Introduction Intelligent food packaging as a new technology can maintain the quality and safety of food during its shelf life. This technology uses indicators and sensors that are used in packaging and detects physiological changes in food (due to microbial and chemical degradation). These indicators usually provide information that can be easily identified by the food distributor and the consumer. However, most of the markers currently used are non-renewable and non-degradable synthetic materials. Microalgae that live in both marine and freshwater are a versatile solution for building new biosensors to detect pollutants such as herbicides or heavy metals. These photosynthetic microorganisms are very sensitive to their environmental changes and allow the detection of pollutants. In the past few years, several studies have been conducted in relation to the development, evaluation and application of biosensors using natural compounds in smart food packaging, and some of them are reported and summarized in Table 2. Materials and Methods In these studies, examples are mainly focused on biosensors related to biopolymers, but some other synthetic polymers that are easily degraded have also been used as examples. In Table 2, it is also specified what the function and application of the sensor is and how it reacts to the loss of freshness of food. Most sensors are sensitive to the change in pH caused by the release of volatile nitrogen compounds, and this change is characterized by a colorimetric response. Sensors are usually placed in the space above the food container, avoiding direct contact with the food, but close enough to detect changes in the environment and respond to changes in food quality. When these biosensors are integrated with biopolymers, they are usually incorporated into the polymer structure, and the color change of the layers (film) indicates changes in food quality in the packed product. The collected information also clearly shows that extracts rich in chemical compounds of pigments that change color with pH and especially anthocyanins have been used in these biosensors. In addition, most studies of biosensors have been conducted on fish, meat, and seafood, which is probably because their quality degradation is an important economic loss and also because the pH of the surrounding environment is changed during the degradation process. , and this change is easily detected through pH-sensitive biosensors. Smart food packaging technology has made it possible to monitor food quality by incorporating markers, sensors and radio frequency identification (RFID) into packaging. The technology also allows producers and consumers to trace the history of a product through important points in the food supply chain.Interestingly, some compounds applied and tested in the sensor not only provide a pH-sensitive dye, but also have other bioactive properties, for example, antimicrobial properties, and its presence in the polymer matrix can also incr

1. ‫بهاره‬
‫نوروزی‬
،
"
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫به‬ ‫ها‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫های‬
...
165
Review Article
Vol. 20, No. 1, Mar.-Apr., 2024, p. 165-181
A Review of the Use of Microscopic Algae as Biological Sensors for
Identifying Environmental Pollutants and Smart Packaging of Food Materials
B. Nowruzi 1*1
1- Assisstant Professor, Department of Biotechnology, Faculty of Converging Sciences and Technologies, Islamic Azad
University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
(*- Corresponding Author Email: bahareh.nowruzi@srbiau.ac.ir)
Received: 20.04.2023
Revised: 05.08.2023
Accepted: 10.08.2023
Available Online: 12.08.2023
How to cite this article:
Nowruzi, B. (2024). A review of the use of microscopic algae as biological sensors for
identifying environmental pollutants and smart packaging of food materials. Iranian
Food Science and Technology Research Journal, 20(1), 165-181. (In Persian with
English abstract). https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.81939.1250
Introduction
Intelligent food packaging as a new technology can maintain the quality and safety of food during its shelf life. This
technology uses indicators and sensors that are used in packaging and detects physiological changes in food (due to
microbial and chemical degradation). These indicators usually provide information that can be easily identified by the
food distributor and the consumer. However, most of the markers currently used are non-renewable and non-degradable
synthetic materials. Microalgae that live in both marine and freshwater are a versatile solution for building new biosensors
to detect pollutants such as herbicides or heavy metals. These photosynthetic microorganisms are very sensitive to their
environmental changes and allow the detection of pollutants. In the past few years, several studies have been conducted
in relation to the development, evaluation and application of biosensors using natural compounds in smart food packaging,
and some of them are reported and summarized in Table 2.
Materials and Methods
In these studies, examples are mainly focused on biosensors related to biopolymers, but some other synthetic polymers
that are easily degraded have also been used as examples. In Table 2, it is also specified what the function and application
of the sensor is and how it reacts to the loss of freshness of food. Most sensors are sensitive to the change in pH caused
by the release of volatile nitrogen compounds, and this change is characterized by a colorimetric response. Sensors are
usually placed in the space above the food container, avoiding direct contact with the food, but close enough to detect
changes in the environment and respond to changes in food quality. When these biosensors are integrated with
biopolymers, they are usually incorporated into the polymer structure, and the color change of the layers (film) indicates
changes in food quality in the packed product. The collected information also clearly shows that extracts rich in chemical
compounds of pigments that change color with pH and especially anthocyanins have been used in these biosensors. In
addition, most studies of biosensors have been conducted on fish, meat, and seafood, which is probably because their
quality degradation is an important economic loss and also because the pH of the surrounding environment is changed
during the degradation process. , and this change is easily detected through pH-sensitive biosensors. Smart food packaging
technology has made it possible to monitor food quality by incorporating markers, sensors and radio frequency
identification (RFID) into packaging. The technology also allows producers and consumers to trace the history of a
product through important points in the food supply chain.Interestingly, some compounds applied and tested in the sensor
©2023 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons
Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), which permits use, sharing, adaptation,
distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the
original author(s) and the source.
https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.81939.1250
Iranian Food Science and Technology
Research Journal
Homepage: https://ifstrj.um.ac.ir

2. 166
‫جلد‬ ،‫ایران‬ ‫غذایی‬ ‫صنایع‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫پژوهشهای‬ ‫نشریه‬
20
‫شم‬ ،
‫اره‬
1
،
‫فروردین‬
-
‫اردیبهشت‬
1403
not only provide a pH-sensitive dye, but also have other bioactive properties, for example, antimicrobial properties, and
its presence in the polymer matrix can also increase the storage activity of packaging materials.
