CN111366256B - 一种低阈值温度指示装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低阈值温度指示装置及其制备方法，该低阈值温度指示装置包括透明壳体、透明壳体上设有观察部及围绕观察部设置的粘合部，基底层与观察部之间形成储存室，指示材料设于储存室内，指示材料包括10份~30份的蛋白质及40份~100份的介质水，蛋白质凝聚成微观空间网络结构，介质水填充于微观空间网络结构内。当温度高于介质水的凝固点时，指示材料表面细腻光滑，当温度低于介质水的凝固点时，介质水破坏指示材料的微观空间网络形成宏观可见的腔室，通过观察观察部即可直观判断冷链活性产品是否失活变质。由于介质水被微观空间网络结构束缚，失去流动性，因此，其凝固点不受未接震动的影响，指示精度高。

Description

一种低阈值温度指示装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及指示设备技术领域，尤其涉及一种低阈值温度指示装置及其制备方法。

背景技术

血液、疫苗等活性产品需要在特定温度环境下保存，若存储环境温度超过规定的低阈值温度，则活性产品将很快失活变质，消费者在使用上述失活变质的活性产品后，将给人体带来损害，严重者甚至导致死亡。因此，有必要提供一种能够对储存活性产品环境温度是否低于低阈值进行准确记录，以确定活性产品是否因温度过低失活变质的低阈值温度指示装置。

申请号为CN200680046245.1的发明专利公开了一种冷冻指示器，该指示器包括指示器体积、分散在液体介质中的固体颗粒的指示器分散体，以及至少一个蒸气阻断元件。当分散体的温度降至冰点时，分散体凝结，从而发生不可逆的外观变化。该指示器以含有固体颗粒的液体分散体作为指示剂，存在一个问题，在运输途中，液体分散体将因为震动原因导致其凝固点发生变化，其指示精度将出现较大的误差。

公开号为US4145918A的美国专利公开了一种用于指示环境已经达到液体的冰点的温度的装置，该装置包括：易碎的密封安瓿瓶，将液体封闭在所述安瓿瓶中，所述液体具有在冰点或冰点附近体积膨胀的特征。当温度降低至液体冰点或冰点附近时，由于液体体积膨胀，此时易碎的密封安瓿瓶破碎，从而指示温度达到冰点。该指示器需要采用密封的安瓿瓶封装液体，工艺复杂且成本高昂。

发明内容

基于此，有必要提供一种指示精度高的低阈值温度指示装置。

此外，还提供一种制作工艺简单的低阈值温度指示装置的制备方法。

一种低阈值温度指示装置，包括：

透明壳体，所述透明壳体上设有观察部及围绕所述观察部的粘合部，所述观察部向上凸起；

基底层，所述基底层与所述观察部之间形成储存室，所述粘合部与所述基底层之间密封连接；

指示材料，所述指示材料以质量分数计，包括10份～30份的蛋白质及40份～100份的介质水，所述蛋白质凝聚成微观空间网络结构，所述介质水填充于所述微观空间网络结构内，所述指示材料设在所述储存室内。

在一个实施方式中，所述蛋白质选自肉蛋白、蛋蛋白、奶蛋白、血红蛋白、豆蛋白、小麦蛋白、谷蛋白、酪蛋白、乳白蛋白、乳清蛋白、白蛋白、卵白蛋白、大豆蛋白、胶蛋白、豆球蛋白、玉米蛋白、麦胶蛋白、大麦蛋白、芸豆蛋白等蛋白质中的至少一种。

在一个实施方式中，所述介质水选自水或重水中的至少一种。

在一个实施方式中，所述介质水中还包括可溶于所述介质水的无机化合物，所述无机化合物选自氯化钠、氯化镁、氯化钾及氯化钙中的至少一种。

在一个实施方式中，所述指示材料中还包括0.1份～1份的防腐剂，所述防腐剂选自甲醛、乙二醛、戊二醛、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、苯甲酸、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠中的至少一种。

