D1-1.3 - Miniaturisierter Fluoreszenzsensor auf Ru(dpp)₃²⁺-Basis zur Echtzeitbestimmung der Atemsauerstoffkonzentration

Event

23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg

Band

Vorträge

Chapter

Zustandsüberwachung

Author(s)

J. Steinebrunner, C. Weber, M. Willaredt, K. Schmitt, J. Wöllenstein - Universität Freiburg, Freiburg

Pages

143 - 148

DOI

10.5162/sensoren2026/D1-1.3

ISBN

978-3-910600-11-9

Price

free

Abstract

Im vorliegenden Beitrag wird ein fluoreszenzbasierter Sauerstoffsensor vorgestellt, der sich in einen standardisierten T-Verbinder (Innendurchmesser 15 mm) für Atemmasken und Beatmungssysteme integriert werden kann. Dies ermöglicht eine einfache Einbindung in bestehende Monitoringsysteme möglich. Das Messprinzip beruht auf dem Effekt der Fluoreszenzlöschung (Quenching) durch ) verwendet, der in eine molekularen Sauerstoff. Als Farbstoff wird ein Rutheniumkomplex (Ru(dpp) Sol-Gel-Matrix eingebettet ist. Zur Anregung des Farbstoffes wird eine blaue LED mit einer zentralen Emissionswellenlänge von 450 nm verwendet. Der Farbstoff Ru(dpp) absorbiert das Anregungslicht und emittiert eine charakteristische Fluoreszenz mit einem Intensitätsmaximum bei ca. 610 nm. Diese Verschiebung des Emissionsspektrums gegenüber dem Anregungslicht (Stokes-Shift) bildet die Grundlage für das angewendete Quenching-Messprinzip. Ein Langpassfilter mit einer Grenzwellenlänge von 550 nm blockiert das reflektierte, energiereichere Anregungslicht, sodass nur das von der Probe emittierte Fluoreszenzlicht von einem Photodetektor erfasst wird. Für eine effiziente Lichtführung sind zwei plankonvexe Linsen mit einem Durchmesser von 6 mm in den Sensorkopf integriert. Eine befindet sich vor der LED und eine vor dem Detektor, um sowohl das Anregungs- als auch das Fluoreszenzlicht möglichst effektiv zu fokussieren. Die gesamte optische Anordnung einschließlich des Langpassfilters ist kompakt im Sensorkopf eingebaut, der mittels additiver Fertigung (3D-Druck) hergestellt wurde. ₃ ⁺ ₃ ⁺ ² ²