Results and Discussion
This paper shows that microalgae can be used as biosensors to detect pollutants such as herbicides, heavy metals and
volatile organic compounds. These biosensors are very sensitive and reproducible for physical or chemical analysis. One
of the main advantages of these microalgal biosensors is that repeated measurements can be performed without extensive
sample preparation. They can also be selective, for example chlorophyll fluorescence emitted from photosynthetic activity
allows the detection of herbicides, while inhibition of alkaline phosphatase and esterase allows the determination of heavy
metals and organophosphate insecticides. Recently, great progress has been made in the identification of genes and related
pathways in microalgae, and powerful techniques for genetic engineering have been developed. Collectively, the progress
achieved in these areas will rapidly increase our ability to genetically optimize the production of more sensitive
microalgae-based biosensors.
Keywords: Biosensors, Food preservation, Freshness of food, Microalgae, Smart packaging

3. ‫بهاره‬
‫نوروزی‬
،
"
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫به‬ ‫ها‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫های‬
...
167
‫مقاله‬
‫مروری‬
‫جلد‬
20
‫شماره‬ ،
1
،
‫فروردین‬
-
‫اردیبهشت‬
1403
،
.‫ص‬
181
-
165
"
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫به‬ ‫ها‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫های‬
‫زیست‬
‫بسته‬ ‫و‬ ‫محیطی‬
‫بندی‬
‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫هوشمند‬ ‫های‬
"
‫نور‬ ‫بهاره‬
‫وزی‬
1
*
:‫دریافت‬ ‫تاریخ‬
31
/
01
/
1402
:‫پذیرش‬ ‫تاریخ‬
19
/
05
/
1402
‫چکیده‬
‫بسته‬
‫به‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫هوشمند‬ ‫بندی‬
‫می‬ ‫جدید‬ ‫فناوری‬ ‫یک‬ ‫عنوان‬
‫حسگرهایی‬ ‫از‬ ‫فناوری‬ ‫این‬ .‫کند‬ ‫حفظ‬ ‫ماندگاری‬ ‫زمان‬ ‫طول‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫ایمنی‬ ‫و‬ ‫کیفیت‬ ‫تواند‬
‫می‬ ‫استفاده‬
‫بسته‬ ‫در‬ ‫کندکه‬
‫ف‬ ‫تغییرات‬ ‫و‬ ‫رفته‬ ‫بکار‬ ‫بندی‬
‫(به‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫یزیولوژیکی‬
‫می‬ ‫تشخیص‬ ‫را‬ )‫شیمیایی‬ ‫و‬ ‫میکروبی‬ ‫تخریب‬ ‫دلیل‬
ً‫ال‬‫معمو‬ ،‫حسگرها‬ ‫این‬ .‫دهد‬
‫می‬ ‫ارائه‬ ‫را‬ ‫اطالعاتی‬
‫توزیع‬ ‫توسط‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫دهند‬
‫مصرف‬ ‫و‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫کننده‬
‫مورد‬ ‫حاضر‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫حسگرهایی‬ ‫بیشتر‬ ،‫حال‬ ‫این‬ ‫با‬ .‫است‬ ‫شناسایی‬ ‫قابل‬ ‫کننده‬
‫می‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬
‫گیر‬
‫تجزیه‬ ‫مصنوعی‬ ‫مواد‬ ،‫ند‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ .‫هستند‬ ‫ناپذیر‬
‫آب‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫هایی‬
‫می‬ ‫زندگی‬ ‫شیرین‬ ‫و‬ ‫دریایی‬ ‫های‬
‫راه‬ ،‫کنند‬
‫حسگرهای‬ ‫ساخت‬ ‫برای‬ ‫کاره‬ ‫همه‬ ‫حلی‬
‫آالینده‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫جدید‬ ‫زیستی‬
