توسعه بسته بندی هوشمند، جهت تعیین فساد مواد غذایی مختلف با استفاده از ترکیبات با حساسیت بالا، انتخاب پذیر، در دسترس با پاسخ دهی سریع، غیر قابل بازگشت و بدون نیاز به ابزار خاص بسیار اهمیت دارد. هدف از این پژوهش ساخت شناساگرهای رنگ سنجی جهت استفاده در بسته بندی هوشمند با استفاده از نانوذرات درتعیین فساد ماهی و رسیدگی میوه موز بود. ابتدا محلول کلوئیدی کمپلکس نانوذرات مس و آلومینیوم با نقاط کوانتومی دوپ شده با نیتروژن با استفاده از روش هیدروترمال و همچنین نانوذرات آهن با استفاده از روش احیای شیمیایی سنتز شد و خصوصیات شیمیایی مختلف محلول ها زمانی که در معرض گاز هیدروژن سولفید حاصل از فساد ماهی و اتیلن حاصل از رسیدگی موز قرار گرفتند بررسی شد. بر اساس نتایج به دست آمده گاز هیدروژن سولفید و اتیلن قابلیت تجمع نانوذرات و رسوب آن ها، تغییر ضریب شکست و ضریب دی الکتریک و متعاقبا تغییر مکان طیف رزونانس پلاسمون سطحی موضعی و خاموش کردن فلورسنس را داشتند. در مرحله دوم محلول های نانوذرات در بستر فیلم آگار جهت ساخت شناساگر رنگ سنجی حاوی نانوذرات تثبیت شدند. خصوصیات مختلف فیزیکی، شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. بعضی از مهم ترین نتایج به دست آمده شامل مقاومت به تغییر pH ، خاصیت مهارکنندگی باکتری، ارزیابی تغییرات رنگ شناساگرها در غلظت های محتلف گاز هیدروژن سولفید و اتیلن و همچنین قابلیت انتخاب پذیری شناساگر حاوی نانوذرات نسبت به گاز هیدروژن سولفید و اتیلن و در نهایت قابلیت گزینش پذیری این دو گاز در حضور سایر گازهای مداخله کننده است. نتایج بررسی نشان داد که فیلم های شناساگر حاوی نانوذرات نسبت به تغییرات pH مقاوم بودند که قابلیت استفاده آن ها را در انواع مواد غذایی مختلف فراهم می کند. بررسی مهاجرت نانوذرات از بستر آگار در دو محیط آبی و روغنی نشان داد که میزان مهاجرت به طور معنی داری در محیط آبی در شناسگر حاوی نانوذرات مس ، آلومینیوم و آهن ( 95/1%، 20/2% و 54/50%) کم تر از محیط روغنی ( 17/30، 75/53% و 76/53%) است. اثر غلظت های مختلف گاز هیدروژن سولفید و اتیلن بر تغییر رنگ شناساگرها معنی دار بود، اما میزان پاسخ دهی شناساگرهای حاوی نانوذرات مختلف نسبت به این دو گاز متفاوت بود. به طوری که کم ترین حد قابل تشخیص و کم ترین حد قابل اندازه گیری به ترتیب در شناساگر حاوی نانوذرات مس(57/10و 03/32 میکرومولار)، آلومینیوم( 93/12 و 20/39 میلی مولار) و آهن ( 59/27 و 61/83 میلی مولار) در برابر گاز هیدروژن سولفید و در برابر گاز اتیلن کم ترین حد قابل تشخیص به ترتیب 94/9، 96/3 و 14/72 میکرومولار و کم ترین حد قابل اندازه گیری 12/30، 01/12 و 61/218 میکرومولار بود. همچنین شناساگرحاوی نانوذرات قابلیت پاسخگویی و شناسایی تنها به گاز هیدروژن سولفید و گاز اتیلن را در میان گازهای احتمالی حاصل از فساد ماهی و رسیدگی و موز را داشتند. در مرحله بعد تغییرات رنگ شناساگر حاوی نانوذرات در برابر فسادماهی در دمای یخچال و رسیدگی موز در دمای محیط و یخچال ارزیابی شد و درنهایت طیف مادون قرمز تبدیل فوریه و طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس ارزیابی شد. نتایج این دو طیف ایجاد پیوند بین نانوذرات و گروه های سولفیدی در گاز هیدروژن سولفید و کربن و هیدروژن موجود در گاز اتیلن را نشان داد. در آخرین مرحله خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ماهی و موز در اثر نگهداری بررسی شد. نتایج تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی ماهی و موز در طی نگهداری با نتایج حاصل از تغییر رنگ شناساگرهای حاوی نانوذرات همخوانی داشت. به طوری که شناساگرهای رنگ سنجی نانوذرات طراحی شده توانستند به خوبی با تغییر رنگ مطلوب میزان فساد و درجه رسیدگی ماهی و موز را شناسایی کنند.
کلمات کلیدی: شناساگر رنگ سنجی، نانوذره، رزونانس پلاسمون سطحی موضعی، آگار، ماهی، موز