可光聚合的组合物
专利汇可以提供可光聚合的组合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且目前已知的全息记录媒体及感应器具有诸多缺点，例如以卤化 银 为基的记录媒体生产成本高昂且不适用于某些感应器应用，且以光 聚合物 为基的记录媒体使其难以记录多个全息影像，因此通常使其不适用于感应器。本 发明 的一种具体实例的全息记录媒体可包含聚合物基质及通过经由光环加成形成环状桥而二聚的化学基团。该等全息记录媒体具有成本效益，允许记录多个全息影像，且使得可产生对外在刺激具有受控可观察响应的感应器。，下面是可光聚合的组合物专利的具体信息内容。
1.一种全息感应器，其包含：
(a)包含聚合物基质的全息记录媒体；及
(b)至少一个在该全息记录媒体中记录为绕射条纹的全息影像，其中该绕射条纹包含一种包括环状桥的二聚结构；且
其中该全息记录媒体通过提供至少一个输出信号而响应外在刺激。
2.如权利要求1所述的全息感应器，其中该全息记录媒体的物理或化学特性响应外在刺激而变化。
3.如权利要求1所述的全息感应器，其中该输出信号为光信号。
4.如权利要求1所述的全息感应器，其中该二聚结构交联该聚合物基质。
5.如权利要求1所述的全息感应器，其中该聚合物基质除经由为该绕射条纹的一部分的二聚结构交联以外，进一步交联。
6.如权利要求5所述的全息感应器，其中该聚合物基质经由不同于该二聚结构的交联基团随机交联。
7.如权利要求6所述的全息感应器，其中该聚合物基质响应外在刺激而膨胀。
8.如权利要求7所述的全息感应器，其中该外在刺激包含流体且该聚合物基质在与该流体接触时通过膨胀而响应。
9.如权利要求8所述的全息感应器，其中该外在刺激另外包含分析物，且膨胀度与该流体中所存在的分析物的量相关。
10.如权利要求7所述的全息感应器，其中该外在刺激为包含质子性物质的流体，且该聚合物基质为亲水性，或该外在刺激为包含非质子性或非极性物质的流体，且该聚合物基质为疏水性。
11.如权利要求1所述的全息感应器，其中该聚合物基质包含一种或多种选自由以下组成的群的单体的聚合物或共聚物：亲水性单体、两亲性单体、温度响应性单体、pH响应性单体及疏水性单体。
12.如权利要求1所述的全息感应器，其中该绕射条纹共价键结至该聚合物基质。
13.如权利要求1所述的全息感应器，其中该聚合物基质与为该绕射条纹的一部分的二聚结构不形成互穿聚合物网络。
14.如权利要求1所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含(i)具有相对较低密度的二聚结构的暗条纹，及(ii)与相对较高密度的二聚结构相关的亮条纹。
15.如权利要求14所述的全息感应器，其中该聚合物基质以与该亮条纹中相比该暗条纹中较高程度的膨胀而响应外在刺激，引起该全息记录媒体中所记录的该全息影像的重现波长发生变化。
16.如权利要求1所述的全息感应器，其中该外在刺激为以下一种或多种：湿度、水、气体、蒸气、有机或无机溶剂、化学品、金属离子、化学品的溶液或分散液、压力、温度、pH、电磁波、磁场、电场、电离辐射、质子性物质、非质子性物质、流体及包含分析物的流体。
17.如权利要求16所述的全息感应器，其中该输出信号选自该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的重现波长的变化、该全息记录媒体中所记录的另一个全息影像的出现及该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的消失。
18.如权利要求17所述的全息感应器，其中该外在刺激选自湿度、酸度、金属离子及包含单醣、双醣或多醣的液体，且该输出信号选自该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的重现波长的变化、该全息记录媒体中所记录的另一个全息影像的出现及该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的消失。
19.如权利要求1所述的全息感应器，其中该聚合物基质包含明胶或以下一种或多种的聚合物：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
20.如权利要求19所述的全息感应器，其中该环状桥为环丁基。
21.如权利要求20所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含以下一种或多种的二聚物：桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鎓、顺丁烯二酰亚胺或其衍生物。
22.如权利要求21所述的全息感应器，其中该干涉条纹包含由下式表示的二聚物：
其中：
R1、R2、R′1及R′2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代；
R3为一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换及/或视情况经-COOH、-COX、-OH、-NRbRc、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SRa、-Si(Ra)2X或Si(Ra)3取代的直链或支链C1-C20烷基或C3-C10环状烷基；或R3为平均分子量≤12000的聚(乙二醇)(PEG)，其中羟基视情况经胺、-COOH、-COX、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SRa、-Si(Ra)2X或Si(Ra)3置换；
或R3为-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS或-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS；
X为卤素；
Ra为氢或直链或支链C1-C10烷基或C3-C10环状烷基；且
Rb及Rc各自独立地为氢或C1-C6烷基。
23.如权利要求1所述的全息感应器，其中该可二聚化学基团共价键结至该聚合物基质，且该聚合物基质包含含有该可二聚化学基团的第一化合物及选自由以下组成的群的第二化合物的聚合物：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
24.如权利要求23所述的全息感应器，其中该环状桥为环丁基。
25.如权利要求24所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鎓、顺丁烯二酰亚胺或其衍生物的二聚结构。
26.如权利要求25所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含由下式表示的二聚结构：
其中
b c
R1、R2、R′1及R′2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、b c
C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代；
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个)碳原子视情况经氮a
或氧置换，或R′3为-C(O)-、-Si(R)2-或-(PEG)分子量≤12000-；
b c
R4、R5及R6各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基；
a
R 为氢或直链或支链C1-C10烷基或C3-C10环状烷基；且
b c
R 及R 各自独立地为氢或C1-C6烷基。
27.如权利要求26所述的全息感应器，其中：
b c
R1及R2各自独立地为氢、卤素，各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基或C3-C6环烷基；
R′3为直链或支链C1-C6二烷基或C3-C6环状二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)；
R4、R5及R6各自独立地为氢或C1-C6烷基。
28.如权利要求27所述的全息感应器，其中：
b c
R1及R2各自独立地为视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基；且
R′3为直链或支链C1-C10二烷基或-(PEG)分子量≤12000-。
29.如权利要求28所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含由下式表示的二聚物：
30.如权利要求1所述的全息感应器，其另外包括支撑层。
31.如权利要求30所述的全息感应器，其中该支撑层为三乙酸纤维素(TAC)膜或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
32.如权利要求1所述的全息感应器，其中该聚合物基质(a)经由为该绕射条纹的一部分的二聚结构交联；(b)经由并非因记录该至少一个全息影像而形成的二聚结构交联；及(c)经由除(b)的二聚结构以外的其它结构随机交联。