在一个实施方式中，所述透明壳体材料选自玻璃、PVC、PET或亚克力中的任意一种。

在一个实施方式中，还包括层叠于所述基底层远离所述透明壳体一侧的胶粘层及粘附于所述胶粘层表面的剥离层。

一种低阈值温度指示装置的制备方法，包括如下步骤：

配置蛋白质乳液，将蛋白质及介质水混合，搅拌得到蛋白质乳液；

在透明壳体上设置储存室；

在所述储存室内设置所述蛋白质乳液；

变性处理，使所述蛋白质乳液凝聚成微观空间网络结构，所述介质水束缚在所述微观空间网络结构内；以及

在所述透明壳体靠近所述储存室的一侧密封设置基底层，其中，所述蛋白质、所述介质水的质量比为10～30:40～60。

在一个实施方式中，所述变性处理方法选自加热、加入酸、加入碱、加入重金属盐、紫外光照射或超声波作用中的任意一种

上述低阈值温度指示装置，指示材料被密封固定在储存室内，其由凝聚成微观空间网络结构的蛋白质充当指示材料，介质水填充在微观空间网络结构内。当低阈值温度指示装置保存温度高于介质水的凝固点时，介质水均匀填充在蛋白质的微观空间网络结构内，由于蛋白质的微观空间网络结构肉眼不可见，此时，通过观察部可见均匀细腻的蛋白质凝聚体。当温度低于介质水的凝固点时，介质水凝结成冰晶，随着冰晶的持续生长，蛋白质的微观空间网络结构遭到冰晶的挤压破坏，形成宏观可见的腔体。当温度高于介质水的熔点后，冰晶融化成介质水，从腔体内流出，此时，通过观察部可见分离的介质水与布满肉眼可见腔体的海绵状蛋白质块。从而指示活性产品是否因温度过低失活变质。由于介质水填充在蛋白质凝聚成的微观空间网络结构内，其受微观空间网络结构束缚下失去流动性，因此，其凝固点不受运输过程震动的影响，指示精度高。

上述低阈值温度指示装置的制备方法简单，常用设备即可完成制作，可大幅降低生产成本。

附图说明

图1为一实施方式的低阈值温度指示装置冷冻前的结构示意图；

图2为如图1所述的低阈值温度指示装置冷冻后的结构示意图；

图3为另一实施方式的低阈值温度指示装置冷冻前的结构示意图；

图4为如图3所述的低阈值温度指示装置冷冻后的结构示意图；

图5为低阈值温度指示装置的制备方法流程图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”或“连通”，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“上”、“下”、“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，一实施方式的低阈值温度指示装置10，包括透明壳体100、基底层200、指示材料300。

透明壳体100上设有凸起的观察部110及围绕观察部110设置的粘合部120，粘合部120与基底层200之间密封连接，形成密封的储存室130。储存室130内设指示材料300，指示材料300以质量分数计，包括10份～30份的蛋白质310及40份～100份的介质水320，蛋白质310经变性凝聚成微观空间网络结构，介质水320填充于所述微观空间网络结构内。

请参阅图2，低阈值温度指示装置10随着活性产品进入冷链，当冷链温度高于介质水320的凝固点时，介质水320被束缚在微观空间网络结构内，失去流动性，由于微观空间网络结构肉眼不可见，此时，通过观察部110可见均匀细腻的指示材料300。当冷链温度低于介质水320的凝固点时，介质水320凝结成冰晶，并持续生长，其在生长过程中对蛋白质的微观空间网络结构造成挤压破坏，并最终形成宏观可见的腔体。当温度再度升高至介质水320的融点以上时，冰晶融化，介质水320从腔体内流出成为流体，此时，通过观察部110可见流动的介质水320及布满腔体的海绵状蛋白质310。正常情况下，由于冷链设定温度高于介质水320的凝固点，介质水320被束缚在蛋白质300的微观空间网络结构内，失去流动性，因此，无论外界是否发生震动，其凝固点都不发生变化，解决了传统低阈值温度指示装置采用流动液体作为指示剂，导致其指示精度受震动影响的问题。

本实施方式中，透明壳体100由具有良好气密性且具有一定挺度的透明材料制成，使储存室110可承受较大的压力不变形，同时防止介质水320挥发干燥，从而保护指示材料300不变形及干燥失效。同时，由于材料具有透明的特征，用户可透过观察部110直接观察指示材料300的形态。可选的透明壳体材料包括：玻璃、PVC、PET或亚克力，应当理解，其它具有良好气密性且具有一定挺度的透明材料也可作为本发明的透明壳体材料。

