學基團且re為官能基賦予基團。
36.如權利要求35所述的全息感應器，其中該第一可二聚化學基團與該第二可二聚化 學基團相同。
37.如權利要求36所述的全息感應器，其中該二聚結構由可二聚化學基團在記錄該至 少一個全息影像時形成，且該可二聚化學基團，該第一可二聚化學基團及該第二可二聚化 學基團相同。
38.如權利要求35所述的全息感應器，其中該官能二聚結構分布在整個該聚合物基質中。
39.如權利要求38所述的全息感應器，其中該官能二聚結構隨機地分布在整個該聚合 物基質中。
40.如權利要求35所述的全息感應器，其中re為配位基、抗體、酶、蛋白質、螯合劑、受 體、刺激響應性寡聚物或刺激響應性聚合物。
41.如權利要求40所述的全息感應器，其中re為苯基硼酸。
42.如權利要求40所述的全息感應器，其中該官能二聚結構由結構式(VIII)表示
43.如權利要求42所述的全息感應器，其中該官能二聚結構由結構式(VIIb)表示
44.如權利要求42或43所述的全息感應器，其中R1及&各自獨立地為氫、鹵素，各自視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基或 C3-C6環烷基；R' 3為直鏈或支鏈C1-C6 二烷基或C3-C6環狀二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙 二醇)；且R4> R5及&各自獨立地為氫或C1-C6烷基。
45.如權利要求42或43所述的全息感應器，其中R1及&各自獨立地為視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基；且分子量< 12000_R' 3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基或-(PEG)
46.如權利要求45所述的全息感應器，其中該官能二聚結構由結構式(VIIc)表示
47.如權利要求46所述的全息感應器，其中TO為配位基、抗體、酶、蛋白質、螯合劑、受 體、刺激響應性寡聚物或刺激響應性聚合物。
48.如權利要求46所述的全息感應器，其中TO為苯基硼酸或雙硼酸。6
49.如權利要求35至48中任一項所述的全息感應器，其中TO由結構式(IXa)或(DCb)
50.如權利要求49所述的全息感應器，其中re由以下結構式表示
51.如權利要求35至39中任一項所述的全息感應器，其中該官能二聚結構包含由結構 式⑴表示的次結構
52.如權利要求1至51中任一項所述的全息感應器，其中該全息記錄媒體另外包含復 數個共價鍵結至該聚合物基質的受體基團。
53.如權利要求52所述的全息感應器，其中該聚合物基質包含通過共聚合包含該受體 基團的單體、包含可二聚化學基團的單體及一種或多種選自由以下組成的群的化合物而制 備的聚合物甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯(HPMA)、N，N- 二甲 基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-異 丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸的鈉鹽、2-( 二甲 基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲基-N42-甲基 丙烯酰氧基乙基)銨)。
54.如權利要求53所述的全息感應器，其中該受體基團為3-丙烯酰胺基苯基硼酸。
55.一種全息記錄媒體，其包含(a)聚合物基質；及(b)復數個可二聚化學基團；其中(i)該可二聚化學基團通過經由光環加成形成環狀橋而二聚；且( )該可二聚化學基團以一定密度分布在整個該聚合物基質中，以足以允許(1)通過 使該可二聚化學基團的一部分二聚而記錄全息圖及( 在該聚合物基質響應外在刺激的 存在后偵測該全息圖的光學特性的變化。
56.如權利要求55所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質經交聯。
57.如權利要求55所述的全息記錄媒體，其中該全息記錄媒體的物理或化學特性響應 外在刺激而變化。
58.如權利要求55所述的全息記錄媒體，其中該外在刺激包含流體且該聚合物基質在 與該流體接觸時通過膨脹而回應。
59.如權利要求58所述的全息記錄媒體，其中該外在刺激另外包含分析物，且膨脹度 與該流體中所存在的分析物的量相關。
60.如權利要求55所述的全息記錄媒體，其中該光學特性變化為該全息圖的再現波長 的變化。
61.如權利要求55所述的全息記錄媒體，其中該可二聚基團共價鍵結至該聚合物基質 作為側基。
62.如權利要求61所述的全息記錄媒體，其中該外在刺激為包含質子性物質的流體， 且該聚合物基質為親水性，或該外在刺激為包含非質子性或非極性物質的流體，且該聚合 物基質為疏水性。
63.如權利要求62所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質包含一種或多種選自由以 下組成的群的單體的聚合物或共聚物親水性單體、兩親性單體、溫度響應性單體、PH響應 性單體及疏水性單體。
64.如權利要求61所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質經隨機交聯。
65.如權利要求61所述的全息記錄媒體，其中該外在刺激為以下一種或多種濕度、 水、氣體、蒸氣、有機或無機溶劑、化學品、金屬離子、化學品的溶液或分散液、壓力、溫度、 PH、電磁波、磁場、電場、電離輻射、質子性物質、非質子性物質、流體及包含分析物的流體。
66.如權利要求55至65中任一項所述的全息記錄媒體，其中該環狀橋為環丁基。