33.如权利要求1至32中任一所述的全息感应器，其中该全息感应器在该聚合物基质不膨胀时在可见光谱范围中展现干燥影像，其中该干燥影像对应于该至少一个所记录全息影像。
34.如权利要求33所述的全息感应器，其中该全息感应器在该聚合物基质响应该外在刺激而膨胀时展现该干燥影像的再现波长的变化。
35.如权利要求1所述的全息感应器，其另外包含复数个包括环状桥的官能二聚结构，该官能二聚结构是通过使与该聚合物基质共价连接的第一可二聚化学基团与式D-FG的加合物经由光环加成二聚而形成，其中D为第二可二聚化学基团且FG为官能基赋予基团。
36.如权利要求35所述的全息感应器，其中该第一可二聚化学基团与该第二可二聚化学基团相同。
37.如权利要求36所述的全息感应器，其中该二聚结构由可二聚化学基团在记录该至少一个全息影像时形成，且该可二聚化学基团，该第一可二聚化学基团及该第二可二聚化学基团相同。
38.如权利要求35所述的全息感应器，其中该官能二聚结构分布在整个该聚合物基质中。
39.如权利要求38所述的全息感应器，其中该官能二聚结构随机地分布在整个该聚合物基质中。
40.如权利要求35所述的全息感应器，其中FG为配位基、抗体、酶、蛋白质、螯合剂、受体、刺激响应性寡聚物或刺激响应性聚合物。
41.如权利要求40所述的全息感应器，其中FG为苯基硼酸。
42.如权利要求40所述的全息感应器，其中该官能二聚结构由结构式(VIII)表示：
其中
b c
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、b c
C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代；
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个)碳原子视情况经氮a
或氧置换，或R′3为-C(O)-、-Si(R)2-或-(PEG)分子量≤12000-；
b c
R4、R5及R6各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基；
a
R 为氢或直链或支链C1-C10烷基或C3-C10环状烷基；且
b c
R 及R 各自独立地为氢或C1-C6烷基。
43.如权利要求42所述的全息感应器，其中该官能二聚结构由结构式(VIIb)表示：
其中
R1、R2、R′1及R′2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代；
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个)碳原子视情况经氮或氧置换，或R′3为-C(O)-、-Si(Ra)2-或-(PEG)分子量≤12000-；
R4、R5及R6各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基；
Ra为氢或直链或支链C1-C10烷基或C3-C10环状烷基；且
Rb及Rc各自独立地为氢或C1-C6烷基。
44.如权利要求42或43所述的全息感应器，其中：
R1及R2各自独立地为氢、卤素，各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C6烷基或C3-C6环烷基；
R′3为直链或支链C1-C6二烷基或C3-C6环状二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)；且
R4、R5及R6各自独立地为氢或C1-C6烷基。
45.如权利要求42或43所述的全息感应器，其中：
R1及R2各自独立地为视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C6烷基；且
R′3为直链或支链C1-C10二烷基或-(PEG)分子量≤12000-。
46.如权利要求45所述的全息感应器，其中该官能二聚结构由结构式(VIIc)表示：
47.如权利要求46所述的全息感应器，其中FG为配位基、抗体、酶、蛋白质、螯合剂、受体、刺激响应性寡聚物或刺激响应性聚合物。
48.如权利要求46所述的全息感应器，其中FG为苯基硼酸或双硼酸。
49.如权利要求35至48中任一项所述的全息感应器，其中FG由结构式(IXa)或(IXb)表示：
其中n为0、1或2，且各R独立地为氢、卤素、C1-C6烷基、NO2、氰基、COO烷基、CO烷基或CF3。
50.如权利要求49所述的全息感应器，其中FG由以下结构式表示：
51.如权利要求35至39中任一项所述的全息感应器，其中该官能二聚结构包含由结构式(X)表示的次结构：
52.如权利要求1至51中任一项所述的全息感应器，其中该全息记录媒体另外包含复数个共价键结至该聚合物基质的受体基团。
53.如权利要求52所述的全息感应器，其中该聚合物基质包含通过共聚合包含该受体基团的单体、包含可二聚化学基团的单体及一种或多种选自由以下组成的群的化合物而制备的聚合物：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
54.如权利要求53所述的全息感应器，其中该受体基团为3-丙烯酰胺基苯基硼酸。
55.一种全息记录媒体，其包含：
(a)聚合物基质；及
(b)复数个可二聚化学基团；其中
(i)该可二聚化学基团通过经由光环加成形成环状桥而二聚；且
(ii)该可二聚化学基团以一定密度分布在整个该聚合物基质中，以足以允许(1)通过使该可二聚化学基团的一部分二聚而记录全息图及(2)在该聚合物基质响应外在刺激的存在后侦测该全息图的光学特性的变化。
56.如权利要求55所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质经交联。
57.如权利要求55所述的全息记录媒体，其中该全息记录媒体的物理或化学特性响应外在刺激而变化。
58.如权利要求55所述的全息记录媒体，其中该外在刺激包含流体且该聚合物基质在与该流体接触时通过膨胀而回应。
59.如权利要求58所述的全息记录媒体，其中该外在刺激另外包含分析物，且膨胀度与该流体中所存在的分析物的量相关。
60.如权利要求55所述的全息记录媒体，其中该光学特性变化为该全息图的再现波长的变化。
61.如权利要求55所述的全息记录媒体，其中该可二聚基团共价键结至该聚合物基质作为侧基。
62.如权利要求61所述的全息记录媒体，其中该外在刺激为包含质子性物质的流体，且该聚合物基质为亲水性，或该外在刺激为包含非质子性或非极性物质的流体，且该聚合物基质为疏水性。
63.如权利要求62所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质包含一种或多种选自由以下组成的群的单体的聚合物或共聚物：亲水性单体、两亲性单体、温度响应性单体、pH响应性单体及疏水性单体。
64.如权利要求61所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质经随机交联。
65.如权利要求61所述的全息记录媒体，其中该外在刺激为以下一种或多种：湿度、水、气体、蒸气、有机或无机溶剂、化学品、金属离子、化学品的溶液或分散液、压力、温度、pH、电磁波、磁场、电场、电离辐射、质子性物质、非质子性物质、流体及包含分析物的流体。
66.如权利要求55至65中任一项所述的全息记录媒体，其中该环状桥为环丁基。
67.如权利要求66所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质包含明胶，或该聚合物基质包含以下一种或多种的聚合物：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
68.如权利要求67所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团选自由桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鎓、顺丁烯二酰亚胺及其衍生物组成的群。
69.如权利要求66所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团由以下结构式所表示的化合物提供：
其中：
b c
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、b c
C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代；
b c
R3为一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换及/或视情况经-COOH、-COX、-OH、-NRR、a a a
丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3取代的直链或支链C1-C20烷基或C3-C10环状烷基；或R3为平均分子量≤12000的聚(乙二醇)(PEG)，其中羟基视情a a a