‫علف‬ ‫مانند‬ ‫ها‬
‫کش‬
‫میکروارگانیسم‬ ‫این‬ .‫هستند‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫یا‬ ‫ها‬
‫بسیار‬ ‫خود‬ ‫محیطی‬ ‫تغییرات‬ ‫به‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫های‬
‫هستند‬ ‫حساس‬
‫آالینده‬ ‫تشخیص‬ ‫امکان‬ ‫و‬
‫می‬ ‫فراهم‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫به‬ ‫ترکیبات‬ ‫براساس‬ ،‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫اطالعات‬ ‫آخرین‬ ‫بازنگری‬ ‫هدف‬ ‫با‬ ‫مقاله‬ ‫این‬ ،‫بنابراین‬ .‫کنند‬
‫از‬ ‫آمده‬ ‫دست‬
‫عصاره‬
‫می‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫جلبکی‬ ‫ریز‬ ‫های‬
‫به‬ ،‫زیستی‬ ‫پلیمرهای‬ ‫با‬ ‫ارتباط‬ ‫در‬ ‫توانند‬
‫بسته‬ ‫عنوان‬
‫غذ‬ ‫مواد‬ ‫هوشمند‬ ‫بندی‬
‫محدودیت‬ ‫هنوز‬ ،‫حال‬ ‫این‬ ‫با‬ .‫کنند‬ ‫عمل‬ ‫ایی‬
‫وجود‬ ‫هایی‬
.‫کرد‬ ‫غلبه‬ ‫آن‬ ‫بر‬ ،‫برسد‬ ‫تجاری‬ ‫بالغ‬ ‫مرحله‬ ‫به‬ ‫فناوری‬ ‫این‬ ‫اینکه‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫باید‬ ‫که‬ ‫دارد‬
‫واژه‬
‫های‬
:‫کلیدی‬
‫بسته‬
‫هوشمند‬ ‫بندی‬
،
،‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ،‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫تازگی‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬
‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫ماندگاری‬ ،‫ها‬
‫مقدمه‬
1
‫سال‬ ‫در‬
‫اخیر‬ ‫های‬
‫محصوالت‬ ‫آلودگی‬ ‫از‬ ‫متعددی‬ ‫حوادث‬ ‫شاهد‬
‫بوده‬ ‫جهان‬ ‫سراسر‬ ‫در‬ ‫غذایی‬
‫مصرف‬ ‫رشد‬ ‫به‬ ‫رو‬ ‫تقاضای‬ .‫ایم‬
‫کنندگان‬
،‫غذایی‬ ‫محوالت‬ ‫ایمنی‬ ‫از‬ ‫اطمینان‬ ‫برای‬ .‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫فناوری‬ ‫توسعه‬ ‫برای‬
‫محیط‬ ‫توسط‬ ً‫ال‬‫معمو‬ ‫غذا‬ ‫کیفیت‬
‫بسته‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫محصوالت‬ ‫که‬ ‫هایی‬
‫بندی‬
‫مصرف‬ ‫به‬ ‫و‬
‫می‬ ‫داده‬ ‫تحویل‬ ‫کنندگان‬
‫شو‬
‫می‬ ‫تعیین‬ ،‫ند‬
‫مدت‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫شود‬
‫می‬ ‫منفی‬ ‫تأثیر‬ ‫محصوالت‬ ‫کیفیت‬ ‫بر‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫رخ‬ ‫اتفاقی‬ ‫هر‬ ‫است‬ ‫ممکن‬
‫گذارد‬
(
Yam, Takhistov, & Miltz, 2005
)
‫شاخص‬ ‫از‬ ‫برخی‬ .
‫های‬
‫ابت‬
‫می‬ ‫بافت‬ ‫و‬ ‫رنگ‬ ،‫بو‬ ‫مانند‬ ‫دایی‬
‫مصرف‬ ‫توسط‬ ‫توانند‬
‫برای‬ ‫کنندگان‬
‫تالش‬ ،‫بنابراین‬ .‫شوند‬ ‫استفاده‬ ‫محصوالت‬ ‫کیفیت‬ ‫تعیین‬
‫برای‬ ‫هایی‬
1
-
‫فناوری‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫دانشکده‬ ،‫بیوتکنولوژی‬ ‫گروه‬ ‫استادیار‬
‫دانشگاه‬ ،‫تحقیقات‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫واحد‬ ،‫همگرا‬ ‫های‬
‫ایران‬ ،‫تهران‬ ،‫اسالمی‬ ‫آزاد‬
*(
-
:‫مسئول‬ ‫نویسنده‬
bahareh.nowruzi@srbiau.ac.ir
Email:
)
https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.81939.1250
‫بسته‬ ‫مواد‬ ‫توسعه‬
‫می‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫گرفته‬ ‫صورت‬ ‫هوشمند‬ ‫بندی‬
‫به‬ ‫تواند‬
‫عنوان‬
‫اکثر‬ .‫کند‬ ‫عمل‬ ‫غذایی‬ ‫محصوالت‬ ‫کیفیت‬ ‫دادن‬ ‫نشان‬ ‫برای‬ ‫دقیق‬ ‫ابزاری‬
‫بس‬ ‫دارای‬ ‫مواد‬
‫ته‬
‫بسته‬ ‫در‬ ‫حسگرها‬ ‫از‬ ،‫هوشمند‬ ‫بندی‬
‫بندی‬
‫معمولی‬ ‫های‬
‫می‬ ‫استفاده‬
‫کنند‬
(
Halonen et al., 2020
)
.