本实施方式中，基底层200具有良好的气密性，从而防止介质水320挥发干燥，其与透明壳体100的粘合部130密封连接。

具体地，密封方式包括但不限于热封、胶水粘连、超声波粘连等等。

进一步地，基底层材料包括但不限于高阻隔EVOH复合膜、镀铝复合膜、PET、PVC等等，应当理解，其它具有良好气密性的材料也可作为本发明的基底层材料。

本实施例中，指示材料300以质量分数计，包括10份～30份的蛋白质310及40份～100份的介质水320，蛋白质310凝聚成微观空间网络结构，介质水320填充于微观空间网络结构内，指示材料300设在所述储存室130内。

具体地，蛋白质310与介质水320混合后搅拌可形成蛋白质乳液，该蛋白质乳液在一定条件下可发生变性，其在变性过程中凝结成微观空间网络结构，并将介质水320束缚在该微观空间网络结构内，从而使其失去流动性。

进一步地，可选的蛋白质包括：肉蛋白、蛋蛋白、奶蛋白、血红蛋白、豆蛋白、小麦蛋白、谷蛋白、酪蛋白、乳白蛋白、乳清蛋白、白蛋白、卵白蛋白、大豆蛋白、胶蛋白、豆球蛋白、玉米蛋白、麦胶蛋白、大麦蛋白、芸豆蛋白。应当理解，其它可溶于介质水水且变性过程可凝结成微观空间网络结构的蛋白质也可作为本发明的蛋白质310。

蛋白质310在某些物理和化学因素作用下可变性，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，在这个变性过程中，蛋白质产生凝聚，且该凝聚是不可逆的。

具体地，可选的变性手段包括加热、加入酸、加入碱、加入重金属盐、紫外光照射或超声波作用中的任意一种。

进一步地，可选的酸为强酸，包括盐酸、硫酸、草酸磷酸中的至少一种。可选的碱为强碱，包括氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙中的至少一种。

在其中一个实施例中，蛋白质选自苏州福莱德生物科技有限公司的食品级山松158大豆分离蛋白粉、安徽宏达生物工程有限公司的WPC80乳清蛋白粉或西安博联特化工有限公司的009血红蛋白粉。

介质水320用于溶解蛋白质310，可与蛋白质310形成乳液，同时，介质水320在指示材料300中起温度传感的作用，介质水320具有特定的凝固点，当温度高于该凝固点时，介质水320呈液态，当温度低于该凝固点时，介质水320呈固态。

具体地，介质水320选自水或重水中的至少一种。水的凝固点为0℃，重水的凝固点为3.8℃。介质水320可以是水或重水两种物质中的一种纯净物质，也可以是两种物质的混合物。通过不同比例的混合上述物质，可获得0℃～3.8℃之间不同凝固温度的介质水320。

在其中一个实施例中，水选自东莞市卓威水处理设备有限公司的zw78高纯蒸馏水、上海景纯水处理技术有限公司的景纯蒸馏水或东莞英韦特自动化设备有限公司LS25KG02蒸馏水。

在其中一个实施例中，重水选自广州市江顺化工科技有限公司的HS001804-25g氧化氘、广东翁江化学试剂有限公司的PB66091氧化氘或杭州禾惠化工有限公司的美国CIL氧化氘。

在一些实施例中，为降低介质水320的凝固点，在介质水320中加入可溶于介质水320的无机化合物，可选的无机化合物包括：氯化钠、氯化镁、氯化钾及氯化钙中的至少一种。

在指示材料300中，介质水320被束缚在该微观空间网络结构内，失去流动性，与蛋白质310成为一个不可分割的整体，使指示材料300外观细腻光滑。当环境温度高于介质水320的凝固点时，介质水320以液态的形式均匀分散在微观空间网络结构内，指示材料300外观不发生变化，呈现细腻光滑状。当环境温度低于其凝固点时，部分介质水320率先凝结成晶核，随着时间的推移，晶核逐渐生长成大的冰晶。在这个过程中，蛋白质310的微观空间网络结构被冰晶挤压破坏，产生无数贯穿联通的宏观腔室，使蛋白质310成为布满腔室的海绵状。当环境温度再度高于介质水320的凝固点后，介质水320重新融化成液体，此时，介质水320从蛋白质310的宏观腔室中流出，从而以蛋白质310分离。