67.如權利要求66所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質包含明膠，或該聚合物基 質包含以下一種或多種的聚合物甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙 酯(HPMA)、N，N- 二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙 烯酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N, N-亞甲基雙丙烯 酰胺(BIS)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基 丙烯酸的鈉鹽、2_( 二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰氧基乙基)銨)。
68.如權利要求67所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團選自由桂皮酰基、查 耳酮、蒽、香豆素、芪唑鐺、順丁烯二酰亞胺及其衍生物組成的群。
69.如權利要求66所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團由以下結構式所表示 的化合物提供其中
70.如權利要求66所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團由結構式(II)所表示 的結構提供
71.如權利要求70所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質包含(羥基乙基)甲基丙 烯酸酯(HEMA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)及甲基丙烯酸(MAA)的聚合物。
72.如權利要求71所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為各自視情況經-0H、-NRbRe或鹵素取代的Cl-ClO烷基或C3-C6環燒基；R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基，C3-C6環狀二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二 醇)；R4及&各自獨立地為氫或C1-C6烷基。
73.如權利要求72所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基；且 R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二醇)。
74.如權利要求73所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團由下式所表示的化合 物提供
75.如權利要求66所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團共價鍵結至該聚合物 基質且該聚合物基質包含含有該可二聚化學基團的第一化合物及選自由以下組成的群的 第二化合物的聚合物甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯(HPMA)、 N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯 酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸的 鈉鹽、2-( 二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲 基-N-甲基丙烯酰氧基乙基)銨)。
76.如權利要求75所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團選自由桂皮酰基、查 耳酮、蒽、香豆素、芪唑鐺、順丁烯二酰亞胺及其衍生物組成的群。
77.如權利要求76所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團由以下結構式表示
78.如權利要求75所述的全息記錄媒體，其中該第一化合物由結構式(II)表示
79.如權利要求78所述的全息記錄媒體，其中該第二化合物為(羥基乙基)甲基丙烯 酸酯(HEMA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)及甲基丙烯酸(MAA)。
80.如權利要求79所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為各自視情況經-0H、-NRbRe或鹵素取代的Cl-ClO烷基或C3-C6環燒基；R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基，C3-C6環狀二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二 醇)；R4及&各自獨立地為氫或C1-C6烷基。
81.如權利要求80所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基；且 R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二醇)。
82.如權利要求81所述的全息記錄媒體，其中該可二聚化學基團由下式所表示的化合物提供