‫و‬ ‫صنعت‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫آب‬ ‫آلودگی‬
‫در‬ ‫بزرگ‬ ‫مشکل‬ ‫یک‬ ‫به‬ ‫کشاورزی‬
‫نیافته‬ ‫توسعه‬ ‫کشورهای‬ ‫در‬ ،‫است‬ ‫شده‬ ‫تبدیل‬ ‫توسعه‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫کشورهای‬
‫به‬ ‫نزدیک‬
500
‫هدف‬ .‫ندارند‬ ‫دسترسی‬ ‫سالم‬ ‫آشامیدنی‬ ‫آب‬ ‫به‬ ‫نفر‬ ‫میلیون‬
‫آالینده‬ ‫حذف‬ ‫آب‬ ‫تصفیه‬ ‫فرآیندهای‬ ‫تمام‬
‫کاهش‬ ‫حداقل‬ ‫یا‬ ‫موجود‬ ‫های‬
‫آن‬ ‫غلظت‬
‫مطلو‬ ‫نهایی‬ ‫استفاده‬ ‫برای‬ ‫آب‬ ‫تا‬ ،‫است‬ ‫ها‬
.‫شود‬ ‫مناسب‬ ‫خود‬ ‫ب‬
‫آالینده‬ ‫مقدار‬ ‫و‬ ‫ماهیت‬ ‫بتوانیم‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫مهم‬ ‫بسیار‬ ‫امروزه‬ ‫بنابراین‬
‫در‬ ‫ها‬
‫ایران‬ ‫غذایی‬ ‫صنایع‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫پژوهشهای‬ ‫نشریه‬
https://ifstrj.um.ac.ir

4. 168
‫جلد‬ ،‫ایران‬ ‫غذایی‬ ‫صنایع‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫پژوهشهای‬ ‫نشریه‬
20
‫شم‬ ،
‫اره‬
1
،
‫فروردین‬
-
‫اردیبهشت‬
1403
‫برای‬ ‫کلی‬ ‫تحلیلی‬ ‫رویکرد‬ ‫دو‬ ‫حاضر‬ ‫حال‬ ‫در‬ .‫کنیم‬ ‫کنترل‬ ‫خود‬ ‫را‬ ‫محیط‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫منظور‬ ‫این‬
‫آن‬ .‫شود‬
‫فیزیکی‬ ‫آنالیزهای‬ ‫براساس‬ ‫ها‬
‫و‬
‫شیمیایی‬
‫سنجش‬ ‫براساس‬ ‫یا‬ ‫مرسوم‬
‫سن‬ ‫قابل‬ ‫بیولوژیکی‬ ‫های‬
‫اگرچه‬ .‫هستند‬ ‫جش‬
‫تکنیک‬
‫آالینده‬ ‫کمی‬ ‫تعیین‬ ‫و‬ ‫تشخیص‬ ،‫استاندارد‬ ‫تحلیلی‬ ‫های‬
‫های‬
‫امکان‬ ‫را‬ ‫خاص‬
‫می‬ ‫پذیر‬
.‫هستند‬ ‫هم‬ ‫پرهزینه‬ ‫و‬ ‫پیچیده‬ ‫بسیار‬ ،‫سازند‬
‫آن‬ ،‫این‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬
‫نمی‬ ‫ها‬
‫داده‬ ‫توانند‬
‫فراهم‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫هایی‬
‫زیستی‬ ‫سازی‬
‫آالینده‬
‫آن‬ ‫اثرات‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫سیستم‬ ‫بر‬ ‫ها‬
‫دهند‬ ‫ارائه‬ ‫زنده‬ ‫های‬
(
Aydınoğlu,
2020
)
.
‫هدف‬ ‫تشخیص‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫تبدیل‬ ‫با‬ ‫خاص‬ ‫های‬
‫سیگنال‬
‫به‬ ‫های‬
‫سیگنال‬ ‫به‬ ‫آمده‬ ‫دست‬
‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫برای‬ ‫متناسب‬ ‫های‬
‫می‬ ‫عمل‬ ‫بیشتر‬
‫عنصر‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫کاربردی‬ ً‫ال‬‫کام‬ ‫زیستی‬ ‫حسگر‬ ‫یک‬ .‫کنند‬
‫مبدل‬ ،‫تشخیص‬
‫کالری‬ ،‫(الکتروشیمیایی‬ ‫ها‬
‫و‬ )‫جرم‬ ‫تغییر‬ ‫و‬ ‫نوری‬ ،‫سنجی‬
‫تقویت‬ ‫(شامل‬ ‫الکترونیکی‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬
‫پردازند‬ ،‫سیگنال‬ ‫کننده‬
‫نمایش‬ ‫و‬ ‫ه‬
‫جلبک‬ ‫بیولوژیکی‬ ‫اهمیت‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫تشکیل‬ )‫داده‬
‫طراحی‬ ،‫ها‬
‫سلول‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫رفع‬ ‫برای‬ ‫جلبکی‬ ‫های‬
‫محدودیت‬
‫روش‬ ‫های‬
،‫حساسیت‬ ‫نظر‬ ‫از‬ ‫فعلی‬ ‫تحلیلی‬ ‫زیست‬ ‫های‬
‫ت‬
‫وان‬
‫سیستم‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫است‬ ‫آمده‬ ‫پدید‬ ‫استفاده‬ ‫سهولت‬ ،‫عملیاتی‬
‫تر‬ ،‫ها‬
‫کیبات‬
‫می‬ ‫را‬ ‫محیطی‬ ‫سمی‬
‫سیگنال‬ ‫بر‬ ‫نظارت‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫توان‬
‫های‬
‫سلول‬ ‫توسط‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫بیوالکتروشیمیایی‬
‫به‬ ‫جلبکی‬ ‫های‬
‫عناصر‬ ‫عنوان‬
‫جلبک‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ .‫کرد‬ ‫شناسایی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگر‬
‫ه‬
،‫ا‬
‫ت‬ ‫برای‬ ‫جذابی‬ ‫ابزارهای‬
‫آنالیت‬ ‫شخیص‬
‫زیست‬ ‫های‬
‫ب‬ ‫امنیتی‬ ‫و‬ ‫محیطی‬
‫ه‬
‫طوالنی‬ ،‫حساس‬ ‫روشی‬
‫حسگر‬ ‫چندین‬ ،‫رو‬ ‫این‬ ‫از‬ .‫هستند‬ ‫ترکیبی‬ ‫و‬ ‫مدت‬
‫آفت‬ ،‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫گذشته‬ ‫دهه‬ ‫در‬ ‫جلبکی‬ ‫زیستی‬
‫کش‬
‫ها‬
‫شده‬ ‫ایجاد‬ ‫فرار‬ ‫آلی‬ ‫ترکیبات‬ ‫و‬
‫دستکار‬ ‫سهولت‬ ،‫باال‬ ‫حساسیت‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫اند‬
‫ی‬
‫انعطاف‬ ‫و‬ ‫پایداری‬ ،‫ژنتیکی‬
‫پذیری‬
‫فراهم‬ ‫را‬ ‫حسگرها‬ ‫از‬ ‫جدیدی‬ ‫نسل‬ ،
‫می‬
‫کنند‬
‫(جدول‬
1
.)