况经胺、-COOH、-COX、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3置换；
或R3为-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS或-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS；
X为卤素；
a
R 为氢或直链或支链C1-C10烷基、烷氧基或C3-C10环状烷基；且
b c
R 及R 各自独立地为氢或C1-C6烷基。
70.如权利要求66所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团由结构式(II)所表示的结构提供：
其中：
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二
烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换，或R′3
a
为-C(O)-、-Si(R)2-或-(PEG)分子量≤12000-；且
b c
R4及R5各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基。
71.如权利要求70所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质包含(羟基乙基)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.如权利要求71所述的全息记录媒体，其中：
b c
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基或C3-C6环烷基；
R3为直链或支链C1-C10二烷基，C3-C6环状二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)；
R4及R5各自独立地为氢或C1-C6烷基。
73.如权利要求72所述的全息记录媒体，其中：
b c
R1及R2各自独立地为视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基；且
R3为直链或支链C1-C10二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)。
74.如权利要求73所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团由下式所表示的化合物提供：
75.如权利要求66所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团共价键结至该聚合物基质且该聚合物基质包含含有该可二聚化学基团的第一化合物及选自由以下组成的群的第二化合物的聚合物：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
76.如权利要求75所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团选自由桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鎓、顺丁烯二酰亚胺及其衍生物组成的群。
77.如权利要求76所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团由以下结构式表示：
其中：
b c
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、b c
C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代；
b c
R3为一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换及/或视情况经-COOH、-COX、-OH、-NRR、a a a
丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3取代的直链或支链C1-C20烷基或C3-C10环状烷基；或R3为平均分子量≤12000的聚(乙二醇)(PEG)，其中羟基视情a a a
况经胺、-COOH、-COX、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3置换；
或R3为-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS或-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS；
X为卤素；
a
R 为氢或直链或支链C1-C10烷基、烷氧基或C3-C10环状烷基；且
b c
R 及R 各自独立地为氢或C1-C6烷基。
78.如权利要求75所述的全息记录媒体，其中该第一化合物由结构式(II)表示：
其中：
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二
烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换，或R′3
a
为-C(O)-、-Si(R)2-或-(PEG)分子量≤12000-；且
b c
R4及R5各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基。
79.如权利要求78所述的全息记录媒体，其中该第二化合物为(羟基乙基)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.如权利要求79所述的全息记录媒体，其中：
b c
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基或C3-C6环烷基；
R3为直链或支链C1-C10二烷基，C3-C6环状二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)；
R4及R5各自独立地为氢或C1-C6烷基。
81.如权利要求80所述的全息记录媒体，其中：
b c
R1及R2各自独立地为视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基；且
R3为直链或支链C1-C10二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)。
82.如权利要求81所述的全息记录媒体，其中该可二聚化学基团由下式所表示的化合物提供：
83.如权利要求66所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质包含由以下结构式(IIa)表示的结构：
其中：
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二
烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换，或R′3
为-C(O)-、-Si(Ra)2-或-(PEG)分子量≤12000-；且
R4及R5各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基。
84.如权利要求83所述的全息记录媒体，其中：
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C10烷基或C3-C6环烷基；
R3为直链或支链C1-C10二烷基，C3-C6环状二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)；
R4及R5各自独立地为氢或C1-C6烷基。
85.如权利要求84所述的全息记录媒体，其中：
R1及R2各自独立地为视情况经-OH、-NRbRc或卤素取代的C1-C6烷基；且
R3为直链或支链C1-C10二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)。
86.如权利要求85所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质包含由以下结构式(IIIa)表示的结构：
87.一种侦测外在刺激的存在的方法，该方法包含：
响应该外在刺激改变二聚结构相对于彼此及相对于可二聚化学基团的空间位置以提供可观察全息影像或可观察的全息影像变化，该可观察全息影像的存在或变化表明该外在刺激的存在。
88.如权利要求87所述的方法，其另外包含在光谱中侦测该可观察的全息影像。
89.如权利要求87所述的方法，其中该二聚结构及可二聚化学基团为对应于所记录全息影像的绕射条纹的一部分。
90.如权利要求89所述的方法，其中该所记录的全息影像与该可观察的全息影像不同。
91.如权利要求90所述的方法，其中该所记录的全息影像与该可观察的全息影像的再现波长不同。
92.一种记录全息影像的方法，该方法包含：