83.如權利要求66所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質包含由以下結構式(IIa) 表示的結構其中R ‘ 3為直鏈或支鏈C1-C20 二烷基或C3-C10環狀二烷基，其中該Cl-ClO 二 烷基或C3-C10環狀二烷基的一個或多個碳原子視情況經氮或氧置換，或R' 3 為-C
84.如權利要求83所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為各自視情況經-0H、-NRbRe或鹵素取代的Cl-ClO烷基或C3-C6環燒基；R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基，C3-C6環狀二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二 醇)；R4及&各自獨立地為氫或C1-C6烷基。
85.如權利要求84所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基；且 R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二醇)。
86.如權利要求85所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質包含由以下結構式(IIIa) 表示的結構
87.一種偵測外在刺激的存在的方法，該方法包含響應該外在刺激改變二聚結構相對于彼此及相對于可二聚化學基團的空間位置以提 供可觀察全息影像或可觀察的全息影像變化，該可觀察全息影像的存在或變化表明該外在 刺激的存在。
88.如權利要求87所述的方法，其另外包含在光譜中偵測該可觀察的全息影像。
89.如權利要求87所述的方法，其中該二聚結構及可二聚化學基團為對應于所記錄全 息影像的繞射條紋的一部分。
90.如權利要求89所述的方法，其中該所記錄的全息影像與該可觀察的全息影像不同。
91.如權利要求90所述的方法，其中該所記錄的全息影像與該可觀察的全息影像的再 現波長不同。
92.一種記錄全息影像的方法，該方法包含控制(i)通過光環加成形成二聚結構的可二聚化學基團的二聚分率，及(ii)保持該二 聚結構相對于彼此及相對于未二聚的可二聚化學基團的空間位置，以記錄該全息影像且在 隨后外在刺激存在時實現所記錄全息影像的受控可觀察響應。
93.一種記錄全息影像的方法，該方法包含響應顯現該全息影像的光子使可二聚化學基團經由光環加成二聚以形成二聚結構；及 保持該二聚結構相對于彼此及相對于未二聚的可二聚化學基團之空間位置， 而以一定方式保持所記錄的全息影像以在隨后外在刺激存在時實現該所記錄全息影 像隨該二聚及保持變化的受控可觀察響應。
94.一種記錄全息影像的方法，該方法包含(a)保持可二聚化學基團及二聚結構的空間位置，其中該可二聚化學基團經由光環加 成形成二聚結構；及(b)響應顯現該全息影像的光子使該可二聚化學基團經由光環加成二聚以形成二聚結 構，以保持所記錄的全息影像，同時(c)在隨后外在刺激存在時實現該所記錄全息影像隨該二聚及保持變化的受控可觀察 響應。
95.一種偵測外在刺激的存在的方法，其包含 (1)提供全息感應器，其包括(a)包含聚合物基質的全息記錄媒體；及(b)至少一個在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的全息影像，其中該繞射條紋包含一種包括環狀橋的二聚結構；且其中該全息記錄媒體通過提供至少一個輸出信號而響應外在刺激；及(2)偵測該至少一個輸出信號的存在以偵測該外在刺激的存在。
96.如權利要求95所述的方法，其中該外在刺激為包含分析物的流體且其中提供該全 息感應器包含使該全息記錄媒體膨脹。
97.如權利要求96所述的方法，其中該全息記錄媒體的膨脹取決于該流體中該分析物 的濃度。
98.如權利要求96至97中任一項所述的方法，其中該流體為液體。
99.如權利要求95所述的方法，其中該外在刺激為以下一種或多種濕度、水、氣體、蒸 氣、有機或無機溶劑、化學品、金屬離子、化學品的溶液或分散液、壓力、溫度、PH、電磁波、磁 場、電場、電離輻射、質子性物質、非質子性物質、流體及包含分析物的流體。
100.如權利要求99所述的方法，其中該輸出信號隨該全息記錄媒體中所記錄的至少 一個全息影像的重現波長的變化、該全息記錄媒體中所記錄的另一個全息影像的出現或該 全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息影像的消失而變化。
101.如權利要求95所述的方法，其中該全息感應器為如權利要求1至M中任一項所 述的全息感應器。
102.一種制造全息感應器的方法，其包含將至少一個全息影像在全息記錄媒體中記錄為繞射條紋，該全息記錄媒體包括(i)聚合物基質；及( )復數個通過經由光環加成形成環狀橋而二聚的可二聚化學基團；其中該繞射條紋包含復數個包括環狀橋的二聚結構且該全息記錄媒體通過提供至少一個 輸出信號而響應外在刺激。
103.如權利要求102所述的方法，其另外包含制備全息記錄媒體。
104.如權利要求103所述的方法，其中制備該全息記錄媒體包含(a)提供包含該可二聚化學基團的單體、交聯單體及光敏劑的混合物；(b)將該混合物涂布于基板上；及(c)通過使該混合物熱固化形成包含可二聚化學基團的交聯聚合物基質而在該基板上 形成記錄層。
105.如權利要求103所述的方法，其中制備該全息記錄媒體包含(a)提供包含該可二聚化學基團的聚合物；(b)將該混合物涂布于基板上；及(c)通過使該可二聚基團部分且均勻地光交聯形成包含未反應的可二聚化學基團及光 弓I發劑的交聯聚合物基質而在該基板上形成記錄層。
106.如權利要求102所述的方法，其中該全息記錄媒體在記錄該至少一個全息影像之 后包含未反應的可二聚化學基團，且該方法另外包含(c)使該聚合物基質膨脹且施加光化 輻射以經由光環加成使該未反應的可二聚化學基團中的一部分或全部二聚。
