一种尼罗蓝染料及制备方法、基于所制备染料的包装膜的制备方法以及所述染料和包装膜的用途
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202510058473.5 | 申请日 | 2025-01-15 |
| 公开(公告)号 | CN119462565A | 公开(公告)日 | 2025-02-18 |
| 申请人 | 烟台大学; | 申请人类型 | 学校 |
| 发明人 | 史超; 刘新宇; 辛宇; 张修宇; 熊睿涵; 李姿涵; 庄旭明; 赵立军; 李燕红; 栾锋; 田春媛; | 第一发明人 | 史超 |
| 权利人 | 烟台大学 | 权利人类型 | 学校 |
| 当前权利人 | 烟台大学 | 当前权利人类型 | 学校 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：山东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：山东省烟台市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：山东省烟台市莱山区清泉路30号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：264005 |
| 主IPC国际分类 | C07D293/12 | 所有IPC国际分类 | C07D293/12 ; C09B57/00 ; C09K11/00 ; C09K9/02 ; G01N21/64 ; A01N43/48 ; A01P1/00 ; A23B2/771 ; C08J5/18 ; C08K5/48 ; C08L5/04 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 烟台中孚专利代理有限公司 | 专利代理人 | 姜宏艺; |
| 摘要 | 本 发明 公开了一种尼罗蓝染料及制备方法、基于所制备染料的 包装 膜的制备方法以及所述染料和包装膜的用途，属于食品监测及保鲜技术领域。基于尼罗蓝母体结构，通过在中位引入不同的重 原子 ，并在 氨 基位引入不同链长烷基链，构建了多种pH响应和 光动 力 治疗 能力的光敏染料。通过对比多种重原子取代结构，本发明染料Ⅰ和染料Ⅱ对溶液pH均具有一定敏感性，并且硫代染料包装膜和硒代染料包装膜对大肠杆菌均展现出优异的抑菌能力。本发明染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜对大肠杆菌均具有优良的抑菌活性。均可实现对鲜虾的腐烂过程 可视化 检测和对香蕉的保鲜。 | ||
| 权利要求 | 1.一种尼罗蓝染料，其特征在于所述尼罗蓝染料结构式如下： |
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| 说明书全文 | 一种尼罗蓝染料及制备方法、基于所制备染料的包装膜的制备方法以及所述染料和包装膜的用途 技术领域背景技术[0002] 随着经济发展和生活水平日益提升，消费者开始追求洁净度更高和新鲜度更好的高质量食品，用于满足消费者需求的食品包装科学技术研发非常迫切。传统的包装方式通常只提供生产日期、保质期等静态信息，由于这些静态信息无法传达食品新鲜度的实时状态和动态变化，对消费者判断食品新鲜度的参考价值有限。 [0003] 通过在运输、储存和销售过程中实时监控包装食品的新鲜度，智能包装能够有效解决上述问题。智能包装的应用不仅提高了食品的质量和安全，而且满足了消费者对食品安全的更高需求，是包装行业未来的重要创新领域。 [0004] 在食品变质过程中，食品内部的化学环境发生变化，影响其pH值。此外，食品在各个阶段都容易受到微生物的污染，肉类和海鲜中的蛋白质会分解成碱性挥发性氮化合物（如氨、三甲胺和二甲胺等），导致pH值进一步变化。因此，实时监测整个供应链中食品pH值的变化可以有效跟踪包装食品的新鲜度和变质情况。 [0005] 目前，已经报道的用于pH传感和成像的各种方法和技术，包括电位滴定，微电极传感和吸收光谱等。然而，这些技术需要比较专业的技术知识并且通常在实验室中由技术人员进行操作，无法满足日常生活中实时检测鱼虾类食品新鲜度的需求。