控制(i)通过光环加成形成二聚结构的可二聚化学基团的二聚分率，及(ii)保持该二聚结构相对于彼此及相对于未二聚的可二聚化学基团的空间位置，以记录该全息影像且在随后外在刺激存在时实现所记录全息影像的受控可观察响应。
93.一种记录全息影像的方法，该方法包含：
响应显现该全息影像的光子使可二聚化学基团经由光环加成二聚以形成二聚结构；及保持该二聚结构相对于彼此及相对于未二聚的可二聚化学基团之空间位置，
而以一定方式保持所记录的全息影像以在随后外在刺激存在时实现该所记录全息影像随该二聚及保持变化的受控可观察响应。
94.一种记录全息影像的方法，该方法包含：
(a)保持可二聚化学基团及二聚结构的空间位置，其中该可二聚化学基团经由光环加成形成二聚结构；及
(b)响应显现该全息影像的光子使该可二聚化学基团经由光环加成二聚以形成二聚结构，以保持所记录的全息影像，同时
(c)在随后外在刺激存在时实现该所记录全息影像随该二聚及保持变化的受控可观察响应。
95.一种侦测外在刺激的存在的方法，其包含：
(1)提供全息感应器，其包括：
(a)包含聚合物基质的全息记录媒体；及
(b)至少一个在该全息记录媒体中记录为绕射条纹的全息影像，其中该绕射条纹包含一种包括环状桥的二聚结构；且
其中该全息记录媒体通过提供至少一个输出信号而响应外在刺激；及
(2)侦测该至少一个输出信号的存在以侦测该外在刺激的存在。
96.如权利要求95所述的方法，其中该外在刺激为包含分析物的流体且其中提供该全息感应器包含使该全息记录媒体膨胀。
97.如权利要求96所述的方法，其中该全息记录媒体的膨胀取决于该流体中该分析物的浓度。
98.如权利要求96至97中任一项所述的方法，其中该流体为液体。
99.如权利要求95所述的方法，其中该外在刺激为以下一种或多种：湿度、水、气体、蒸气、有机或无机溶剂、化学品、金属离子、化学品的溶液或分散液、压力、温度、pH、电磁波、磁场、电场、电离辐射、质子性物质、非质子性物质、流体及包含分析物的流体。
100.如权利要求99所述的方法，其中该输出信号随该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的重现波长的变化、该全息记录媒体中所记录的另一个全息影像的出现或该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的消失而变化。
101.如权利要求95所述的方法，其中该全息感应器为如权利要求1至54中任一项所述的全息感应器。
102.一种制造全息感应器的方法，其包含：
将至少一个全息影像在全息记录媒体中记录为绕射条纹，该全息记录媒体包括(i)聚合物基质；及
(ii)复数个通过经由光环加成形成环状桥而二聚的可二聚化学基团；其中
该绕射条纹包含复数个包括环状桥的二聚结构且该全息记录媒体通过提供至少一个输出信号而响应外在刺激。
103.如权利要求102所述的方法，其另外包含制备全息记录媒体。
104.如权利要求103所述的方法，其中制备该全息记录媒体包含：
(a)提供包含该可二聚化学基团的单体、交联单体及光敏剂的混合物；
(b)将该混合物涂布于基板上；及
(c)通过使该混合物热固化形成包含可二聚化学基团的交联聚合物基质而在该基板上形成记录层。
105.如权利要求103所述的方法，其中制备该全息记录媒体包含：
(a)提供包含该可二聚化学基团的聚合物；
(b)将该混合物涂布于基板上；及
(c)通过使该可二聚基团部分且均匀地光交联形成包含未反应的可二聚化学基团及光引发剂的交联聚合物基质而在该基板上形成记录层。
106.如权利要求102所述的方法，其中该全息记录媒体在记录该至少一个全息影像之后包含未反应的可二聚化学基团，且该方法另外包含(c)使该聚合物基质膨胀且施加光化辐射以经由光环加成使该未反应的可二聚化学基团中的一部分或全部二聚。
107.如权利要求106所述的方法，其中该全息感应器在该全息感应器的聚合物基质不膨胀时在光谱范围中展现干燥影像，其中该干燥影像对应于该至少一个所记录全息影像。
108.如权利要求106所述的方法，其中在步骤(c)中在施加该光化辐射之前使该聚合物基质膨胀至部分膨胀状态。
109.如权利要求106所述的方法，其中该光化辐射为UV辐射。
110.如权利要求102所述的方法，其中该二聚结构由该可二聚化学基团在记录该全息影像时形成。
111.如权利要求102所述的方法，其中提供该全息记录媒体包含在适合于使包含该可二聚化学基团的第一化合物及选自由以下组成的群的第二化合物聚合的条件下进行聚合以制备聚合物基质：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸之钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
112.如权利要求102所述的方法，其中步骤(a)中所提供的该全息记录媒体另外包括光敏剂。
113.如权利要求102所述的方法，其中该全息记录媒体在记录该至少一个全息影像之后包含未反应的可二聚化学基团，且该方法另外包含(d)使该未反应的可二聚化学基团与式D-FG的加合物二聚，其中D为第二可二聚化学基团且FG为官能基赋予基团。
114.如权利要求102所述的方法，其中提供该全息记录媒体包含(d)使可二聚化学基团与式D-FG的加合物二聚，其中D为第二可二聚化学基团且FG为官能基赋予基团。
115.如权利要求102所述的方法，其另外包含(d)使整个该聚合物基质中的可二聚化学基团与式D-FG的加合物二聚，其中D为第二可二聚化学基团且FG为官能基赋予基团。
116.如权利要求114或115所述的方法，其中足够数目的可二聚化学基团未与该加合物二聚以允许记录该至少一个全息影像。
117.如权利要求102所述的方法，其中提供该全息记录媒体包含在适合于使包含受体基团的单体、包含该可二聚化学基团的单体及一种或多种选自由以下组成的群的化合物共聚合的条件下进行共聚合：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
118.如权利要求117所述的方法，其中该受体基团为3-丙烯酰胺基苯基硼酸。
119.如权利要求102所述的方法，其中记录该至少一个全息影像的步骤(b)包含将该全息记录媒体曝露于使用雷射光产生的光学条纹，而同时将该全息记录媒体曝露于UV辐射。
120.如权利要求102至119中任一项所述的方法，其中步骤(b)所记录的该全息影像是在235nm至650nm的波长下记录。
121.一种全息感应器，其是通过如权利要求102至120中任一项所述的方法所制备。
122.一种全息记录媒体，其包含：
聚合物基质，
通过经由光环加成形成环状桥而二聚的化学基团；且
其中该全息记录媒体的物理或化学特性响应外在刺激而变化。
123.如权利要求122所述的全息记录媒体，其中该外在刺激为以下一种或多种：湿度、水、气体、蒸气、有机或无机溶剂、化学品、金属离子、化学品的溶液或分散液、压力、温度、pH、电磁波、磁场、电场、电离辐射、质子性物质、非质子性物质、流体及包含分析物的流体。
124.如权利要求122所述的全息记录媒体，其中响应该外在刺激而变化的该物理或化学特性为以下至少一种：该记录媒体的体积、该记录媒体的尺寸、该记录媒体的比质量、该记录媒体的折射率及该二聚化学基团的折射率。
125.如权利要求122所述的全息记录媒体，其中该环状桥为环丁基。
126.如权利要求122所述的全息记录媒体，其中该化学基团为以下一种或多种：桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鎓、顺丁烯二酰亚胺及其衍生物。
127.如权利要求122所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质为明胶或以下一种或多种的聚合物：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
128.如权利要求122所述的全息记录媒体，其中该化学基团由以下结构式所表示的化合物提供：
其中：
b c
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、b c
C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代；
b c
R3为一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换及/或视情况经-COOH、-COX、-OH、-NRR、a a a
丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3取代的直链或支链C1-C20烷基或C3-C10环状烷基；或R3为平均分子量≤12000的聚(乙二醇)(PEG)，其中羟基视情a a a
况经胺、-COOH、-COX、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3置换；
或R3为-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS或-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS；