107.如權利要求106所述的方法，其中該全息感應器在該全息感應器的聚合物基質不 膨脹時在光譜范圍中展現干燥影像，其中該干燥影像對應于該至少一個所記錄全息影像。
108.如權利要求106所述的方法，其中在步驟(c)中在施加該光化輻射之前使該聚合物基質膨脹至部分膨脹狀態。
109.如權利要求106所述的方法，其中該光化輻射為UV輻射。
110.如權利要求102所述的方法，其中該二聚結構由該可二聚化學基團在記錄該全息 影像時形成。
111.如權利要求102所述的方法，其中提供該全息記錄媒體包含在適合于使包含該可 二聚化學基團的第一化合物及選自由以下組成的群的第二化合物聚合的條件下進行聚合 以制備聚合物基質甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯(HPMA)、N， N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰 胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸之 鈉鹽、2-( 二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲 基-N-甲基丙烯酰氧基乙基)銨)。
112.如權利要求102所述的方法，其中步驟(a)中所提供的該全息記錄媒體另外包括 光敏劑。
113.如權利要求102所述的方法，其中該全息記錄媒體在記錄該至少一個全息影像之 后包含未反應的可二聚化學基團，且該方法另外包含(d)使該未反應的可二聚化學基團與 式D-FG的加合物二聚，其中D為第二可二聚化學基團且TO為官能基賦予基團。
114.如權利要求102所述的方法，其中提供該全息記錄媒體包含(d)使可二聚化學基 團與式D-FG的加合物二聚，其中D為第二可二聚化學基團且TO為官能基賦予基團。
115.如權利要求102所述的方法，其另外包含(d)使整個該聚合物基質中的可二聚化 學基團與式D-FG的加合物二聚，其中D為第二可二聚化學基團且TO為官能基賦予基團。
116.如權利要求114或115所述的方法，其中足夠數目的可二聚化學基團未與該加合 物二聚以允許記錄該至少一個全息影像。
117.如權利要求102所述的方法，其中提供該全息記錄媒體包含在適合于使包含受 體基團的單體、包含該可二聚化學基團的單體及一種或多種選自由以下組成的群的化合 物共聚合的條件下進行共聚合甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯 (HPMA)、N，N- 二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯 酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N, N-亞甲基雙丙烯酰 胺(BIS)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙 烯酸的鈉鹽、2_( 二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N， N-二甲基-N-甲基丙烯酰氧基乙基)銨)。
118.如權利要求117所述的方法，其中該受體基團為3-丙烯酰胺基苯基硼酸。
119.如權利要求102所述的方法，其中記錄該至少一個全息影像的步驟(b)包含將該 全息記錄媒體曝露于使用雷射光產生的光學條紋，而同時將該全息記錄媒體曝露于UV輻 射。
120.如權利要求102至119中任一項所述的方法，其中步驟(b)所記錄的該全息影像 是在235nm至650nm的波長下記錄。
121.—種全息感應器，其是通過如權利要求102至120中任一項所述的方法所制備。
122.—種全息記錄媒體，其包含聚合物基質，通過經由光環加成形成環狀橋而二聚的化學基團；且其中該全息記錄媒體的物理或化學特性響應外在刺激而變化。
123.如權利要求122所述的全息記錄媒體，其中該外在刺激為以下一種或多種濕度、 水、氣體、蒸氣、有機或無機溶劑、化學品、金屬離子、化學品的溶液或分散液、壓力、溫度、 PH、電磁波、磁場、電場、電離輻射、質子性物質、非質子性物質、流體及包含分析物的流體。
124.如權利要求122所述的全息記錄媒體，其中響應該外在刺激而變化的該物理或化 學特性為以下至少一種該記錄媒體的體積、該記錄媒體的尺寸、該記錄媒體的比質量、該 記錄媒體的折射率及該二聚化學基團的折射率。
125.如權利要求122所述的全息記錄媒體，其中該環狀橋為環丁基。
126.如權利要求122所述的全息記錄媒體，其中該化學基團為以下一種或多種桂皮 酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鐺、順丁烯二酰亞胺及其衍生物。
127.如權利要求122所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質為明膠或以下一種或多 種的聚合物甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯(HPMA)、N，N- 二甲 基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-異 丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、乙二醇二甲 基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸的鈉鹽、2-( 二甲 基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲基-N42-甲基 丙烯酰氧基乙基)銨)。
