هاجر شكرچی زاده
بسته بندی هوشمند، با فراهم سازی امكان پایش غیرمخرب كیفیت، نقش مهمی در تشخیص زودهنگام فساد به ویژه در فرآورده های دریایی ایفا می كند. هدف این پژوهش، ساخت شناساگرهای رنگ سنجی مبتنی بر چارچوب فلز-آلی مس (Cu-BTC) و مس-پروتئین (Cu-BTC@SPI) در دو بستر آگار و كاغذ سلولزی جهت شناسایی گازهای هیدروژن سولفید و آمونیاك حاصل از فساد ماهی در دمای محیط و یخچال است. در مرحله سنتز، محلولCu-BTC و Cu-BTC@SPI به روش رفلاكس تهیه شد و خصوصیات مختلف آن ها بررسی شد. نتایج ساختاری نشان دادند كه Cu-BTC و Cu-BTC@SPI در برابر تركیبات گوگردی و نیتروژنی حاصل از فساد ماهی دچار تغییرات ساختاری از هشت وجهی به ساختارهای بزرگ تر شش وجهی و ارتورومبیك شدند. علاوه بر این، Cu-BTC@SPI به دلیل حضور ماتریس پروتئین سویا دارای اندازه ذرات بزرگ تر و سطح چین خورده تر بود. نتایج FTIR تشكیل ساختار و برهم كنش گازهای فسادزا با مراكز فلزی مس از طریق تغییر نوارهای O-H/N-H، كربوكسیلات و Cu-O تأیید كرد. نتایج جذب-واجذب نیتروژن نشان داد كه Cu-BTC دارای ساختار میكروحفره ای (ایزوترم نوع I) و Cu-BTC@SPI دارای ساختار مزوحفره ای (ایزوترم نوع IV) است كه پس از مواجهه با گازهای فسادزا، بهبود برازش لانگمویر، كاهش سطح ویژه و حجم حفره در هر دو نمونه ناشی از انسداد نسبی منافذ و غالب شدن جذب در تعداد سایت های باقیمانده را تأیید كرد. نتایج طیف سنجی فلورسانس نشان داد كه محلول Cu-BTC دارای بازده كوانتومی 50 درصد است كه در سامانه Cu-BTC@SPI به 75 درصد افزایش یافت و هر دو سامانه در حضور گازهای فسادزا دچار خاموشی فلورسانس از نوع ایستا شدند و ضرایب استرن-والمر بالایی نشان دادند. نتایج UV-Vis نیز كاهش شدت باندهای* و n* در Cu-BTC و جابجایی جزئی این باندها در Cu-BTC@SPIرا تأیید كرد. بررسی ساختار SPI نشان داد كه تشكیل Cu-BTC@SPI موجب كاهش گروه های سولفیدریل، كربونیل و آمین آزاد، افزایش پیوندهای سولفیدی و تغییرات ساختاری ناشی از كئوردیناسیون با Cu می شود. در مرحله دوم چارچوب های فلز-آلی در بستر آگار و كاغذ سلولزی جهت ساخت شناساگر رنگ سنجی تثبیت شدند و خصوصیات مختلف شناساگرمورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد شناساگرهای حاوی Cu-BTC@SPI به دلیل حضور SPI، پایداری بیشتری در برابر تغییرات pH و جذب رطوبت پایین تر داشته و در شرایط مختلف دمایی نیز عملكرد رنگ سنجی آن ها با طیف رنگی گسترده تر و حساسیت بالاتری همراه بود. تحلیل سینتیكی نشان داد جذب گازها عمدتا شیمیایی بوده و حضور SPI موجب افزایش ثابت سرعت (k و k)، ظرفیت تعادلی (q) و نرخ اولیه جذب () شد. تغییرات رنگی شناساگرها در برابر غلظت های مختلف آمونیاك و هیدروژن سولفید معنی دار بود و پاسخ اختصاصی به این دو گاز نشان دادند. حضور SPI موجب كاهش زمان پاسخ شد، در حالی كه نوع بستر با تأثیر بر نفوذ گاز و انتقال جرم، بر سرعت واكنش اثرگذار بود. پاسخ سریع تر هیدروژن سولفید به دلیل قطبیت و هسته دوستی بیشتر و برهم كنش قوی تر با مراكز Cu مشاهده شد. در پایش تازگی ماهی، تغییرات رنگی شناساگرها از آبی به قهوه ای تیره در Cu-BTC و از آبی آسمانی به زرد طلایی متمایل به نارنجی-قهوه ای در Cu-BTC@SPI همراه با افزایش E و پیشرفت فساد بود؛ به طوری كه Cu-BTC@SPI به دلیل دامنه رنگی گسترده تر، تفكیك مراحل فساد را با دقت بیشتری امكان پذیر كرد.