X为卤素；
a
R 为氢或直链或支链C1-C10烷基、烷氧基或C3-C10环状烷基；且
b c
R 及R 各自独立地为氢或C1-C6烷基。
129.如权利要求122所述的全息记录媒体，其中该化学基团由以下结构式所表示的化合物提供：
其中
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二
烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换，或R′3
a
为-C(O)-、-Si(R)2-或-(PEG)分子量≤12000-；且
b c
R4及R5各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基。
130.如权利要求129所述的全息记录媒体，其中该聚合物基质包含(羟基乙基)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.如权利要求130所述的全息记录媒体，其中：
b c
R1及R2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基或C3-C6环烷基；
R3为直链或支链C1-C10二烷基，C3-C6环状二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)；
R4及R5各自独立地为氢或C1-C6烷基。
132.如权利要求131所述的全息记录媒体，其中：
b c
R1及R2各自独立地为视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基；且
R3为直链或支链C1-C10二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)。
133.如权利要求132所述的全息记录媒体，其中该化学基团由下式所表示的化合物提供：
134.一种全息感应器，其包含：
一个全息记录媒体及至少一个在该全息记录媒体中记录为绕射条纹的影像，
其中该绕射条纹包含一种包括环状桥的二聚化合物；且
其中该全息记录媒体通过产生至少一个输出信号而响应外在刺激。
135.如权利要求134所述的全息感应器，其中该外在刺激为以下一种或多种：湿度、水、气体、蒸气、有机或无机溶剂、化学品、金属离子、化学品的溶液或分散液、压力、温度、pH、电磁波、磁场、电场、电离辐射、蛋白质、核酸、多醣及微生物。
136.如权利要求134所述的全息感应器，其中该输出信号选自该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的重现波长的变化、该全息记录媒体中所记录的另一个全息影像的出现及该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的消失。
137.如权利要求134所述的全息感应器，其中该外在刺激选自湿度、酸度及金属离子，且该输出信号选自该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的重现波长的变化、该全息记录媒体中所记录的另一个全息影像的出现及该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的消失。
138.如权利要求134所述的全息感应器，其中该全息记录媒体另外包括选自明胶或以下一种或多种的聚合物的聚合物基质：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
139.如权利要求134所述的全息感应器，其中该环状桥为环丁基。
140.如权利要求139所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含以下一种或多种的二聚物：桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鎓、顺丁烯二酰亚胺或其衍生物。
141.如权利要求140所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含由下式表示的二聚物：
其中：
b c
R1、R2、R′1及R′2各自独立地为各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基，或R1及R2与其所连接的碳原子一起形成饱和或不饱和五或六员烃或杂环，其中该C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、b c
C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基及烃或杂环各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代；
b c
R3为一个或多个碳原子视情况经氮或氧置换及/或视情况经-COOH、-COX、-OH、-NRR、a a a
丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3取代之直链或支链C1-C20烷基或C3-C10环状烷基；或R3为平均分子量≤12000的聚(乙二醇)(PEG)，其中羟基视情a a a
况经胺、-COOH、-COX、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3置换；
或R3为-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS或-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS；
X为卤素；
a
R 为氢或直链或支链C1-C10烷基或C3-C10环状烷基；且
b c
R 及R 各自独立地为氢或C1-C6烷基。
142.如权利要求141所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含由下式表示的二聚物：
R′3为直链或支链C1-C20二烷基或C3-C10环状二烷基，其中该C1-C10二烷基或C3-C10环状二烷基的一个或多个(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个)碳原子视情况经氮a
或氧置换，或R′3为-C(O)-、-Si(R)2-或-(PEG)分子量≤12000-；且
b c
R4、R5及R6各自独立地为氢或各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C3-C10环烷基、C6-C18芳基、C6-C18芳基氧基。
143.如权利要求142所述的全息感应器，其中该聚合物基质选自以下一种或多种的聚合物：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
144.如权利要求143所述的全息感应器，其中：
b c
R1及R2各自独立地为氢、卤素，各自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基或C3-C6环烷基；
R′3为直链或支链C1-C6二烷基或C3-C6环状二烷基或平均分子量≤12000的聚(乙二醇)；
R4、R5及R6各自独立地为氢或C1-C6烷基。
145.如权利要求144所述的全息感应器，其中：
b c
R1及R2各自独立地为视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基；且
R′3为直链或支链C1-C10二烷基或-(PEG)分子量≤12000-。
146.如权利要求145所述的全息感应器，其中该绕射条纹包含由下式表示的二聚物：
147.如权利要求134所述的全息感应器，其另外包括支撑层。
148.如权利要求147所述的全息感应器，其中该支撑层为三乙酸纤维素(TAC)膜或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
149.一种侦测外在刺激的方法，其包含：
向包含全息记录媒体及至少一个在该全息记录媒体中记录为绕射条纹的影像的全息感应器施加外在刺激，其中该绕射条纹包含一种包括环状桥的二聚化合物，且该全息记录媒体通过提供至少一个输出信号而响应外在刺激；及
侦测该至少一个输出信号。
150.如权利要求149所述的方法，其中该外在刺激为以下一种或多种：湿度、水、气体、蒸气、有机或无机溶剂、化学品、金属离子、化学品的溶液或分散液、压力、温度、pH、电磁波、磁场、电场、电离辐射、蛋白质、核酸、多醣及微生物。
151.如权利要求149所述的方法，其中该输出信号选自该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的重现波长的变化、该全息记录媒体中所记录的另一个全息影像的出现及该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的消失。