‫دستگاه‬ ‫این‬
‫تشخیص‬ ‫امکان‬ ‫میکروالکترونیکی‬ ‫های‬
‫می‬ ‫فراهم‬ ‫را‬ ‫هوا‬ ‫یا‬ ‫آب‬ ،‫بدن‬ ‫مایعات‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫مواد‬ ‫انواع‬ ‫دقیق‬ ‫و‬ ‫سریع‬
‫روش‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ .‫کنند‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫اولیه‬ ‫هشدار‬ ‫های‬
‫باعث‬ ‫ها‬
‫حس‬ ‫توسعه‬
‫دقیق‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ‫ارزیابی‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫سلول‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫گرهای‬
‫با‬ .‫است‬ ‫محیطی‬ ‫آب‬ ‫ایمنی‬ ‫برای‬ ‫مهم‬ ‫موضوع‬ ‫یک‬ ‫امروزه‬ ‫آب‬ ‫سمیت‬
‫اندازه‬ ،‫حال‬ ‫این‬
‫آب‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫شیمیایی‬ ‫مواد‬ ‫از‬ ‫یک‬ ‫هر‬ ‫سمیت‬ ‫گیری‬
‫گسترده‬ ‫طیف‬ ‫زیرا‬ ،‫است‬ ‫دشوار‬
‫دارند‬ ‫وجود‬ ‫آب‬ ‫در‬ ‫شیمیایی‬ ‫مواد‬ ‫از‬ ‫ای‬
(Ejeian et al., 2018)
.
‫روش‬ ‫مفیدترین‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ،‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫اندازه‬ ‫های‬
‫سمیت‬ ‫گیری‬
‫فاضالب‬ ‫در‬
‫می‬ ‫صنعتی‬ ‫و‬ ‫محیطی‬ ‫های‬
‫زیست‬ ‫از‬ ‫بسیاری‬ .‫باشند‬
‫سنجی‬
‫جلبک‬ ‫براساس‬ ‫ها‬
‫باکتری‬ ،‫ها‬
‫بافت‬ ،‫ها‬
‫سلول‬ ‫و‬ ‫گیاهی‬ ‫های‬
‫حیوانی‬ ‫های‬
‫سال‬ ‫در‬
‫یافته‬ ‫توسعه‬ ‫اخیر‬ ‫های‬
‫به‬ .‫اند‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ،‫خاص‬ ‫طور‬
‫به‬ ‫ها‬
‫دلیل‬
‫تکرار‬ ‫و‬ ‫حساسیت‬
‫به‬ ‫باال‬ ‫پذیری‬
‫گسترده‬ ‫طور‬
‫سمیت‬ ‫سنجش‬ ‫برای‬ ‫ای‬
1- Volatile organic compounds
‫می‬ ‫استفاده‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ .‫شوند‬
،‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫طراحی‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫در‬ ‫جلبکی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگر‬ ‫چندین‬ .‫است‬ ‫جدید‬ ‫بسیار‬ ‫بیوتکنولوژی‬ ‫در‬
‫به‬ ‫گذشته‬ ‫دهه‬ ‫طول‬
‫علف‬ ‫شناسایی‬ ‫منظور‬
‫کش‬
‫فرار‬ ‫آلی‬ ‫ترکیبات‬ ،‫ها‬
(
VOC
)
1
‫شناسایی‬ ‫حتی‬ ‫و‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ،
‫جنگ‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫ترکیبات‬
‫های‬
‫یافته‬ ‫توسعه‬ ‫شیمیایی‬
‫فعالیت‬ ،‫ریزجلبکی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫در‬ .‫اند‬
‫اندازه‬ ‫زنده‬ ‫موجود‬ ‫متابولیک‬
‫می‬ ‫گیری‬
‫اطراف‬ ‫محیط‬ ‫در‬ ‫سمی‬ ‫مواد‬ .‫شود‬
‫سلول‬
‫آن‬ ‫متابولیک‬ ‫فعالیت‬ ‫بر‬ ‫زیادی‬ ‫تأثیر‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫اثر‬ ‫این‬ ‫و‬ ‫دارند‬ ‫ها‬
‫تواند‬
‫سیگنال‬ ‫به‬
‫شو‬ ‫تبدیل‬ ‫نوری‬ ‫یا‬ ‫الکتریکی‬ ‫های‬
‫د‬
(
Poyatos-Racionero,
Ros-Lis, Vivancos, & Martínez-Máñez, 2018
)
‫در‬ .