在一些实施例中，为防止有机物蛋白质310发生腐败，在介质水320中加入0.1份～1份防腐剂，从而使蛋白质310长期保鲜不变质。

具体地，防腐剂选自甲醛、乙二醛、戊二醛、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、苯甲酸、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠中的至少一种。

请参阅图3，另一个实施例的低阈值温度指示装置20，低阈值温度指示装置20基底层200远离透明壳体100的一侧设置有胶粘层400，胶粘层400可方便的将低阈值温度指示装置20贴附在活性产品或者其包装上，从而方便用户使用。

具体地，胶粘层400可为压敏胶、聚氨酯、丙烯酸树脂中的至少一种。

本实施例中，胶粘层400的表面设置有剥离层500，剥离层500用于保护胶粘层400，防止其在使用前与其它物品相互粘连。

具体地，剥离层500材料可选自玻璃纸或涂布有硅油的纸张。

本实施例中，在透明壳体100的粘合部120上还设置有图文层150，为低阈值温度指示装置20提供必要的说明信息。

在一些实施例中，在图文层150远离透明壳体100的一侧还设置有保护层160(图中未示出)，用于保护图文层。

具体地，保护层160选自UV光油或水油中的一种。UV光油或水油可在图文层150表面形成一层致密的保护膜，从而防止图文层150被破坏。

请参阅图4，将剥离层500去除，通过胶粘层400将低阈值温度指示装置20贴附在活性产品上，并随着活性产品进入冷链，当冷链温度高于介质水320的凝固点时，介质水320被束缚在微观空间网络结构内，失去流动性，由于微观空间网络结构肉眼不可见，此时，通过观察部110可见均匀细腻的指示材料300。当冷链温度低于介质水320的凝固点时，介质水320凝结成冰晶，并持续生长，其在生长过程中对蛋白质的微观空间网络结构造成挤压破坏，并最终形成宏观可见的腔体。当温度再度升高至介质水320的熔点以上时，冰晶融化，介质水320从腔体内流出成为液体，此时，通过观察部110可见流动介质水320及布满腔体的海绵状蛋白质310。正常情况下，由于冷链设定温度高于介质水320的凝固点，因此，介质水320被束缚在蛋白质300的微观空间网络结构内，失去流动性，因此，无论外界是否发生震动，其凝固点都不发生变化，解决了传统低阈值温度指示装置采用介质水作为指示剂，导致其指示精度受震动影响的问题。

此外，本发明还提供上述低阈值温度指示装置的制备方法。

请参阅图5，一实施方式的低阈值温度指示装置的制备方法包括步骤S10～S50。

S10、配置蛋白质乳液，将蛋白质310及介质水320混合，搅拌得到蛋白质乳液。

蛋白质乳液中，蛋白质310与介质水320的质量比为10～30:40～60。该蛋白质乳液在一定条件下可发生变性，其在变性过程中蛋白质310凝结成微观空间网络结构，并将介质水320束缚在该微观空间网络结构内，从而使介质水320失去流动性。

具体地，可选的蛋白质310包括：肉蛋白、蛋蛋白、奶蛋白、血红蛋白、豆蛋白、小麦蛋白、谷蛋白、酪蛋白、乳白蛋白、乳清蛋白、白蛋白、卵白蛋白、大豆蛋白、胶蛋白、豆球蛋白、玉米蛋白、麦胶蛋白、大麦蛋白、芸豆蛋白。其它可溶于介质水且变性过程可凝结成微观空间网络结构的蛋白质也可作为本发明的蛋白质310。