152.如权利要求149所述的方法，其中该外在刺激选自湿度、酸度及金属离子，且该输出信号选自该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的重现波长的变化、该全息记录媒体中所记录的另一个全息影像的出现及该全息记录媒体中所记录的至少一个全息影像的消失。
153.如权利要求149所述的方法，其中该全息记录媒体另外包括选自明胶或以下一种或多种的聚合物的聚合物基质：甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵)。
154.如权利要求149所述的方法，其中该干涉条纹包含以下一种或多种的二聚物：桂皮酰基、查耳酮、蒽、香豆素、芪唑鎓、顺丁烯二酰亚胺或其衍生物。
155.如权利要求149所述的方法，其中该二聚化合物包括环丁基部分。
156.一种制造全息感应器的方法，其包含：
(a)制造全息记录媒体，其包含(i)聚合物基质及(ii)通过经由光环加成形成环状桥而二聚的化学基团；及
(b)将至少一个全息影像在该全息记录媒体中记录为绕射条纹，
其中该绕射条纹包含一种包括环状桥的二聚化合物；且
其中该全息记录媒体通过产生至少一个输出信号而响应外在刺激。
157.如权利要求156所述的方法，其中步骤(a)中所制造的该全息记录媒体另外包括光敏剂。
158.如权利要求156所述的方法，其中步骤(a)另外包括将该全息记录媒体曝露于光化辐射、热或自由基。
159.如权利要求156所述的方法，其中步骤(b)所记录的该全息影像是在235nm至
650nm的波长下记录。
可光聚合的组合物
将光响应性混合物曝露于雷射光，且此举使曝露区中粘合剂内的单体聚合。该对雷射光的曝露也产生条纹且记录曝露区中的全息图。然而，光聚合物全息记录媒体(粘合剂与单体)的未曝露区并不稳定。未曝露区中的单体倾向于随机聚合，此可能造成不良的绕射效率及非所欲的波长变化。此外，未曝露区中单体及粘合剂的相分离进一步使光聚合物全息记录媒体的全息特性复杂化。除以光聚合物为基的记录媒体的该非所欲特性以外，该等媒体中也难以记录多个全息影像。因此，以光聚合物为基的记录媒体通常不适用于感应器。
发明内容
后侦测该全息图的光学特性变化。
而保持所记录的全息影像，同时(c)在随后外在刺激存在时实现所记录全息影像随二聚及保持变化的受控可观察响应。
纹。响应1.5单位的pH变化(pH 6至pH 7.5)，所记录全息图的再现波长变化149nm。
示意图。
基、异丙基及叔丁基。经取代的烷基的合适取代基包括-OH、-SH、卤素、氰基、硝基、胺基、-COOH、-COX(其中X＝Cl、Br、I)、C1-C3烷基、C1-C3卤烷基、C1-C3烷氧基、C1-C3卤烷氧基或C1-C3烷基硫基、或-(CH2)p-(CH2)q-C(O)OH，其中p及q独立地为1至10的整数。
2-四氢噻吩基、3-四氢噻吩基、2-吗啉基、3-吗啉基、4-吗啉基、2-硫代吗啉基、3-硫代吗啉基、4-硫代吗啉基、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内酰基(phthalimidinyl)。
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′)2、-SO2NH2、-SO2NHR′、-SO2NR′2、-SH、-SOkR′(k为0、1或2)及-NH-C(＝NH)-NH2。各R′独立地为烷基。侧氧基(C＝O)及硫代基(C＝
S)也是非芳族杂环的合适取代基。
环状桥二聚的两个化学基团二聚时，其形成「二聚物」或「二聚化合物」。
化合物的组份。如本文所述，可通过使经由环状桥二聚的化学基团二聚从而形成条纹而将全息图记录于全息记录媒体中。全息记录媒体的物理或化学特性响应外在刺激而变化。因此，全息记录媒体可用于制备用于侦测或定量外在刺激的全息感应器。举例而言，当将全息图记录于记录媒体中时，记录媒体的物理或化学特性的变化可引起全息图再现波长的偏移。在特定实施例中，在无外在刺激的情况下在可见光谱中再现的全息图可在刺激存在下在UV或IR光谱中再现，或在无刺激的情况下在一种颜色中再现的全息图可在刺激存在下
在不同颜色中再现。
实例的全息感应器(条目813)，及使用该全息感应器侦测外在刺激(条目808)的示意图。
全息记录媒体包括聚合物基质(条目811)，其定位于反射表面/影像(条目810)上。在
记录之前，本发明之一具体实例的聚合物基质(条目811)包括直链及/或支链聚合物链
(条目804)，该等聚合物链(条目804)包括可选交联化学基团(条目803)及可二聚化学
基团(条目805)。在记录期间，可二聚化学基团经由光环加成而二聚以形成二聚结构(条
目806)。该等二聚结构为全息感应器所记录全息影像的绕射条纹的一部分。根据本发明之一具体实例，全息感应器的聚合物基质在外在刺激(条目808)存在下/与外在刺激(条目
808)接触的情况下膨胀为膨胀聚合物基质(条目812)，且响应全息感应器(条目807)提
供对外在刺激(808)的受控可观察响应(条目809)，例如输出信号，诸如所记录全息影像的再现波长变化。
体、与欲侦测分析物同源的受体及配位基。使用任何合适方法可将一种或多种该等构件包括于媒体中。
化。一般认为改良的反应性对应于所需光子能量之减少，从而使记录波长至可见光谱范围中。此外，可使用在全息图记录(本文也称为″全息图写入″)之后辅助稳定环状桥的基
团(诸如环丁烷环)来改变记录波长。类似地，其可用于如上改变二聚反应及环稳定性。存在许多该等可能性。
260nm、270nm、280nm、290nm、300nm、310nm、320nm)、较佳290nm的光(例如雷射)，及判定该二聚化合物是否保持不变或转化为单体。举例而言，顺丁烯二酰亚胺基实质上不可逆地经由光环加成而二聚，且当曝露于290nm的光时稳定，而蒽可逆地二聚。
(乙烯基醇)、乙酸乙烯酯、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺、甲基丙烯酸(MAA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(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)、甲基丙烯酸的钠盐、2-(二甲基胺基乙基)甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、苯乙烯4-磺酸、乙酸2-(N，N-二甲基-N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)铵及其类似物。合适亲水性聚合物包括该等单体的聚合物及共聚物。亲水性聚合物的特定实例包括聚(乙二醇)单-甲基丙烯酸酯(PEGMA)、
聚(乙烯基醇)、聚(乙二醇)、聚(缩水甘油)、聚(环氧乙烷)、聚(丙烯酰胺)、聚(乙烯
基吡咯啶酮)、聚(甲基乙烯基醚)及其类似物。
恶唑啉)、羟基丙基纤维素及其类似物。具有pH响应性的聚合物的实例包括聚(2-乙烯基
吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶)及由含有羧基及/或胺基(例如用羧基及/或胺基改质)的
单体制备的聚合物。聚合物基质也可响应生物化学刺激(例如通过并入酶受质或亲和配位基)。
丙烯酸(MAA)的聚合物。当需要经由环状桥二聚的化学基团为聚合物基质的组份时，聚合物可含有包含可二聚化学基团的(羟基乙基)甲基丙烯酸酯(HEMA)、乙二醇二甲基丙烯酸
酯(EDMA)、甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酰胺的合适衍生物，诸如本文所述的甲基丙烯酸2-(3，
4-二甲基-2，5-二侧氧基-2，5-二氢-1H-吡咯-1-基)乙酯(DMIMA)。
或杂环各自视情况经COOH、-COX、-OH、-NRR 或卤素取代；较佳地，R1及R2各自独立地为各b c
自视情况经-OH、-NRR 或卤素取代之C1-C6烷基或C3-C6环烷基；更佳地，R1及R2各自独
b c
立地为视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基。
或氧置换及/或视情况经-COOH、-COX、-OH、-NRR、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰
a a a
胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3取代的直链或支链C1-C20烷基或C3-C10环状烷基；或R3为
平均分子量小于或等于12000的聚(乙二醇)(PEG)，其中羟基视情况经胺、-COOH、-COX、a a a
丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或Si(R)3置换；或R3为-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS或-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS。较佳地，R3为平均分子量小于或等于12000的聚(乙二醇)(PEG)，其中羟基视情况经胺、-COOH、-COX、丙烯酸酯、甲基丙烯a a a