‫جدول‬
1
،
‫انواع‬
‫حسگ‬
‫سویه‬ ‫و‬ ‫آن‬ ‫نوع‬ ،‫جلبکی‬ ‫ریز‬ ‫زیستی‬ ‫رهای‬
‫تولید‬ ‫های‬
‫آن‬ ‫کننده‬
.‫است‬ ‫آمده‬ ‫ها‬
‫پیشرفت‬ ‫آخرین‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫آن‬ ‫هدف‬ ‫حاضر‬ ‫مروری‬ ‫مقاله‬ ‫در‬
‫های‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫زمینه‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫حاصل‬
‫به‬ ‫ها‬
‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬
‫علف‬ ‫مانند‬ ‫هایی‬
‫کش‬
‫و‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ،‫ها‬
‫فرا‬ ‫آلی‬ ‫ترکیبات‬
‫عالوه‬ ،‫گیرد‬ ‫قرار‬ ‫بررسی‬ ‫مورد‬ ‫ر‬
‫در‬ ‫آنها‬ ‫نقش‬ ‫آن‬ ‫بر‬
‫بسته‬
‫می‬ ‫قرار‬ ‫بررسی‬ ‫مورد‬ ‫تفسیر‬ ‫به‬ ‫نیز‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫هوشمند‬ ‫بندی‬
.‫گیرد‬
‫طبیعی‬ ‫ترکیبات‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫میکروارگانیسم‬ ‫رشد‬
‫مواد‬ ‫تخریب‬ ‫دالیل‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫ت‬ ‫با‬ ‫آن‬ ‫تازگی‬ ‫رفتن‬ ‫بین‬ ‫از‬ ‫به‬ ‫منجر‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫غذایی‬
‫متابولی‬ ‫ولید‬
‫ت‬
‫هایی‬
‫می‬
‫بسته‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫حسگرهای‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫شود‬
.‫است‬ ‫تشخیص‬ ‫قابل‬ ‫بندی‬
‫متابولیت‬ ‫تشکیل‬ ‫یا‬ ‫وجود‬
‫اکسید‬ ‫دی‬ ،‫فرار‬ ‫نیتروژن‬ ‫ترکیبات‬ ‫مانند‬ ‫هایی‬
‫آمین‬ ،‫کربن‬
‫نمونه‬ ‫گوگردی‬ ‫ترکیبات‬ ‫یا‬ ‫اتانول‬ ،‫بیوژنیک‬ ‫های‬
‫هایی‬
،‫گوشت‬ .‫هستند‬ ‫تشخیص‬ ‫قابل‬ ‫تازگی‬ ‫حسگرهای‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫هستند‬
‫م‬
‫میوه‬ ،‫دریایی‬ ‫غذاهای‬ ،‫اهی‬
‫شدنی‬ ‫فاسد‬ ‫محصوالت‬ ‫سبزیجات‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫آن‬ ‫کیفیت‬ ‫از‬ ‫اطمینان‬ ‫و‬ ‫هستند‬
‫مصرف‬ ‫از‬ ‫محافظت‬ ‫برای‬ ‫ها‬
‫در‬ ‫کننده‬
‫برابر‬
‫متابولیت‬
‫بسیار‬ ‫آن‬ ‫تخریب‬ ‫فرآیند‬ ‫طول‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫خطرناک‬ ‫های‬
‫می‬ ‫کاهش‬ ‫میکروبی‬ ‫رشد‬ ‫با‬ ‫گوشت‬ ‫تازگی‬ .‫است‬ ‫مهم‬
‫به‬ ‫منجر‬ ‫که‬ ‫یابد‬
‫ترکی‬ ‫چندین‬ ‫تشکیل‬
‫ان‬ ،‫استیک‬ ‫اسید‬ ‫مانند‬ ‫ب‬
-
‫آمین‬ ‫و‬ ‫بوتیرات‬
‫های‬
‫می‬ ‫بیوژنیک‬
‫می‬ ‫خطر‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫گوشت‬ ‫کیفیت‬ ‫ترکیبات‬ ‫این‬ ‫تشکیل‬ .‫شود‬
‫می‬ ‫بنابراین‬ ،‫اندازد‬
‫آن‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫تازگی‬ ‫حسگر‬ ‫از‬ ‫توان‬
‫استفاده‬ ‫ها‬
‫غذا‬ ‫و‬ ‫ماهی‬ ‫در‬ .‫کرد‬
‫بازی‬ ‫نیتروژن‬ ‫کل‬ ‫مقدار‬ ‫با‬ ً‫ا‬‫عمدت‬ ‫فساد‬ ،‫دریایی‬ ‫های‬
( ‫فرار‬
N
-
TVB
)
2
‫آمین‬ ‫وجود‬ ‫و‬
‫کربوناسیون‬ ‫دی‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫بیوژنیک‬ ‫های‬
‫می‬ ‫داده‬ ‫نشان‬ ،‫میکروبیولوژیکی‬ ‫عملکرد‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫آمینه‬ ‫اسیدهای‬
.‫شود‬
‫دی‬ ‫یا‬ ‫اتانول‬ ‫مانند‬ ‫گازهایی‬ ‫یا‬ ‫بخارات‬ ‫تولید‬ ،‫این‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬
‫اکسی‬
‫کربن‬ ‫د‬
(
2
CO
‫میکروارگانیسم‬ ‫توسط‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ )
‫می‬ ‫کاهش‬ ‫را‬ ‫غذا‬ ‫کیفیت‬ ‫ها‬
‫متابولیت‬ .‫دهد‬
‫می‬ ‫را‬ ‫تولیدی‬ ‫های‬
‫تازگی‬ ‫حسگرهای‬ ‫توسط‬ ‫توان‬
‫داد‬ ‫تشخیص‬
(
Azman, Khairul, & Sarbon, 2022
)
.