S20、在透明壳体100上设置储存室130。

在透明壳体100上通过热压方式设置储存室130，使其局部容纳物体的能力，储存室130边缘形成粘合部120。

具体地，储存室130可为圆柱体、长方体、正方体或多棱柱体中的任意一种。

S30、在储存室130内设置蛋白质乳液。

将蛋白质乳液设置于储存室130处，液面与储存室130的边缘粘合部120保持一定的距离，以防止乳液在生产过程中溢出。

S40、变性处理，使蛋白质乳液凝聚成微观空间网络结构的指示材料300，介质水320束缚在微观空间网络结构内。

蛋白质310在某些物理和化学因素作用下可变性，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，在这个变性过程中，蛋白质310产生凝聚，且该凝聚是不可逆的。

具体地，可选的变性手段包括加热、加入酸、加入碱、加入重金属盐、紫外光照射或超声波作用中的任意一种。

进一步地，可选的酸为强酸，包括盐酸、硫酸、草酸磷酸中的至少一种。可选的碱为强碱，包括氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙中的至少一种。

S50、在所述透明壳体100靠近所述储存室130的一侧密封设置基底层300。

基底层100具有良好的气密性，从而防止介质水320挥发干燥，其与透明壳体100的粘合部120密封连接。

具体地，可选择的密封方式包括但不限于热封、胶水粘连、超声波粘连。可选的基底层100材料包括但不限于高阻隔EVOH复合膜、镀铝复合膜、PET、PVC等等。

在其中一个实施例中，步骤S10中的蛋白质310选自苏州福莱德生物科技有限公司的食品级山松158大豆分离蛋白粉、安徽宏达生物工程有限公司的WPC80乳清蛋白粉或西安博联特化工有限公司的009血红蛋白粉。

在其中一个实施例中，水选自东莞市卓威水处理设备有限公司的zw78高纯蒸馏水、上海景纯水处理技术有限公司的景纯蒸馏水或东莞英韦特自动化设备有限公司LS25KG02蒸馏水。

在其中一个实施例中，重水选自广州市江顺化工科技有限公司的HS001804-25g氧化氘、广东翁江化学试剂有限公司的PB66091氧化氘或杭州禾惠化工有限公司的美国CIL氧化氘。

上述的低阈值温度指示装置附着在活性产品上或者活性产品的包装上，随活性产品一起进去冷链，用户可通过观察低阈值温度指示装置的指示材料300的状态，直观判断活性产品是否因环境温度过低导致活性产品失活变质。

以下为具体地实施例。

实施例1

本实施例的低阈值温度指示装置10的结构示意图可参照图1至图2。透明壳体100的材料为PET，透明壳体100上设有凸起的观察部110，基底层200材料为镀铝复合膜，观察部110与基底层200之间形成储存室130，指示材料300设于储存室130内。指示材料300包括10份蛋白质310、40份介质水320，其中蛋白质310为苏州福莱德生物科技有限公司提供的食品级山松158大豆分离蛋白粉，介质水320为东莞市卓威水处理设备有限公司的zw78高纯蒸馏水，凝固点为0℃。指示材料300经加热变性处理后凝聚成微观空间网络结构，介质水320填充于该微观空间网络结构内，由于受微观空间网络结构束缚，液体水310失去流动性，透过观察部110可看见细腻平滑的指示材料300。使用时，将指示装置10附着在低阈值温度为0℃的活性产品上，随活性产品进入冷链，当冷链温度低于0℃时，部分介质水320率先凝结成晶核，随着时间的推移，并逐渐生长形成可见的冰晶，在此过程中，蛋白质310的微观空间网络结构受冰晶的挤压遭到破坏，形成无数贯穿的宏观腔体。当冷链的温度再度高于低阈值温度0℃后，指示材料300中的介质水320融化成液体，从蛋白质310的宏观腔体中流出，形成布满宏观腔体的海绵状蛋白质310及可分离的介质水。因此，用户可通过观察部110直观判断活性产品是否因温度过低而失活变质。正常情况下，因温度传感物质介质水320被束缚在蛋白质310的微观空间网络结构内，不具备流动性，因此，运输过程中的震动不会对其凝固温度造成影响，即不影响指示装置的指示精度。