作为传统检测方法的替代，荧光pH响应传感器已被用于光学和生物医学领域的pH检测和可视化。天然pH色素如花青素、姜黄素和茜素因其可见的颜色变化和无毒的特点被广泛报道用作食品包装的智能薄膜。其中，报道比较多的是利用不同来源的花青素作为食物新鲜度指标，如紫薯、蝶豆花、紫甘蓝、红卷心菜等。然而，花青素在光、温度、金属离子等环境因素的作用下容易降解和变色，影响其pH指示能力。此外，花青素稳定性差，极大地限制了其在智能食品包装中的应用。 [0006] 公开号为WO2017007552A1的PCT专利申请公布了一种“用于检测和防止食品腐败的pH敏感性纳米粒子”，涉及食品pH敏感性检测以及防止食品腐败的技术问题。但其存在以下主要缺陷：第一、其pH敏感纳米颗粒结构复杂，合成与提纯困难，可重复性较差，需要借助于外源性疏水活性剂作为指示剂以指示或预防食物腐败。第二、该纳米颗粒以尼罗红染料作为外源性疏水活性剂，利用其荧光信号来指示环境pH的变化，进而实现对食品腐烂情况监控，需要借助于额外大型仪器如荧光光谱仪进行操作，过程复杂，其次是无法实现实时动态的可视化监测，不能通过肉眼达到实时可视化监测的目的。第三、 该纳米颗粒以尼罗红染料作为外源性疏水活性剂，根据环境pH的变化，释放出尼罗红的量相对变化，根据溶液中红色深浅度的变化来间接指示食品腐败情况，颜色辨识度受限，易造成混淆。 发明内容[0007] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种尼罗蓝染料及制备方法、基于所制备染料的包装膜的制备方法以及所述染料和包装膜的用途，探索开发灵敏度高、稳定性好和生物相容性好的染料，一方面用来监测食品储存过程中的pH变化，另一方面用来延长食品保鲜时间。 [0008] 本发明采用了以下技术方案：一种尼罗蓝染料，所述尼罗蓝染料结构式如下： 。 [0009] 所述的尼罗蓝染料的制备方法，包括以下步骤：（1）将1‑萘胺、K2CO3和碘乙烷加入乙醇中，加热回流搅拌；去除溶剂，粗产物经过洗脱和纯化，得到化合物B； （2）将3‑碘苯胺和K2CO3溶于乙晴中，加入碘乙烷，采用N2保护加热并回流搅拌反应；反应完毕后冷却，去除溶剂，粗产物经过洗脱和纯化，得到化合物C； （3）将化合物C、硒粉、二甲基亚砜、氧化铜和氢氧化钾置于容器中，采用N2保护加热并回流反应；抽滤后萃取，干燥并去除溶剂；粗产物经过洗脱和纯化，得到化合物D； （4）在冰浴中，边搅拌边向化合物D中加入盐酸，然后，边搅拌边加入NaNO2，再冰浴搅拌；萃取，干燥，除去溶剂，粗产物经过洗脱和纯化，得到化合物E； （5）将化合物E和步骤（1）制备的化合物B溶于三氟乙醇，加热搅拌，采用N2保护加热回流反应；反应停止后冷却，加入盐酸调节溶液pH至酸性；萃取，干燥，纯化，旋蒸成粉末状，得到用于食品动态可视化检测及抗菌保鲜的尼罗蓝染料。 [0010] 进一步地，所述步骤（1）中，1‑萘胺：K2CO3：碘乙烷的摩尔比为1：（1‑1.5）：（1‑1.5）；加热回流条件为80‑90 ℃反应2‑6小时；所述步骤（2）中，3‑碘苯胺：K2CO3：碘乙烷的摩尔比为1：（2‑3）：（2‑3）；加热并回流的反应条件为80‑85 ℃反应14‑18小时；所述步骤（3）中，化合物C、硒粉、氧化铜和氢氧化钾的摩尔比为1：（1.5‑2.5）：（0.4‑0.6）：（6‑8）；加热并回流条件为95‑105 ℃反应10‑14小时；所述步骤（4）中冰浴搅拌的反应时间为0.3‑4小时；所述步骤（5）中，化合物E和化合物B的摩尔比为1：（2‑4）；加热回流反应条件为85‑95 ℃反应1‑3小时；酸化条件为pH为2‑3。 [0011] 基于所述的尼罗蓝染料的包装膜的制备方法，包括以下步骤：将所述尼罗蓝染料分散在二甲基亚砜溶液中，超声处理使其形成均匀的分散液， 得到母液；并将海藻酸钠溶于水中加热溶解；将所述母液溶于海藻酸钠溶液中，搅拌、静置后倒入模具中，干燥得到用于食品动态可视化检测及抗菌保鲜的尼罗蓝染料的包装膜。 [0012] 进一步地，尼罗蓝染料与海藻酸钠质量比为1：（450‑550）；加热溶解条件是45‑55 ℃，3‑6 h；成膜温度为45‑55 ℃。 [0013] 基于所述的尼罗蓝染料的制备方法所制备的尼罗蓝染料的包装膜的制备方法，包括以下步骤：将所述尼罗蓝染料分散在二甲基亚砜溶液中，超声处理使其形成均匀的分散液， 得到母液；并将海藻酸钠溶于水中加热溶解；将所述母液溶于海藻酸钠溶液中，搅拌、静置后倒入模具中，干燥得到用于食品动态可视化检测及抗菌保鲜的尼罗蓝染料的包装膜。 [0014] 进一步地，尼罗蓝染料与海藻酸钠质量比为1：（450‑550）；加热溶解条件是45‑55 ℃，3‑6 h；成膜温度为45‑55 ℃。 [0015] 所述的尼罗蓝染料应用于食品动态可视化检测及抗菌保鲜。 [0016] 所述的尼罗蓝染料的制备方法所制备的尼罗蓝染料应用于食品动态可视化检测及抗菌保鲜。 [0017] 所述的包装膜的制备方法所制备的包装膜应用于食品动态可视化检测及抗菌保鲜。 [0018] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：尼罗兰是一种苯并吩噁嗪类染料，通常被用作RNA、溶酶体或脂质的体外组织染色 成像和光动力治疗，由于其光物理性质和稳定性优异、生物安全性好等优势成为近年来的研究热点。以尼罗蓝染料为核心的光动力抗菌技术（Photodynamic antimicrobial therapy, PDAT）被广泛报道，PDAT作用机制是在特定波长光源的激发下，光敏剂由基态（S0）跃迁至单重激发态（S1），S1通过系间窜越（Intersystem Crossing, ISC）至三重激发态（T1），将能量直接或间接的传递给氧气，进而产生活性氧（Reactive oxygen species, ROS），产生的ROS会与细胞相互作用，致使内容物细胞质泄漏，最终导致微生物死亡。因此，通过对尼罗蓝类染料结构与性能关系进行调控，应用于智能食品监控，实现食品保鲜与动态可视化检测是一条前景广阔的有效技术路径。 [0019] 本发明基于尼罗蓝母体结构，通过在中位引入不同的重原子，并在氨基位引入不同链长烷基链，构建了多种pH响应和光动力治疗能力的光敏染料。通过对比多种重原子取代结构，发现硫代染料（本发明染料Ⅰ）和硒代染料（本发明染料Ⅱ）对溶液pH均具有一定敏感性，并且硫代染料包装膜和硒代染料包装膜对大肠杆菌均展现出优异的抑菌能力。进一步地，硒代染料对溶液pH敏感性更高，在pH为8时开始变色；与本发明染料Ⅰ包装膜相比，染料Ⅱ包装膜对大肠杆菌具有更强的抑菌活性。 [0020] 本发明将染料Ⅰ和染料Ⅱ分别与作为基底的海藻酸钠掺杂，利用流延法制备得到染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜。分别使用染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜对鲜虾随着储存时间延长进行可视化检测测试，发现染料Ⅰ包装膜在第3天开始有明显的颜色变化，染料Ⅱ包装膜在第2天时有明显的颜色变化。染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜均具有香蕉保鲜效果。其中染料Ⅱ包装膜相较于染料Ⅰ包装膜具有更久的香蕉保鲜时长。本发明尼罗蓝染料和包装膜能够实现更加高效快速的pH敏感检测和光抑菌防腐。附图说明 [0021] 图1为本发明实施例五得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅰ在不同pH溶液中颜色变化情况图及紫外吸收光谱图。 [0022] 图2为本发明实施例五得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅱ在不同pH溶液中颜色变化情况图及紫外吸收光谱图。 [0023] 图3为本发明实施例六得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅰ包装膜和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ包装膜在不同pH溶液中颜色变化情况图，图中，Ⅰ膜代表基于染料Ⅰ包装膜，Ⅱ膜代表基于染料Ⅱ包装膜。 [0024] 图4为本发明实施例七得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅰ包装膜和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ包装膜在多种挥发性盐基氮溶液中颜色变化情况图，图中，Ⅰ膜代表基于染料Ⅰ包装膜，Ⅱ膜代表基于染料Ⅱ包装膜。 [0025] 图5为本发明实施例八得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅰ和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ对金黄色葡萄球菌抑菌性能测试情况图。 [0026] 图6为本发明实施例九得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅰ包装膜和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ包装膜对大肠杆菌抑菌性能测试情况图，图中，Ⅰ膜代表基于染料Ⅰ包装膜，Ⅱ膜代表基于染料Ⅱ包装膜。 [0027] 图7为本发明实施例十得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅰ包装膜和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ包装膜对鲜虾腐烂过程中可视化检测情况图，图中，Ⅰ膜代表基于染料Ⅰ包装膜，Ⅱ膜代表基于染料Ⅱ包装膜。 [0028] 图8为本发明实施例十一得到的尼罗蓝类光敏染料Ⅰ包装膜和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ包装膜对香蕉保鲜情况图，图中，Ⅰ膜代表基于染料Ⅰ包装膜，Ⅱ膜代表基于染料Ⅱ包装膜。 具体实施方式[0029] 以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不是用于限制本发明的保护范围。 [0030] 实施例一（作为对比例） 尼罗蓝类光敏染料Ⅰ（简称为染料Ⅰ）制备例。 [0031] （1）在反应容器内，将N,N‑二乙基对苯二胺(1.64 g, 10 mmol)加入到20 mL硫酸铝(4.11 g, 12 mmol)的水溶液中，并持续搅拌。依次加入硫代硫酸钠(4.42 g, 28 mmol)和氯化锌(1.74 g, 12.78 mmol)。将反应容器置于冰浴中，20 min内，加入约8 mL重铬酸钾(0.98 g, 3.36 mmol)水溶液。在冰浴中连续搅拌2 h后，将获得的产物用丙酮清洗、过滤。获得的粗产品在24 mL甲醇中回流，过滤得到暗灰色固体，干燥后得到具有如下结构的化合物A： 。 [0032] （2）将1‑萘胺(0.89 g, 6.25 mmol)、碳酸钾(1.05 g, 7.58 mmol) 和碘乙烷(1.04 g, 6.61 mmol)加入12 mL乙醇中，于85 ℃回流搅拌4 h。通过减压蒸馏去除溶剂，粗产物用石油醚和乙酸乙酯作为洗脱剂洗脱，硅胶柱层析进行纯化，得到黄色油状并具有如下结构的化合物B：。 [0033] （3）将化合物A (298 mg, 1 mmol)和化合物B (308 mg, 1.8 mmol)加入25 mL甲醇中，于70 ℃条件下回流搅拌。之后，在回流反应中缓慢加入碳酸银(606 mg, 2.2 mmol)。再加热30 min至反应混合液为深蓝色，冷却至室温。采用减压蒸馏除去溶剂，得到深蓝色的粗产物。将粗产物溶于25 mL二氯甲烷中，加入饱和碳酸钠水溶液(3×100)进行三次萃取。 将混合的有机提取物经无水硫酸钠干燥、过滤、浓盐酸(0.4 mL)酸化后浓缩。产物以甲醇和二氯甲烷为洗脱剂，经硅胶柱层析纯化得到具有如下结构式的染料Ⅰ： 。 [0034] 实施例二 尼罗蓝类光敏染料Ⅱ（简称为染料Ⅱ）制备例。 [0035] （1）将3‑碘苯胺 (1 g, 5 mmol), K2CO3(1.6 g, 11.5 mmol)溶于30 mL的MeCN（乙晴）中，逐滴加入碘乙烷 (1.8 g, 11.5 mmol)，采用N2保护并置于油浴锅中82 ℃下反应回流搅拌16 h。反应完毕后冷却至室温，并进行薄层色谱(TLC)监测反应进度，将其加入硅胶粉，在真空旋蒸器中旋蒸成为粉末状，最后柱层析 (PE:EtOAc＝20:1) 纯化得到具有如下结构式的橙黄色油状化合物C：。 [0036] （2）将化合物C (1.1 g, 4 mmol)、硒粉 (0.632 g, 8 mmol)、二甲基亚砜 (15 mL)、氧化铜 (0.152 g, 2 mmol)和氢氧化钾 (1.692 g, 28.8 mmol)置于容器中，采用N2保护并将所述容器置于油浴锅中，100 ℃下反应回流12小时。在布氏漏斗中放置滤纸对溶液进行真空抽滤，抽滤后的溶液呈现草绿色，再用EtOAc/饱和食盐水体系进行多次萃取，取上层有机相，得到呈现橙红色的溶液。对所得溶液进行TLC监测反应，观察到有目标产物生成，并且产物中带有剩余的原料。利用真空旋蒸机除去溶剂，并加入硅胶粉旋蒸成为粉末状，经过柱层析 (PE:DCM＝2:1) 纯化得到具有如下结构式的化合物D：。 [0037] （3）将化合物D (0.36 g, 0.8 mmol)加入25 mL的容器中，加入1mol/L的HCl，向容器中加入磁子并将该容器置于带有冰浴锅的磁力搅拌器中，边搅拌边滴加1.2 mL的NaNO2，滴加完成后再冰浴搅拌0.5 h，观察到溶液呈现深红色。用EtOAc/饱和食盐水体系进行多次萃取，取其上层有机相进行TLC检测反应，并得出适合目标产物的柱层析流动相。再用无水Na2SO4进行过夜干燥，用真空旋蒸器除去溶剂，加入硅胶粉使其旋蒸成为粉末状，经过柱层析 (MeOH:DCM=1:20) 纯化后得到红色粉末状具有如下结构式的化合物E：。 [0038] （4）在容器中将化合物E (102.8 mg, 0.2 mmol) 和实施例一制备的化合物B (321.6 g, 0.6 mmol) 溶于5 mL三氟乙醇，加入磁子并将该容器放在置有油浴锅的磁力搅拌器中，采用N2保护并90 ℃加热回流2 h。待反应停止后，观察到溶液呈现黑红色，将其自然冷却后，加入1 mL的1M HCl进行酸化，用pH试纸检测为2 3。用DCM/饱和食盐水体系进行~多次萃取，取下层有机相再使用无水硫酸钠进行过夜干燥。加入硅胶粉旋蒸成为粉末状，采用柱层析法 (甲醇：二氯甲烷=1:10) 进行纯化得到蓝色粉末状并具有如下结构式的产物染料Ⅱ： 。 [0039] 实施例三（作为对比例）基于染料Ⅰ包装膜制备例。 [0040] 将实施例一制备的染料Ⅰ（3.581 mg）分散在3 mL二甲基亚砜溶液中，超声处理1 min使其形成均匀的分散液，得到母液Ⅰ。将0.5 g海藻酸钠溶于50 mL去离子水中，50 ℃加热4 h，待其完全溶解后，将833.3 μL的母液Ⅰ溶于50 mL海藻酸钠溶液（10 mg/mL）中，搅拌30 min，静置过夜，倒入模具中成膜，并将模具置于烘箱中50℃加热48 h，得到基于染料Ⅰ包装膜。 [0041] 实施例四 基于染料Ⅱ包装膜制备例。 [0042] 将实施例二制备的染料Ⅱ（3.684 mg）分散在3 mL二甲基亚砜溶液中，超声处理1 min使其形成均匀的分散液，得到母液Ⅱ。将0.5 g海藻酸钠溶于50 mL去离子水中，50℃加热4 h，待其完全溶解后，将833.3 μL的母液Ⅱ溶于50 mL海藻酸钠溶液（10 mg/mL）中，搅拌30 min，静置过夜，倒入模具中成膜，并将模具置于烘箱中50℃加热48 h，得到基于染料Ⅱ包装膜。 [0043] 实施例五 基于染料Ⅰ溶液和基于染料Ⅱ溶液在不同pH溶液中颜色变化表征例。 [0044] 对实施例一制备的染料Ⅰ及实施例二制备的染料Ⅱ在不同pH溶液中进行颜色和紫外吸收光谱分析，分别得到图1和图2所示颜色及紫外吸收光谱图。 [0045] 由图1可见，染料Ⅰ溶液在pH值2‑9时呈蓝色，在pH为10由蓝色向紫色过渡，最终在pH为11时呈现粉红色，并随着pH的增加粉红色逐渐加深。由图2可见，染料Ⅱ溶液在pH值2‑8时呈蓝色，在pH值为9时，溶液颜色由蓝色向浅紫色过渡，pH值在10‑12时，粉红色逐渐加深。 [0046] 结论：染料Ⅰ与染料Ⅱ均随着pH的增加，溶液颜色由蓝色经紫色过渡，最终呈现粉红色，并随着pH的增加粉红色逐渐加深。进一步地，其中染料Ⅱ相较于染料Ⅰ对pH的敏感性更强，并在pH为9时已经产生颜色的变化。 [0047] 实施例六 染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜在不同pH溶液中颜色变化表征例。 [0048] 将实施例三制备的染料Ⅰ包装膜及实施例四制备的染料Ⅱ包装膜在不同pH溶液中膜颜色的变化进行测试，分别将染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜置于pH值范围为4至13的缓冲溶液浸泡5分钟。