2- The total amount of volatile nitrogen

5. ‫بهاره‬
‫نوروزی‬
،
"
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫به‬ ‫ها‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫های‬
...
169
‫جدول‬
1
-
‫جلبکی‬ ‫ریز‬ ‫حسگرهای‬ ‫زیست‬
Table 1- Microalgae biosensors
‫منبع‬
References
‫محدودیت‬
‫شناسایی‬
Detection limit
‫روش‬ ‫نوع‬
Method type
‫آلی‬ ‫غیر‬/‫آلی‬
Inorganic/organic
‫سویه‬
Strain
(
Shitanda, Takada, Sakai, & Tatsuma, 2005
)
2
-
300
‫بر‬ ‫میکرومول‬
‫دسی‬ ‫کوبیک‬
‫متر‬
3000 μmol
–
2
3
−
dm
‫آمپرومتری‬
‫آلی‬
Organic
Chlorella vulgaris
‫آلجینات‬ ‫ژل‬ ‫در‬
Chlorella vulgaris in alginate
gel
(
Allouzi et al., 2022
)
1
‫کوبیک‬ ‫بر‬ ‫میکرومول‬
‫دسی‬
‫متر‬
3
−
1 μmol dm
‫آمپرومتری‬
‫آلی‬
Organic
Chlorella vulgaris
(
Altamirano et al., 2004
)
5
/
0
‫لیتر‬ ‫بر‬ ‫میکرومول‬
1
−
0.5 μmol L
‫نوری‬
‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic
Dictyosphaerium chlorelloides
(
Tajes-Martinez, Beceiro-Gonzalez,
Muniategui-Lorenzo, & Prada-Rodriguez,
2006
)
5
/
0
-
4
‫بر‬ ‫میکروگرم‬
‫لیتر‬
1
−
4 μg L
–
0.5
‫رقت‬
‫سازی‬
‫و‬ ‫متوالی‬ ‫های‬
‫هدایت‬
‫سنجی‬
‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic
Chlorella vulgaris
‫میکروستون‬ ‫در‬
‫سیلیکایی‬ ‫های‬
Chlorella vulgaris in silica
micro-columns
(
Guedri & Durrieu, 2008
)
ppb
10
10 ppb
‫هدایت‬
‫سنجی‬
‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic
Chlorella vulgaris
‫الکترود‬ ‫دو‬ ‫بین‬
‫پالتینوم‬
Chlorella vulgaris between two
platinum electrodes
(
Chouteau, Dzyadevych, Chovelon, &
Durrieu, 2004; Claude Durrieu & Tran-
Minh, 2002
)
ppb
1
1 ppb
‫نوری‬
‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic
‫تثبیت‬
Chlorella vulgaris
‫سرم‬ ‫در‬
‫آلبومین‬ ‫بوین‬
Chlorella vulgaris immobilized
in BSA
(
Peña-Vázquez, Pérez-Conde, Costas, &
Moreno-Bondi, 2010
)
6
/
0
‫میلی‬
‫لیتر‬ ‫بر‬ ‫گرم‬
1
−
0.6 mg L
‫نوری‬
‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic
Dictyosphaerium chlorelloides
‫سل‬ ‫سیلیکای‬ ‫ماتریکس‬ ‫در‬
-
‫ژل‬
Dictyosphaerium chlorelloides
in sol-gel
silica matrix
(Rahman et al., 2011)
2
/
0
‫و‬
06
/
0
‫میلی‬
‫موالر‬
‫لیتر‬ ‫بر‬
0.2 and 0.06
1
−
mmol L
‫نوری‬
‫آلی‬/‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic/organic
Synechococcus PCC 7942
‫تثبیت‬
‫پلی‬ ‫در‬ ‫شده‬
‫الکل‬ ‫ونیل‬
Synechococcus PCC 7942
immobilized in PVA
(
Rathnayake, Munagamage, Pathirathne, &
Megharaj, 2021
)
‫از‬ ‫کمتر‬
5
‫میلی‬
‫بر‬ ‫گرم‬
‫لیتر‬
1
−
<5 mg L
‫نوری‬
‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic
Synechococcus