实施例2

本实施例的低阈值温度指示装置20的结构示意图可参照图3至图4。透明壳体100的材料为PVC，透明壳体100上设有凸起的观察部110，基底层200材料为高阻隔EVOH复合膜，基底层200远离透明壳体100的一侧设有胶粘层400，胶粘层上设置有剥离层500。观察部110与基底层200之间形成储存室130，指示材料300设于储存室300内。指示材料300包括20份蛋白质310、60份介质水320及0.3份防腐剂乙二醛，其中蛋白质310为西安博联特化工有限公司提供的009血红蛋白粉，介质水320为广州市江顺化工科技有限公司提供的HS001804-25g氧化氘，凝固点为3.8℃。指示材料300经加紫外光照射变性处理后凝聚成微观空间网络结构，介质水320填充于该微观空间网络结构内，由于受微观空间网络结构束缚，液体水310失去流动性，透过观察部110可看见红色细腻平滑的指示材料300。使用时，去除剥离层500，将指示装置10通过胶粘层400附着在低阈值温度为3.8℃的活性产品上，随活性产品进入冷链，当冷链温度低于3.8℃时，部分介质水320率先凝结成晶核，并逐渐生长形成宏观可见的冰晶，在此过程中，蛋白质310的微观空间网络结构受冰晶的挤压遭到破坏，形成无数贯穿的宏观腔体。当冷链的温度再度高于低阈值温度3.8℃后，指示材料300中的介质水320融化成液体，从蛋白质310的宏观腔体中流出，形成布满宏观腔体的海绵状蛋白质310及可分离的介质水320。因此，用户可通过观察部110直观判断活性产品是否因温度过低而失活变质。正常情况下，因温度传感物质介质水320被束缚在蛋白质310的微观空间网络结构内，不具备流动性，因此，运输过程中的震动不会对其凝固温度造成影响，即不影响指示装置的指示精度。

实施例3

本实施例的低阈值温度指示装置与实施例1类似，不同之处在于指示材料300包括30份蛋白质310、80份介质水320及0.8份的防腐剂戊二醛，其中，蛋白质310为安徽宏达生物工程有限公司提供的WPC80乳清蛋白粉，介质水320由40份广州市江顺化工科技有限公司提供的HS001804-25g氧化氘和40份上海景纯水处理技术有限公司提供的景纯蒸馏水混合而成，混合后的凝固点为2℃。指示材料300经草酸变性处理后凝聚成微观空间网络结构，介质水320填充于该微观空间网络结构内，由于受微观空间网络结构束缚，液体水310失去流动性，透过观察部110可看见细腻平滑的指示材料300。将指示装置10附着在低阈值温度为2℃的活性产品上，随活性产品进入冷链，当冷链温度低于2℃时，部分介质水320率先凝结成晶核，并逐渐生长形成宏观可见的冰晶，在此过程中，蛋白质310的微观空间网络结构受冰晶的挤压遭到破坏，形成无数贯穿的宏观腔体。当冷链的温度再度高于低阈值温度2℃后，指示材料300中的介质水320融化成液体，从蛋白质310的宏观腔体中流出，形成布满宏观腔体的海绵状蛋白质310及可分离的介质水。因此，用户可通过观察部110直观判断活性产品是否因温度过低而失活变质。正常情况下，因温度传感物质介质水320被束缚在蛋白质310的微观空间网络结构内，不具备流动性，因此，运输过程中的震动不会对其凝固温度造成影响，即不影响指示装置的指示精度。

实施例4

本实施例的低阈值温度指示装置与实施例2类似，不同之处在于指示材料300包括30份蛋白质310、100份介质水320及1份的防腐剂山梨酸钾，其中，蛋白质310为苏州福莱德生物科技有限公司提供的食品级山松158大豆分离蛋白粉，介质水320由20份广州市江顺化工科技有限公司提供的HS001804-25g氧化氘和80份上海景纯水处理技术有限公司提供的景纯蒸馏水混合而成，混合后的凝固点为3℃。指示材料300经超声波作用变性处理后凝聚成微观空间网络结构，介质水320填充于该微观空间网络结构内，由于受微观空间网络结构束缚，液体水310失去流动性，透过观察部110可看见细腻平滑的指示材料300。将指示装置10附着在低阈值温度为3℃的活性产品上，随活性产品进入冷链，当冷链温度低于3℃时，部分介质水320率先凝结成晶核，并逐渐生长形成宏观可见的冰晶，在此过程中，蛋白质310的微观空间网络结构受冰晶的挤压遭到破坏，形成无数贯穿的宏观腔体。当冷链的温度再度高于低阈值温度3℃后，指示材料300中的介质水320融化成液体，从蛋白质310的宏观腔体中流出，形成布满宏观腔体的海绵状蛋白质310及可分离的介质水。因此，用户可通过观察部110直观判断活性产品是否因温度过低而失活变质。正常情况下，因温度传感物质介质水320被束缚在蛋白质310的微观空间网络结构内，不具备流动性，因此，运输过程中的震动不会对其凝固温度造成影响，即不影响指示装置的指示精度。

