【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及活性包装控释，尤其涉及一种具备光响应控释功能的载体材料及其制备方法与其在生物基活性包装中的应用。
技术介绍
1、控释包装的概念是lacoste等于2005年首次提出的，包装作为活性物质的递送系统控制其扩散或释放速率，以延长活性物质的作用时间。控释包装在早期的研究发展中其实质多为缓释，以不同程度地减缓活性物质的扩散或释放速率，而在精确调控释放方面的研究还有所欠缺。
2、2016年，brockgreitens和abbas首次提出了智能控释包装的定义。他们指出，智能控释包装是一种依赖于刺激反应材料(收缩，膨胀，溶解，化学功能变化或自组装)来触发活性化合物释放的包装。刺激可以是包装或食品内部顶部空间的特性(例如ph值，水分活度，气体成分，微生物和污染物)或储存条件(例如温度，相对湿度，光)等。当暴露于环境刺激时，包装系统会释放活性剂并控制其释放速率，以保持或改善食品安全和质量wu等人制备了一种以水分作为刺激源的纳米纤维素增强果胶的气凝胶，该气凝胶可以快速吸收包装内的水分，从而导致孔隙的扩大和部分结构的分解，使负载的百里酚得以释放。heras-mozos等人制备了含有亚胺键的壳聚糖基薄膜用于包装黑莓，在黑莓呼吸作用下顶空微环境中形成酸性条件，刺激亚胺键的水解，释放抗菌挥发物。对于以上刺激响应包装，材料对水分的吸收量、顶空微环境的ph值的变化范围等难以精确控制，因此，类似刺激源的刺激程度较难精准把握。然而，光作为一种非接触的刺激方式，根据现有的科技与手段，其强度、波长、持续时间等参数能被精准地设定，在时间和空间上都
3、光刺激响应允许通过用不同光源照射来控制在载体材料中被遮挡的活性物质的释放。紫外线辐射广泛用于通过诱导载体降解或发生结构变化来启动释放过程。偶氮苯类材料在光响应过程中双键结构的构型变化，具有能垒低，耗能少，无排放，重复性好等优势。由于n＝n双键的存在，偶氮苯具有反式和顺式两种构型，偶氮苯分子在紫外光的照射下，可以快速从反式构型转变为顺式构型，光异构化速度快，光异构化效率高；偶氮苯基团的反式结构更稳定，在热效应或可见光的照射下，它可以从顺式构型转换成反式构型，并且这种光致顺反异构化具有非常良好的可逆性。在分子构型转换过程中，材料的性质差异体现在分子尺寸、紫外-可见吸收光谱、折射率等方面的变化。由于偶氮苯独特的光异构化性质，偶氮苯材料在光控驱动器、太阳能热燃料和药物缓释等领域具有广泛应用，但是在食品活性包装领域鲜有报道。
4、近年来，作为优良载体材料的mofs的后合成功能化修饰成为了开发和拓展mofs独特性质的重要手段。2011年，stock等人首次将偶氮苯分子修饰到mofs骨架的侧链上，构建了基于偶氮苯分子的光响应mof材料。irmof-3的有机配体上自由氨基的存在为其提供了碱基位点，为其功能化合成后修饰提供可能。通过irmof-3的功能化修饰，从而设计或改善irmof-3的特性。在irmof-3的合成后修饰反应中，羧酸、酸酐等与氨基的酰胺化反应是常见的反应类型。liu通过irmof-3骨架中的氨基和乳酸的羧基的缩合反应，将乳酸修饰到irmof-3上对其进行改性用来锚定au3+从而用作催化剂；杨宝春使用叶酸对irmof-3进行功能化修饰后作为抗肿瘤药物的载体，利用叶酸的肿瘤细胞靶向特性，实现抗肿瘤药物的靶向运输；这为irmof-3的功能化修饰提供参考。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具备光响应控释功能的载体材料及其制备方法与其在生物基活性包装中的应用。本专利技术通过功能化修饰将光异构化基团偶氮苯修饰在irmof-3上得到具备光响应控释功能的载体材料；利用该载体材料负载香芹酚后加入到海藻酸钠基膜中制备具有光响应控制香芹酚释放性能的生物基活性包装膜，同时制备的包装膜具有良好的拉伸性能、疏水性能和阻隔性能。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，包含以下结构：
4、
5、其中，pba为具有偶氮苯光异构化基团的偶氮苯-4-苯甲酸，pba-irmof-3是pba修饰在irmof-3的氨基上形成的。
6、进一步地，所述具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，
7、
8、其中，uv为紫外光照，vis/heat为可见光/加热。
9、进一步地，具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，由以下组分制备而成：等网状金属有机框架材料-3(irmof-3)、偶氮苯-4-苯甲酸(pba)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edcl)、1-羟基苯并三唑(hobt)、乙腈(c2h2n)。
10、进一步地，所述具备光响应控释功能的载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11、(1)将pba和edcl超声分散到c2h2n中，磁力搅拌器搅拌得到混合溶液a。
12、(2)将hobt超声分散在c2h2n中，加入到混合溶液a中继续搅拌得到混合溶液b。
13、(3)向混合溶液b种加入irmof-3得到混合悬浊液c，在室温下搅拌得到混合悬浊液d。
14、(4)将混合悬浊液d离心，得到沉淀，用c2h2n洗涤数次后真空干燥得到pba-irmof-3。
15、进一步地，步骤(1)中，所述pba的浓度为0.04～0.12mmol/ml；所述edcl的浓度为0.048～0.144mmol/ml；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为30～50min。
16、进一步地，步骤(2)中，所述hobt的浓度为0.034～0.103mmol/ml；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为40～80min。
17、进一步地，步骤(3)中，所述混合悬浊液c中irmof-3的浓度为2.67～8.00mg/ml；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为12～36h。
18、进一步地，步骤(4)中，所述用c2h2n洗涤沉淀次数为5～8次；真空干燥温度为30～50℃；真空干燥时间为12～36h。
