[发明专利]一种面向冷链的应用于TTI的温度响应显示剂

说明书

本发明公开了一种面向冷链的应用于TTI的温度响应显示剂。本发明所述温度响应显示剂包括温度响应剂、助剂和显色剂，根据显色机理，显色剂分为扩散显色剂和反应显色剂。本发明所述的温度响应显示剂通过在特定基底材料上、在设计温度下开启扩散以实现温度响应，利用显示剂在特定基底材料上的扩散距离随时间的变化规律来指示超温累计时间。本发明通过调节显示剂的配方组成实现对不同温度的响应，通过调节显示剂在特定基底材料上的扩散速率和反应速率达到不同超温时间的指示要求。本发明所述的温度响应型显示剂可应用于电商、食品、药品、疫苗、生鲜等的冷链储运环节。

技术领域

本发明涉及电商、食品、药品、生鲜、储运领域，具体地，涉及一种面向冷链的应用于TTI的温度响应显示剂。

背景技术

药品、食品、生鲜、血液、疫苗等超温易变质产品，一旦运输及储存过程中的环境温度超过允许温度，产品的品质随超温累计时间的增大而快速降低，当达到一定的累计时间后产品将彻底变质或失效，损害人体健康。2016年我国发生了疫苗未经严格冷链存储运输而导致疫苗失效事件，造成难以估计的人身及经济损失。近年来随着冷链配送的蓬勃发展，因冷链配送中的生鲜食品变质引发的买卖纠纷频现，但缺乏低成本的、不可篡改的、简便的超温测定手段使得责任原因难以判定，并因而影响了冷链行业的进一步快速发展。因而，对于具有限定使用期的温度敏感产品，实施超温及累计超温时间的检测是必要的。一般地，对于药品、疫苗类产品，其冷链运输的限定温度一般为2-8℃；对于冰激凌、蛋糕、及生鲜类食品，其冷链运输的限定温度一般为-20℃；对于血液类，其冷链运输的限定温度一般为-20℃及以下；对于蔬菜水果类食品，其冷链运输的限定温度一般为-1-10℃。综上，不同类别的超温易变质产品对于温度的要求差异较大，且同类产品由于自身特点对于温度以及超温累计时间的要求也各不相同，仅针对单一温度的时间指示无法满足多类性能各异产品的要求。

TTI(温度时间指示器或温度时间指示标签)，是一种可以实时指示产品受温度时间累积影响从而指示产品的实时品质的指示器(标签)，近年来在冷链行业得到了极大的关注。一般地，TTI由显示剂(指示剂、变色组合物、染液或可移动介质)、基体(基底)材料、底板和面板等材料组成。显示剂通过位移或颜色变化以显示产品所经历的温度时间历史；基体材料作用较为复杂，包括密封、分散及引导显示剂的机械作用，以及通过其特殊结构耦合显示剂通过扩散或反应随温度的变化完成时间温度指示，底板和面板起包装和保护作用。根据不同工作原理，TTI可分为电子型、酶型和扩散型。电子型TTI已实现部分商业应用，但其结构复杂，价格昂贵，但因其可重复使用使得显示结果的可篡改性受到质疑。酶型TTI，多通过显示剂在酶的作用下发生化学反应以产生颜色变化指示累计时间，如中国专利CN201611252291.9、CN201910050658.6、CN201910050813.4公开了多种基于不同酶的显示剂，然而均无法指示0℃以下累计时间，不能满足冷链行业的需求。扩散型TTI，一种通过显示剂颜色的变化指示超温累计时间，如中国专利CN201510362842.6公开了一种通过颜色变化进行时间指示的组合指示剂，其可通过调节溶剂挥发速度调控变色时间，以满足不同指示时间的要求，但其指示温度未知。中国专利CN202010003898.3公开了一种通过熔点为18.4℃的二甲基亚砜来指示食品是否经历高于19℃的临界温度，通过颜色变化显示经历时间，其工作指示温度仅为19℃，不符合冷链行业的多样化要求。上述TTI仅通过颜色变化显示时间，对于颜色辨识判断要求较高，易产生误判或纠纷，而且上述指示剂只能指示单一温度，不能满足多种指示温度的要求。另一种扩散型TTI通过位移变化指示时间，如中国专利CN200720032925.X公开了一种TTI，其所述扩散液具有固定凝固点，扩散距离由环境温度和扩散时间决定。但该专利无法调控扩散液的凝固点，继而无法对不同温度进行响应，且无法调控扩散速率，用于指示超温累计时间的扩散距离也无法调节。其所用扩散液间甲基苯酚具有高毒性，不适用于冷链行业所广泛面对的食品类。

综上所述，酶型TTI和扩散型TTI均需通过显示剂与基底材料的耦合作用针对单一温度进行单一时间指示，在上述TTI中，若想实现多种不同温度的响应，同时指示不同范围的超温累计时间，必须同时对显示剂和基底材料进行全面调整，不仅消耗大量资源，而且开发成本较高。