使用手机相机捕捉包装膜的颜色变化，得到图3所示不同pH值下染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜颜色变化示意图。 [0049] 由图3可知，溶液pH值在4‑9之间，染料Ⅰ包装膜颜色呈蓝色，溶液pH值为10‑11时，染料Ⅰ包装膜颜色由灰蓝色向紫色过渡，最终在pH为12时呈现粉红色，且随着pH的增加，粉红色逐渐加深。溶液pH值在4‑8之间，染料Ⅱ包装膜颜色呈蓝色，溶液pH值为9‑10时，染料Ⅱ包装膜颜色由灰蓝色向浅紫色过渡，最终在pH为11时呈现粉红色，且随着pH的增加，粉红色逐渐加深。 [0050] 结论：染料Ⅰ包装膜与染料Ⅱ包装膜均随着pH的增加，溶液颜色由蓝色经灰蓝色和紫色过渡，最终呈现粉红色，并随着pH的增加粉红色逐渐加深。进一步地，其中染料Ⅱ包装膜对pH响应更灵敏，并在pH为9时已经产生颜色的变化。 [0051] 实施例七 染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜在多种挥发性盐基氮中颜色变化表征例。 [0052] 将实施例三制备的染料Ⅰ包装膜及实施例四制备的染料Ⅱ包装膜，分别置于多种挥发性盐基氮环境中，检测膜的颜色变化。具体地，将染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜分别置于10 mL含有氨水、二甲胺、三甲胺(2 mol/L) 溶液中，每隔2分种使用手机相机记录一次颜色变化，共计10分钟。得到图4所示尼罗蓝类光敏染料Ⅰ包装膜和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ包装膜在多种挥发性盐基氮溶液中颜色变化情况图。 [0053] 如图4，在氨水溶液中，染料Ⅰ包装膜在6分钟内由蓝色变为紫色，随后在8分钟变为粉红色；在二甲胺溶液中，染料Ⅰ包装膜在4分钟内由蓝色变为紫色，随后在第6分钟变为粉红色；在三甲胺溶液中，染料Ⅰ包装膜在两分钟后立刻变成粉红色。而染料Ⅱ包装膜在三种挥发性盐基氮溶液中，均在2分钟内迅速由蓝色变为粉红色，这说明染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜均具有灵敏性和普适性。但染料Ⅱ包装膜具有更优的灵敏性和普适性。 [0054] 实施例八 染料Ⅰ和染料Ⅱ用于金黄色葡萄球菌抑菌测试表征例。 [0055] 首先，挑取单个金黄色葡萄球菌菌落，转移到装有LB培养基 (20 mL) 的锥形瓶中，在摇床上培养12 h (转速：150 rpm/min，温度：37℃) ；然后，将得到的新鲜细菌悬浮液使用离心机以5000 rpm/min的转速离心5 min，弃去上清液，将沉淀的细菌重新分散到无菌3 PBS溶液中，继续以同样的转速离心洗涤两次；最后，用PBS溶液直接稀释细菌至10cfu/mL备用。 [0056] 分别向3 mL备用菌液 (103cfu/mL)中加入PBS、染料Ⅰ、染料Ⅱ使其浓度为50 μM，将PBS处理的设置为对照组，PBS处理的菌液后进行光照设置为光照组，染料Ⅰ和染料Ⅱ处理的菌液分别设置为染料Ⅰ组和染料Ⅱ组，染料Ⅰ和染料Ⅱ处理的菌液后进行光照分别设置为染料Ⅰ+光照组和染料Ⅱ+光照组。其中，光照组待加入染料后置于37℃摇床中孵育，2小时后2 置于650 nm氙灯照射10分钟(光剂量为50 mW/cm)，后置于37℃摇床中孵育12小时。分别将各组取0.1 mL 的菌液涂布于琼脂板上，置于37℃培养箱中孵育24小时，得到图5所示尼罗蓝类光敏染料Ⅰ和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ对金黄色葡萄球菌抑菌性能测试情况图。 [0057] 由图5可知，以PBS处理组为对照组，只进行光照组没有明显的抑菌活性，染料Ⅰ溶液和染料Ⅱ溶液进行暗处理也没有展现出明显抑菌活性，染料Ⅰ溶液和染料Ⅱ溶液的光照组在经过光照后对金黄色葡萄球菌的抑制效率分别为74.8%和96.3%。以上实验表明，染料Ⅰ和染料Ⅱ对金黄色葡萄球菌均展现出显著的抑菌能力。进一步地，与染料Ⅰ相比，染料Ⅱ对金黄色葡萄球菌具有更强的抑菌活性。 [0058] 实施例九 染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜用于大肠杆菌抑菌测试表征例。 [0059] 首先，挑取单个大肠杆菌菌落，转移到装有LB培养基 (20 mL) 的锥形瓶中，在摇床上培养12 h (转速：150 rpm/min，温度：37℃) ；然后，将得到的新鲜细菌悬浮液使用离心机以5000 rpm/min的转速离心5 min，弃去上清液，将沉淀的细菌重新分散到无菌PBS溶6 液中，继续以同样的转速离心洗涤两次；最后，用PBS溶液直接稀释细菌至10cfu/mL备用。 [0060] 将0.1 mL (106cfu/mL)的菌液涂在琼脂板上，将染料Ⅰ包装膜、染料Ⅱ包装膜分别剪切成边长为1.0 cm的正方形，贴附于琼脂板中间位置，置于37℃培养箱中孵育2小时，然2 后用650 nm氙灯照射10分钟(光剂量为50 mW/cm)，置于37℃培养箱中孵育24小时。测量产生的抑制区直径，得到图6所示尼罗蓝类光敏染料Ⅰ包装膜和尼罗蓝类光敏染料Ⅱ包装膜对大肠杆菌抑菌性能测试情况图。 [0061] 由图6可知，以不做任何处理为对照组，只进行光照组的抑菌活性可以忽略不计，对染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜进行暗处理的抑菌活性可以忽略不计，染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜在光照条件下对大肠杆菌的抑制效率分别为50.0%和52.4%。以上实验表明，染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜对大肠杆菌均展现出明显的抑菌能力。但与染料Ⅰ包装膜相比，染料Ⅱ包装膜对大肠杆菌具有更强的抑菌活性。 [0062] 实施例十 染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜用于鲜虾新鲜度可视化检测表征例。 [0063] 将实施例三制备的染料Ⅰ包装膜及实施例四制备的染料Ⅱ包装膜分别用于鲜虾新鲜度可视化检测。首先，将鲜虾样品（10±1.0 g）置于透明培养皿（Φ 90 mm）中，培养皿盖内侧贴有长方形染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜（长：1.5 cm，宽：0.8 cm）。随后，鲜虾样品在25±1 ℃下保存，利用智能手机相机功能定期记录指示膜的颜色变化，得到图7鲜虾新鲜度可视化检测图。 [0064] 由图7可见，随着鲜虾的腐败，海藻酸钠膜并没有发生颜色的变化，而染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜均由蓝色变为粉红色。其中，染料Ⅱ包装膜在第二天就由蓝绿色转为紫色，染料Ⅰ包装膜在第三天才由蓝色变为浅紫色，这说明染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜均对pH具有响应。其中，染料Ⅱ包装膜响应更灵敏。 [0065] 实施例十一 染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜对香蕉保鲜表征例。 [0066] 将实施例三制备的染料Ⅰ包装膜及实施例四制备的染料Ⅱ包装膜分别用于香蕉保鲜。分别将香蕉利用海藻酸钠膜、染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜包裹，分别设置海藻酸钠膜、染料Ⅰ包装膜暗处理、染料Ⅱ包装膜暗处理、染料Ⅰ包装膜光照处理、染料Ⅱ包装膜光照处理，以放置于自然环境为对照组，得到图8所示香蕉保鲜过程图。 [0067] 由图8可见，与自然环境相比，经包装膜的包裹后有效延长香蕉的保鲜时长，光照后的染料Ⅰ包装膜在第4天外观仍能保持完好，并在第6天开始腐烂；光照后的染料Ⅱ包装膜在第6天外观仍能保持完好，并在第8天开始腐烂。这些现象表明，染料Ⅰ包装膜和染料Ⅱ包装膜光照组展均现出明显的保鲜效果。进一步地，但染料Ⅱ包装膜保鲜时长更久。 [0068] 本发明实施例所采用的试剂中，除提供了制备方法的试剂外均为市购。 |
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