实施例5

本实施例的低阈值温度指示装置与实施例1类似，不同之处在于，为降低介质水的凝固点，在介质水中加入无机物氯化钠，制成质量浓度为7％的氯化钠溶液，其凝固点为-4℃。指示材料300经草酸变性处理后凝聚成微观空间网络结构，介质水320填充于该微观空间网络结构内，由于受微观空间网络结构束缚，液体水310失去流动性，透过观察部110可看见细腻平滑的指示材料300。将指示装置10附着在低阈值温度为-4℃的活性产品上，随活性产品进入冷链，当冷链温度低于-4℃时，部分介质水320率先凝结成晶核，并逐渐生长形成宏观可见的冰晶，在此过程中，蛋白质310的微观空间网络结构受冰晶的挤压遭到破坏，形成无数贯穿的宏观腔体。当冷链的温度再度高于低阈值温度-4℃后，指示材料300中的介质水320融化成液体，从蛋白质310的宏观腔体中流出，形成布满宏观腔体的海绵状蛋白质310及可分离的介质水。因此，用户可通过观察部110直观判断活性产品是否因温度过低而失活变质。正常情况下，因温度传感物质介质水320被束缚在蛋白质310的微观空间网络结构内，不具备流动性，因此，运输过程中的震动不会对其凝固温度造成影响，即不影响指示装置的指示精度。

对比实施例1

本实施例的低阈值温度指示装置与实施例1相似，不同之处在于，指示材料300包括9份蛋白质310及40份介质水320。由于微观空间网络结构中水分过多，在常温下，指示材料300中即有部分介质水310渗出，影响指示结果。

对比实施例2

本实施例的低阈值温度指示装置与实施例1相似，不同之处在于，指示材料300包括28份蛋白质310及102份介质水320。由于微观空间网络结构中水分过少，在冷冻情况下，介质水320结晶受形成的腔体过小，融化后形成的海绵状空腔部明显，影响指示结果。

对比实施例3

本实施例的低阈值温度指示装置与实施例2相似，不同之处在于，300包括32份蛋白质310、110份介质水320及1份的防腐剂山梨酸钾。由于微观空间网络结构中水分过多，在常温下，指示材料300中即有部分介质水310渗出，影响指示结果。

实施例6

本实施例的低阈值温度指示装置的制备方法流程图可参阅图5。

(1)配置蛋白质乳液，将10份蛋白质310(苏州福莱德生物科技有限公司提供的食品级山松158大豆分离蛋白粉)与介质水320(东莞市卓威水处理设备有限公司的zw78高纯蒸馏水)混合，搅拌后得到蛋白质乳液。

(2)在透明壳体100上用热压方式设置储藏室130。

(3)在储藏室130内设置蛋白质乳液。

(4)利用烘干温度为80℃的烘道对蛋白质乳液进行加热变性处理，变性后的蛋白质凝聚成微观空间网络结构，介质水被束缚在微观空间网络结构内。

(5)在粘合部110上设置聚氨酯树脂胶黏剂，将基底层200贴合在粘合部110上。

即制成临界温度为0℃的低阈值温度指示装置。

实施例7

本实施例的低阈值温度指示装置的制备方法流程图可参阅图5。

(1)配置蛋白质乳液，将20份蛋白质310(西安博联特化工有限公司提供的009血红蛋白粉)与介质水320(广州市江顺化工科技有限公司提供的HS001804-25g氧化氘)混合，搅拌后得到蛋白质乳液。