19、进一步地，所述pba-irmof-3的氨基修饰率为25.12％～33.33％。
20、一种上述具备光响应控释功能的载体材料在生物基活性包装中的应用，即生物基光响应控释活性膜的制备，其特征在于，具体制备方法如下：将pba-irmof-3/香芹酚溶于水分散后加入生物基材料，并加水定容得到定溶液，所述生物基材料为天然多糖海藻酸钠，所述pba-irmof-3/香芹酚是用pba-irmof-3负载香芹酚形成的，所述定溶液中pba-irmof-3/香芹酚与海藻酸钠的质量比为0.2～1.0：2.5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，包含以下结构：
2.根据权利要求1所述的具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，由以下组分制备而成：等网状金属有机框架材料-3(IRMOF-3)、偶氮苯-4-苯甲酸(PBA)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDCl)、1-羟基苯并三唑(HOBt)、乙腈(C2H2N)。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的具备光响应控释功能的载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述PBA的浓度为0.04～0.12mmol/mL；所述EDCl的浓度为0.048～0.144mmol/mL；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为30～50min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述HOBt的浓度为0.034～0.103mmol/mL；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为40
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述混合悬浊液C中IRMOF-3的浓度为2.67～8.00mg/mL；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为12～36h。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述用C2H2N洗涤沉淀次数为5～8次；真空干燥温度为30～50℃；真空干燥时间为12～36h。
9.根据权利要求4所述的具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，PBA-IRMOF-3的光异构化基团修饰率为25.12％～33.33％。
10.一种如权利要求1-9任一项所述具备光响应控释功能的载体材料在生物基活性包装膜中的应用，即生物基光响应控释活性膜的制备，其特征在于，具体制备方法如下：将PBA-IRMOF-3/香芹酚溶于水分散后加入生物基材料，并加水定容得到定溶液，所述生物基材料为天然多糖海藻酸钠，所述PBA-IRMOF-3/香芹酚是用PBA-IRMOF-3负载香芹酚形成的，所述定溶液中PBA-IRMOF-3/香芹酚与海藻酸钠的质量比为0.2～1.0：2.5，所述定溶液中PBA-IRMOF-3/香芹酚的质量浓度为2.10～10.53mg/mL，加热搅拌得到混合溶液A；向混合溶液A中加入增塑剂继续搅拌，所述增塑剂为甘油，所述增塑剂与混合溶液A的体积比为1：19，抽真空后得到成膜基液B；将成膜基液B倒入模具，流延成膜，30～60℃温度下干燥10～12h得到海藻酸钠基光响应控释活性膜；向制备的光响应控释活性膜中加入交联剂交联50～70s，；所述交联所用交联剂为5wt％的氯化钙溶液，所述交联剂的用量为0.080～0.112mL/cm2；在相对湿度50％～60％、温度21～25℃下干燥10～12h，得到添加PBA-IRMOF-3/香芹酚的海藻酸钠基光响应控释活性包装膜。
...【技术特征摘要】
1.一种具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，包含以下结构：
2.根据权利要求1所述的具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的具备光响应控释功能的载体材料，其特征在于，由以下组分制备而成：等网状金属有机框架材料-3(irmof-3)、偶氮苯-4-苯甲酸(pba)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edcl)、1-羟基苯并三唑(hobt)、乙腈(c2h2n)。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的具备光响应控释功能的载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述pba的浓度为0.04～0.12mmol/ml；所述edcl的浓度为0.048～0.144mmol/ml；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为30～50min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述hobt的浓度为0.034～0.103mmol/ml；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为40～80min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述混合悬浊液c中irmof-3的浓度为2.67～8.00mg/ml；磁力搅拌速度为200～400r/min；磁力搅拌时间为12～36h。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述用c...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢立新，宁皓月，潘嘹，唐亚丽，卢莉璟，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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