酸酯、丙烯酰胺、-SR、-Si(R)2X或-Si(R)3置换；-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS、-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS，或经丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺取代的直链或支链C1-C10烷基；更佳地，R3为经甲基丙烯酸酯取代的直链或支链C1-C10烷基。
胺、-SR、-Si(R)2X或-Si(R)3置换；-(PEG)分子量≤12000C(O)O-NHS、-(PEG)分子量≤12000C(O)O-磺酸基-NHS，或经丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺取代的直链或支链C1-C10烷基。更佳b c
地，在式(I)中，R1及R2各自独立地为氢或视情况经-OH、-NRR 或卤素取代的C1-C6烷基；
且R3为甲基丙烯酸酯。
聚合物基质。式(II)中变量的意义及较佳意义如上所定义。
佳意义。
面)以支撑其中记录至少一个影像的全息记录媒体。例示性支撑材料选自玻璃、塑料、金属或金属与塑料的组合(例如镀铝聚酯薄片)。在一些具体实例中，支撑层为三乙酸纤维素
(triacelyl cellulose，TAC)膜或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
(例如)并入包装中以在消费者购买或消费之前确保包装的完整性。类似地，感应器完整性破坏(例如由于包装破裂)可由于再现波长自可见光谱偏移至IR或紫外光谱或由于全息
记录媒体与大气气体(例如氧气、二氧化碳等)的化学反应而导致所记录影像消失。
于物体表面。粘着剂通常经选择以确保达成与物体表面的持久粘合。以此方法，可能避免随后自物体表面非法移除安全装置。在试图非法移除的情况下，可使用称作防篡改(tamper evident)系统的方法来达成安全装置的破坏。所用任何粘着剂也应不影响多个安全构件的效能。该等方法及用作粘着剂的材料为此项技术中所熟知，且本文中无需进一步描述。
似物。可使用热转移方法，通过在热压法期间使用透明载体作为转移载体且/或作为脱模保护箔将安全装置施用于物体。可在施用之后将透明载体剥离或可将其留在上面作为保
护层。在将其保留在安全组件上作为保护层的情况下，通常达成与基板的良好粘着。在一些具体实例中，透明载体通常展现约一微米至约数毫米，尤其1μm至800μm，较佳5μm至
300μm且尤其10μm至100μm的厚度。其材料在大多数情况下为温度稳定性聚酯(例如
PET)箔。该等箔可以微穿孔形式使用以防止不损坏安全组件下的剥离。可通过雷射穿孔，通过机械冲压，通过火花腐蚀或使用任何其它合适方法进行微穿孔。
坏行为)。在使用时，选择足够薄且具有足够可挠性的保护层以允许体积全息图结构的体积变化。
渗透)。该渗透性可(例如)通过穿孔(尤其微孔洞形式)或通过使用其中具有横向或水
平通道的基板达成。微孔洞可通过极高速度下的雷射束，例如通过不同波长下的CO2雷射、Nd:YAG雷射及UV雷射，通过火花腐蚀或任何其它合适方法产生。该等微孔洞可展现高纵横比或视需要可具有锥形形式。类似地，基板中的上述通道可以机械方式、以化学方式或经由其它已知技术产生。
因此，在湿度、水、化学品、化学溶液、气体等用作外在刺激时，用保护层在仅一面上覆盖安全装置的具体实例为较佳。
安全标签剂(taggant)、全息图、显像图(kinegram)、射频识别(RFID)组件、光学可变颜料的光学可变印迹及/或光学可变系统、光学可变薄膜结构及/或液晶聚合物、缩微文本
(microtext)、纽索状饰纹(guilloche)、光致发光组件、电致发光组件、光变色组件、热变色组件、水变色(hydrochromic)组件、摩擦变色(tribochromic)组件、压电变色组件及其类似物。
像。
不同物体(例如条形码、标志、商标等)的全息图视为不同影像，且将(例如)由于施加至
少一外在刺激而引起颜色、颜色强度、亮度、位置、方向、尺寸及/或安全组件上的表观深度改变的特定标志视为不同影像。
类似字符、缩微文本、图片、照片、条形码、实体物体、标志、商标、计算机产生的图片、计算机产生的物体及其投影。影像可包括镜面或反射面或由镜面或反射面组成。视需要可存在多个刺激响应性影像及/或多个静态影像。刺激响应性影像的变化可为可逆、部分可逆或不可逆。
合物基质之间的折射率差异。增加条纹与聚合物基质之间的折射率差异的另一个方法在于在记录之后改质聚合物基质以包括合适侧基。向聚合物添加侧基的合适方法为此项技术中所熟知且可使用任何合适方法。
二聚基团中的一部分或全部二聚来固化。未反应可二聚基团可在全息记录媒体的部分膨胀状态的聚合物基质中二聚。在与聚合物基质共价连接的未反应可二聚化学基团的情况下，固化步骤中的二聚引起赋予膨胀全息图刚性的额外交联(本文中也称为「光交联」)。该全息感应器在完全干燥时不塌缩至其初始厚度，且因此产生与具有不同间距的绕射条纹相关的全息影像。典型地，当在部分膨胀状态的全息记录媒体中执行后固化步骤，且在干燥状态或相对较小膨胀状态中记录全息影像时，绕射条纹将间隔更远，产生与干燥状态或较小膨胀状态的全息记录媒体中所记录的全息影像相比具有较长(较大)再现波长的全息影像。
因此，使用后固化可产生展现可见光谱中的全息影像的全息感应器，尽管使用UV雷射光记录全息图。
中提供使用后固化的例示性方法。
衡浓度之后执行。在具体实例中，施加均一强度的光化辐射以使加合物与聚合物基质的可二聚化学基团光环加成。此外，二聚包括在施加光化辐射之后自聚合物基质移除任何未反应的加合物，例如通过洗涤聚合物基质。
化学基团在整个聚合物基质中的密度控制。在一些情况下，在记录全息图之后进行加合物并入可能较佳。在该情况下，大多数未反应可二聚化学基团位于聚合物的暗条纹中，其中由于记录全息影像所产生的交联最弱。此使得官能基可主要并入暗条纹中，此可能对于需要基质有效膨胀的分析物侦测较佳。然而，在一些情况下，可能需要在记录全息图之前添加加合物。举例而言，可自单体制备直链聚合物，且将该聚合物自溶液涂布于基板上。该溶液也可包含加合物。可随后在记录全息影像之前，将包含加合物的经涂布聚合物薄膜曝露于UV以使加合物与聚合物链偶合。
予基团键联的聚合引发剂引发形成聚合物基质的聚合物聚合。以此方法，当通过该引发剂分子引发聚合时，各聚合物链将具有作为端基的官能基赋予基团。
醇)、聚丙烯酸钠、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(丙烯酰胺)及其具有丰富亲水性基团的类似物的聚合物及共聚物]。可将本发明之一具体实例的全息记录媒体所用的可二聚化合物(例
如以上的式(I)化合物)在制造聚合物基质之前与单体掺和，或在聚合之后添加于基质中
(例如通过扩散)。
下单体的自由基热聚合、使用阳离子引发剂的阳离子聚合或使用阴离子引发剂的阴离子聚合实现聚合。可使用的自由基引发剂的实例包括2，2-偶氮双(2-甲脒基丙烷)二盐酸盐
(AIBA)作为阳离子引发剂；过硫酸铵(APS)、过硫酸钠(SPS)及过硫酸钾(KPS)作为阴离
子引发剂；及2，2-偶氮二异丁腈(AIBN)作为非离子引发剂。也可通过受控的自由基聚合实现聚合，且也可使用活性聚合(例如ATRP、NMRP等)来制备具有所需链长的聚合物。举
例而言，可使用烷基卤化物、金属卤化物及配位基的组合来引发聚合。合适引发剂为此项技术中所熟知且一般熟习此项技术者应能够不经过度实验选择引发剂(参见(例如)www.
sigmaaldrich.com/Area_of_Interest/Chemistry/Materials_Science/Polymerization_Tools/Free_Radical_Initiators.htm)。
material-science-products.html？TablePage＝16372120)。
期间不存在光敏剂，则通常将使用相比存在光敏剂时更强的辐射源(例如更强的UV雷射)。
应了解，可使用任何合适引发剂(诸如离子型引发剂(例如阳离子引发剂))来制备聚合物
基质。
剂及/或光引发剂可能对于某些应用较佳。
调光及同调参考光束的干涉所形成的光强度的变化。
团的空间密度分布而达成二聚分率的控制。可二聚化学基团可为不与聚合物基质共价键结的化合物或与聚合物基质共价键结的化合物。在任一情况下，聚合物基质均限制可二聚化学基团及随后由该等可二聚化学基团形成的二聚结构的空间移动性。此外，在共价连接的可二聚化学基团的情况下，可通过键联基团(也即将可二聚化学基团键联至聚合物基质的基团)的长度控制给定可二聚化学基团的空间移动性。包含可二聚化学基团及/或二聚结
构的聚合物基质的膨胀改变聚合物基质中可二聚化学基团及二聚结构的空间位置。在此情形中，控制保持二聚结构相对于彼此及相对于未二聚的可二聚化学基团的空间位置可(例如)通过使包含可二聚化学基团的聚合物基质膨胀至所选膨胀状态且在可二聚化学基团