(2)在透明壳体100上设置储藏室130。

(3)在储藏室130内设置蛋白质乳液。

(4)利用紫外光照射对蛋白质乳液进行变性处理，变性后的蛋白质310凝聚成微观空间网络结构，介质水被束缚在微观网络空间内。

(5)在粘合部110上设置丙烯酸树脂胶黏剂，将基底层200贴合在粘合部110上。

即制成临界温度为3.8℃的低阈值温度指示装置。

实施例8

本实施例的低阈值温度指示装置的制备方法流程图可参阅图5。

(1)配置蛋白质乳液，将30份蛋白质310(安徽宏达生物工程有限公司提供的WPC80乳清蛋白粉)与介质水320(由40份广州市江顺化工科技有限公司提供的HS001804-25g氧化氘和40份上海景纯水处理技术有限公司提供的景纯蒸馏水混合而成)混合，搅拌后得到蛋白质乳液。

(2)在透明壳体100上设置储藏室130。

(3)在储藏室130内设置蛋白质乳液。

(4)加入0.1ml浓度为1mol/L的草酸溶液对蛋白质乳液进行变性处理，变性后的蛋白质310凝聚成微观空间网络结构，介质水被束缚在微观网络空间内。

(5)在粘合部110上设置丙烯酸树脂胶黏剂，将基底层200贴合在粘合部110上。

即制成临界温度为2℃的低阈值温度指示装置。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种低阈值温度指示装置，其特征在于，包括：

透明壳体，所述透明壳体上设有观察部及围绕所述观察部的粘合部，所述观察部向上凸起；

基底层，所述基底层与所述观察部之间形成储存室，所述粘合部与所述基底层之间密封连接；

指示材料，所述指示材料以质量分数计，包括10份～30份的蛋白质及40份～100份的介质水；

当冷链温度高于所述介质水的凝固点时，所述蛋白质经变性凝聚成微观的空间网络结构，所述介质水填充于所述空间网络结构内，所述指示材料设在所述储存室内；

当冷链温度低于所述介质水的凝固点时，所述蛋白质形成宏观可见的腔体。

2.根据权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述蛋白质选自肉蛋白、蛋蛋白、奶蛋白、血红蛋白、豆蛋白、小麦蛋白、谷蛋白、酪蛋白、乳白蛋白、白蛋白、卵白蛋白、大豆蛋白、胶蛋白、豆球蛋白、玉米蛋白、麦胶蛋白、大麦蛋白、芸豆蛋白中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述介质水选自水、重水或超重水中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的指示装置，其特征在于，所述介质水中还包括可溶于所述介质水的无机化合物，所述无机化合物选自氯化钠、氯化镁、氯化钾及氯化钙中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一所述的指示装置，其特征在于，所述指示材料中还包括0.1份～1份的防腐剂，所述防腐剂选自甲醛、乙二醛、戊二醛、山梨酸钾、苯甲酸、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的指示装置，其特征在于，所述透明壳体材料选自玻璃、PVC、PET或亚克力中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的指示装置，其特征在于，还包括层叠于所述基底层远离所述透明壳体的一侧的胶粘层及粘附于所述胶粘层表面的剥离层。

8.一种低阈值温度指示装置的制备方法，用于制备如权利要求1～7任意一项所述的指示装置，其特征在于，包括如下步骤：

配置蛋白质乳液，将蛋白质及介质水混合，得到蛋白质乳液；

在透明壳体上设置凹陷部位；

在所述凹陷部位设置所述蛋白质乳液；

变性处理，使所述蛋白质乳液在温度高于所述介质水凝固点的环境下凝聚成微观空间网络结构，所述介质水束缚在所述微观空间网络结构内；以及

在所述透明壳体靠近所述凹陷部位的一侧密封设置基底层；其中，所述蛋白质、所述介质水的质量比为10～30:40～60。

9.根据权利要求8所述的低阈值温度指示装置的制备方法，其特征在于，所述变性处理方法选自加热、加入酸、加入碱、加入重金属盐、紫外光照射或超声波作用中的任意一种。

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