128.如權利要求122所述的全息記錄媒體，其中該化學基團由以下結構式所表示的化 合物提供其中R1及&各自獨立地為各自視情況經-0H、-NRbRe或鹵素取代的Cl-ClO烷基、Cl-ClO烷 氧基、C3-C10環烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及&與其所連接的碳原子一起 形成飽和或不飽和五或六員烴或雜環，其中該Cl-ClO烷基、Cl-ClO烷氧基、C3-C10環烷基、 C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烴或雜環各自視情況經_0H、-NRbRc或鹵素取代；
129.如權利要求122所述的全息記錄媒體，其中該化學基團由以下結構式所表示的化 合物提供
130.如權利要求1 所述的全息記錄媒體，其中該聚合物基質包含(羥基乙基)甲基 丙烯酸酯(HEMA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，或甲基丙烯酸(MAA)的聚合物。
131.如權利要求130所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為各自視情況經-0H、-NRbRe或鹵素取代的Cl-ClO烷基或C3-C6環燒基；R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基，C3-C6環狀二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二 醇)；R4及&各自獨立地為氫或C1-C6烷基。
132.如權利要求131所述的全息記錄媒體，其中R1及&各自獨立地為視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基；且 R3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙二醇)。
133.如權利要求132所述的全息記錄媒體，其中該化學基團由下式所表示的化合物提
134.一種全息感應器，其包含一個全息記錄媒體及至少一個在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的影像， 其中該繞射條紋包含一種包括環狀橋的二聚化合物；且 其中該全息記錄媒體通過產生至少一個輸出信號而響應外在刺激。
135.如權利要求134所述的全息感應器，其中該外在刺激為以下一種或多種濕度、 水、氣體、蒸氣、有機或無機溶劑、化學品、金屬離子、化學品的溶液或分散液、壓力、溫度、PH、電磁波、磁場、電場、電離輻射、蛋白質、核酸、多醣及微生物。
136.如權利要求134所述的全息感應器，其中該輸出信號選自該全息記錄媒體中所記 錄的至少一個全息影像的重現波長的變化、該全息記錄媒體中所記錄的另一個全息影像的 出現及該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息影像的消失。
137.如權利要求134所述的全息感應器，其中該外在刺激選自濕度、酸度及金屬離子， 且該輸出信號選自該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息影像的重現波長的變化、該全 息記錄媒體中所記錄的另一個全息影像的出現及該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全 息影像的消失。
138.如權利要求134所述的全息感應器，其中該全息記錄媒體另外包括選自明膠或以 下一種或多種的聚合物的聚合物基質甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥 基丙酯(HPMA)、N，N- 二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙 酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N, N-亞甲基雙 丙烯酰胺(BIS)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、 甲基丙烯酸的鈉鹽、2-( 二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸 2-(N, N- 二甲基-N-甲基丙烯酰氧基乙基)銨)。
139.如權利要求134所述的全息感應器，其中該環狀橋為環丁基。
140.如權利要求139所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含以下一種或多種的二聚 物桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鐺、順丁烯二酰亞胺或其衍生物。
141.如權利要求140所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含由下式表示的二聚物
142.如權利要求141所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含由下式表示的二聚物
143.如權利要求142所述的全息感應器，其中該聚合物基質選自以下一種或多種的聚 合物甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯(HPMA)、N, N- 二甲基丙烯 酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-異丙基 丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、乙二醇二甲基丙 烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸的鈉鹽、2-( 二甲基胺 基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N，N-二甲基N-Q-甲基丙烯 酰氧基乙基)銨)。