二聚形成二聚结构期间保持所选膨胀状态而达成。可二聚化学基团的二聚及空间密度分布及通过二聚形成的二聚结构经控制以在随后外在刺激存在时实现所记录全息影像的受控
可观察响应。
此变得并入聚合物基质中。实施例6中提供实例。包含受体基团的单体可具有与受体直接键联或经由链(常用的选择)间接键联的乙烯基。可使用已知聚合技术使包含受体的单体
与包含可二聚环状基团的单体、简单单体(诸如丙烯酸系单体，例如甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟基乙酯)及此项技术中已知的交联剂共聚合。可通过光引发基板(诸
如玻璃)上的单体混合物而直接形成聚合物。
基团的直链或交联聚合物膜)(条目404)曝露于(例如)由UV灯(条目401)提供的用于
固化的未准直光源及由雷射(条目402)提供的雷射光(编码全息影像)。
基板技术可包括经由制造方法的各种步骤人工或机器人操作个别基板，且适合于小体积应用。基于网膜的方法更适合于较大体积的应用，但可同样小规模用于小体积。
之后在扩散步骤中添加增敏剂。涂布之后，视情况，在干燥环境(条目604；例如干燥室)中干燥去除任何溶剂以留下单体基涂层，随后通过曝露于泛光UV灯(条目605)使其热键联
或交联以形成基质。可随后通过在洗涤介质(条目606)中洗涤来移除残余单体及其它低
分子量组份。
录影像的母版全息图(条目612)精确安置在该反射鼓(条目611)上。典型地，该等全息
图为所谓的H2全息图，其为原始影像的原始H1母版的复制品。使用适当波长的雷射(条
目613)沿鼓长度形成聚焦的线性能量条纹(focused linear stripe of energy)。其随着鼓旋转将全息感应器写入光聚合物媒体。记录可以干法进行，或若记录波长短于雷射波长，则记录可在合适膨胀液(条目614)(典型地为缓冲溶液)的贮槽中进行。典型地，若全息
图以湿法写入，则在记录之后必需立即在干燥环境(条目615)中干燥。在该阶段可执行后固化步骤以使未反应的基团二聚。此可通过整片曝露于UV灯(条目616)进行。含有全息
感应器(条目617)的膜可随后经重绕且送至使用熟知制造方法转化为个别全息图感应器。
目701)通过整片曝露于UV灯(条目702)而部分二聚来交联。在记录期间，膜(条目703)
卷绕在反射鼓(条目704)上，欲记录影像的母版全息图(条目705)精确安置在该反射鼓
(条目704)上。典型地，该等全息图为所谓的H2全息图，其为原始影像的原始H1母版的复制品。使用适当波长的雷射(条目706)沿鼓长度形成聚焦的线性能量条纹。其随着鼓旋
转将全息感应器写入光聚合物媒体。记录可以干法进行，或若记录波长短于雷射波长，则记录可在合适膨胀液(条目707)(典型地为缓冲溶液)的贮槽中进行。记录方法与单体方法
相同。在干燥环境(条目708)中干燥之后，可使用于合适膨胀液(条目709)中的可选预
固化膨胀来控制如本文所述的感应器的再现波长。可能需要于干燥环境(条目710)中的
可选干燥阶段来控制膨胀程度。在该阶段可执行后固化步骤以使未反应的基团二聚。此可通过整片曝露于UV灯(条目711)进行。含有全息感应器(条目712)的膜可随后经重绕
且送至使用熟知制造方法转化为个别全息图感应器。
及集水器移除水作为副产物。反应混合物在室温下冷却且在减压下在40℃下蒸发溶剂。产
1
物通过管柱层析通过使用1∶1比率的正己烷与乙酸乙酯纯化且通过 H-NMR特性化。产
1
率：83％，物理状态：无色晶体。H NMR(CDCl3)：δ(ppm)＝1.94(s，6H，2CH3)，2.43(s，1H，O-H)，3.65(t，2H，N-CH2)，3.71(t，2H，O-CH2)。
0.4065ml(4.2mmol)甲基丙烯酰氯逐滴添加至搅拌悬浮液中。悬浮液首先在4℃下搅拌1h，
1
且随后在室温下搅拌24h。在减压下在40℃下蒸发溶剂。产物通过 H-NMR特性化。产率：
1
98％。物理状态：无色粘性液体。H NMR(CDCl3)：δ(ppm)＝1.86(s，3H，CH3)，1.93(s，6H，
2CH3)3.77(t，2H，N-CH2)，4.22(t，2H，O-CH2)，5.52(1H，＝CH2)，6.03(1H，＝CH)。
-4
43.9mg，1.8×10 mol)溶解于319μl于DMSO中的4wt％2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮
(DMPA)中。将溶液倒于镀铝聚酯薄片的聚酯面上。将用甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷改质的玻璃载片轻轻降于所倒的溶液上。将载片曝露于UV灯(约350nm)1h。UV引发的自
由基聚合及交联使得形成附着基板的薄水凝胶感应器膜。将具有水凝胶感应器膜的玻璃载片浸于去离子(DI)水中30分钟，自聚酯/Al薄片剥离，用DI水洗涤，在氮气流下干燥1-2
分钟且在环境温度下真空干燥隔夜。
胶感应器膜以相对于镜面约3°的角度置于前表面镜上。使用与第三谐波产生器(355nm，
165mJ)耦接的Nd:YAG雷射将水凝胶感应器膜曝露5秒。此举使DMIMA的顺丁烯二酰亚胺
基二聚且形成条纹。因此此处的条纹由DMI基团二聚的光化学产生的产物组成。全息条纹记录于干燥状态中且间隔λ/2nm，其中λ为用于照射水凝胶感应器膜的雷射的波长。在该情况下条纹间隔177nm。水凝胶感应器膜现具有两类交联：自EDMA随机交联，及在干燥状态中间隔177nm的有序DMIMA交联(由于DMI基团二聚)。
的聚合物B2获得)。
1.75。此外，水凝胶感应器膜在pH 6.5的150mM MES缓冲溶液中展示707nm的再现波长且
体积膨胀度假定为2.0。进一步提高缓冲溶液的pH值使全息图的再现波长提高(参见图
1)。表1中展示测试pH下的再现波长。在较高pH值下，感应器全息图的亲水性提高，其反之又提高水凝胶膜的体积膨胀度。此最终产生再现波长可随pH值调谐的体积全息图感应
器。
Sci.2002，280，400中所述的程序合成N-[2-(3，4-二甲基-2，5-二侧氧基-2，5-二氢-吡咯-1-基)-乙基]-丙烯酰胺(DMIAAm)。DMIAAm为以丙烯酰胺为基的可光二聚单体，也即
包含可二聚化学基团的单体。
1.266×10 mol)、3-APB(96.7mg，5.065×10 mol)及DMIAAm(92.2mg，3.376×10 mol)溶解
于972μl于DMSO中的2wt％2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)中。将溶液倒于镀铝聚
酯薄片的聚酯面上。将用甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷改质的玻璃载片轻轻降于所倒的溶液上。将载片曝露于UV灯(约350nm)30分钟。UV引发的自由基聚合及交联使得形成
附有基板的薄水凝胶感应器膜。将具有水凝胶感应器膜的玻璃载片浸于去离子(DI)水中
1h，自聚酯/Al薄片剥离，用DI水洗涤以移除未反应的单体，在氮气流下干燥1-2分钟且在环境温度下真空干燥隔夜。
生器(355nm，165mJ)耦接的Nd:YAG雷射将水凝胶感应器膜曝露2秒。此举使DMIMA的顺丁
烯二酰亚胺基二聚且形成条纹。在0-30mM葡萄糖溶液中量测葡萄糖回应性全息图的再现
波长。在磷酸盐缓冲液(pH＝7.4)(离子强度为约25mM)中制备各种浓度的葡萄糖溶液。
结果总结于图3及表3中。
水凝胶感应器膜同时曝露于
液(在DMSO中制备)中10分钟，在氮气流下干燥1-2分钟且在40℃下真空干燥隔夜。将
水凝胶感应器膜以相对于硬币表面约0°的角度置于硬币上。透镜与样品之间的距离为
19.5cm。使用与第三谐波产生器(355nm，165mJ)耦接的Nd:YAG雷射将水凝胶感应器膜曝
露20秒。此举使得形成全息图。将噻吨酮溶液(于DMSO中0.4wt％)小心地倒于全息图
上且将该组合保持10分钟，继而曝露于UV灯(约350nm)30分钟。此举使得主要存在于暗
条纹中的未反应的可二聚基团二聚。通过用丙酮/水混合物洗涤移除DMSO。将全息图浸于
5mM磷酸盐缓冲液(pH＝6.5)中1h且观察到蓝光至绿光光谱中的可见全息图。将全息图
用DI水洗涤且干燥。该经干燥全息图具有不同于实施例1中所述的干燥全息图的条纹间
隔。
4-二甲基-2，5-二侧氧基-2，5-二氢-1H-吡咯-1-基)苯基硼酸(3-DMI-PB)(参见下文)
EDMA)上。将该组合保持20分钟，继而曝露于UV灯(＞300nm)30分钟。此举使得光聚合
物全息图的非条纹区中的未反应DMI基团与3-DMI-PB反应，且使得形成环丁烷环(参见以
下流程)以形成共价键结至水凝胶膜的官能二聚结构。
DI水 ＞12h 无可见颜色
5mM果糖(于DI水中) 3h 无可见颜色
15mM果糖(于DI水中) 2h 无可见颜色
250mM果糖(于DI水中) ＞12h 绿色全息图
个全息图的再现波长。结果总结于表6中(MOPS表示3-(N-吗啉基)-丙烷磺酸)。
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