144.如權利要求143所述的全息感應器，其中R1及&各自獨立地為氫、鹵素，各自視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基或 C3-C6環烷基；R' 3為直鏈或支鏈C1-C6 二烷基或C3-C6環狀二烷基或平均分子量< 12000的聚(乙 二醇)；R4> R5及&各自獨立地為氫或C1-C6烷基。
145.如權利要求144所述的全息感應器，其中R1及&各自獨立地為視情況經-OH、-NRbRc或鹵素取代的C1-C6烷基；且R' 3為直鏈或支鏈Cl-ClO 二烷基或- (PEG)分子量≤12000-
146.如權利要求145所述的全息感應器，其中該繞射條紋包含由下式表示的二聚物
147.如權利要求134所述的全息感應器，其另外包括支撐層。
148.如權利要求147所述的全息感應器，其中該支撐層為三乙酸纖維素(TAC)膜或聚 對苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
149.一種偵測外在刺激的方法，其包含向包含全息記錄媒體及至少一個在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋的影像的全息 感應器施加外在刺激，其中該繞射條紋包含一種包括環狀橋的二聚化合物，且該全息記錄 媒體通過提供至少一個輸出信號而響應外在刺激；及 偵測該至少一個輸出信號。
150.如權利要求149所述的方法，其中該外在刺激為以下一種或多種濕度、水、氣體、 蒸氣、有機或無機溶劑、化學品、金屬離子、化學品的溶液或分散液、壓力、溫度、PH、電磁波、 磁場、電場、電離輻射、蛋白質、核酸、多醣及微生物。
151.如權利要求149所述的方法，其中該輸出信號選自該全息記錄媒體中所記錄的至 少一個全息影像的重現波長的變化、該全息記錄媒體中所記錄的另一個全息影像的出現及 該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息影像的消失。
152.如權利要求149所述的方法，其中該外在刺激選自濕度、酸度及金屬離子，且該輸 出信號選自該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息影像的重現波長的變化、該全息記錄 媒體中所記錄的另一個全息影像的出現及該全息記錄媒體中所記錄的至少一個全息影像 的消失。
153.如權利要求149所述的方法，其中該全息記錄媒體另外包括選自明膠或以下一種 或多種的聚合物的聚合物基質甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基丙酯 (HPMA)、N，N- 二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)單-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯 酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N, N-亞甲基雙丙烯酰 胺(BIS)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、甲基丙 烯酸的鈉鹽、2_( 二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸及乙酸2-(N， N-二甲基-N-甲基丙烯酰氧基乙基)銨)。
154.如權利要求149所述的方法，其中該干涉條紋包含以下一種或多種的二聚物桂 皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鐺、順丁烯二酰亞胺或其衍生物。
155.如權利要求149所述的方法，其中該二聚化合物包括環丁基部分。
156.—種制造全息感應器的方法，其包含(a)制造全息記錄媒體，其包含(i)聚合物基質及(ii)通過經由光環加成形成環狀橋 而二聚的化學基團；及(b)將至少一個全息影像在該全息記錄媒體中記錄為繞射條紋，其中該繞射條紋包含一種包括環狀橋的二聚化合物；且其中該全息記錄媒體通過產生至少一個輸出信號而響應外在刺激。
157.如權利要求156所述的方法，其中步驟(a)中所制造的該全息記錄媒體另外包括 光敏劑。
158.如權利要求156所述的方法，其中步驟(a)另外包括將該全息記錄媒體曝露于光 化輻射、熱或自由基。
159.如權利要求156所述的方法，其中步驟(b)所記錄的該全息影像是在235nm至 650nm的波長下記錄。
全文摘要
目前已知的全息記錄媒體及感應器具有諸多缺點，例如以鹵化銀為基的記錄媒體生產成本高昂且不適用于某些感應器應用，且以光聚合物為基的記錄媒體使其難以記錄多個全息影像，因此通常使其不適用于感應器。本發明的一種具體實例的全息記錄媒體可包含聚合物基質及通過經由光環加成形成環狀橋而二聚的化學基團。該等全息記錄媒體具有成本效益，允許記錄多個全息影像，且使得可產生對外在刺激具有受控可觀察響應的感應器。
文檔編號G11B7/245GK102037346SQ200980117773
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月15日 優先權日2008年4月16日
發明者安卓恩·馬丁·達米恩·霍根, 普拉迪·帕瑞克 申請人:明智全像公司