(
Verma, Kaur, & Kumar, 2011
)
4
/
0
‫میلی‬
‫لیتر‬ ‫بر‬ ‫گرم‬
1
−
0.4 mg L
‫آپرومتری‬
‫آلی‬ ‫غیر‬
Inorganic
Anabaena torulosa
‫روی‬ ‫شده‬ ‫تثبیت‬
‫اکسیژن‬ ‫الکترود‬
Anabaena torulosa immobilized
on an oxygen electrode
(
De Stefano, Rendina, De Stefano, Bismuto,
& Maddalena, 2005b; Verma et al., 2011
)
ppb
10
10 ppm
‫نوری‬
‫آلی‬
Organic
Thalassiosira rotula
،‫توسعه‬ ‫با‬ ‫رابطه‬ ‫در‬ ‫متعددی‬ ‫مطالعات‬ ‫گذشته‬ ‫سال‬ ‫چند‬ ‫در‬
‫ارزیاب‬
‫و‬ ‫ی‬
‫بسته‬ ‫در‬ ‫طبیعی‬ ‫ترکیبات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫کاربرد‬
‫بندی‬
‫آن‬ ‫از‬ ‫برخی‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫شده‬ ‫انجام‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫هوشمند‬
‫در‬ ‫ها‬
‫جدول‬
2
‫شده‬ ‫خالصه‬ ‫و‬ ‫گزارش‬
‫نمونه‬ ،‫مطالعات‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫اند‬
‫روی‬ ‫بر‬ ً‫ا‬‫عمدت‬ ‫ها‬
‫زیست‬ ‫پلیمرهای‬ ‫با‬ ‫مرتبط‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫بر‬ ‫اما‬ ،‫بوده‬ ‫متمرکز‬ ‫ی‬
‫خی‬
‫می‬ ‫تجزیه‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫مصنوعی‬ ‫پلیمرهای‬ ‫از‬ ‫دیگر‬
‫به‬ ‫نیز‬ ،‫شوند‬
‫عنوان‬
‫در‬ .‫است‬ ‫رفته‬ ‫بکار‬ ‫نمونه‬
‫جدول‬
2
‫عملکرد‬ ‫که‬ ‫شده‬ ‫مشخص‬ ‫همچنین‬
1- Colorimetric response
‫نشان‬ ‫واکنش‬ ‫غذا‬ ‫تازگی‬ ‫رفتن‬ ‫بین‬ ‫از‬ ‫به‬ ‫چگونه‬ ‫و‬ ‫حسگرچیست‬ ‫کاربرد‬ ‫و‬
‫می‬
‫دهد‬
(
Hemavathi & Siddaramaiah, 2018
)
.
‫تغییر‬ ‫به‬ ‫حسگرها‬ ‫بیشتر‬
pH
‫فرار‬ ‫نیتروژن‬ ‫ترکیبات‬ ‫انتشار‬ ‫از‬ ‫ناشی‬
‫رنگ‬ ‫پاسخ‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫تغییر‬ ‫این‬ ‫و‬ ،‫هستند‬ ‫حساس‬
‫سنجی‬
1
‫می‬ ‫مشخص‬
)‫غذا‬ ‫با‬ ‫مستقیم‬ ‫تماس‬ ‫(عدم‬ ‫غذا‬ ‫ظرف‬ ‫باالی‬ ‫فضای‬ ‫در‬ ‫حسگرها‬ .‫گردد‬
‫می‬ ‫قرار‬
‫تغییرات‬ ‫تا‬ ‫هستند‬ ‫غذا‬ ‫سطح‬ ‫نزدیک‬ ‫کافی‬ ‫اندازه‬ ‫به‬ ‫و‬ ،‫گیرند‬
‫دهند‬ ‫تشخیص‬ ‫را‬ ‫محیط‬
‫هنگامی‬ .‫دهند‬ ‫پاسخ‬ ‫غذا‬ ‫کیفیت‬ ‫تغییرات‬ ‫به‬ ‫و‬

6. 170
‫جلد‬ ،‫ایران‬ ‫غذایی‬ ‫صنایع‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫پژوهشهای‬ ‫نشریه‬
20
‫شم‬ ،
‫اره‬
1
،
‫فروردین‬
-
‫اردیبهشت‬
1403
‫حسگر‬ ‫این‬ ‫که‬
‫پلیمر‬ ‫با‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
‫می‬ ‫ادغام‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
ً‫ال‬‫معمو‬ ،‫شوند‬
‫می‬ ‫گنجانده‬ ‫پلیمری‬ ‫ساختار‬ ‫در‬
‫الیه‬ ‫رنگ‬ ‫تغییر‬ ‫و‬ ‫شوند‬
‫نشانگر‬ ،)‫(فیلم‬ ‫ها‬
‫بسته‬ ‫محصول‬ ‫در‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫کیفیت‬ ‫تغییرات‬
‫جمع‬ ‫اطالعات‬ .‫است‬ ‫بندی‬
‫وضو‬ ‫به‬ ‫همچنین‬ ‫شده‬ ‫آوری‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫ح‬
‫عصاره‬ ‫که‬ ،‫دهد‬
‫از‬ ‫غنی‬ ‫های‬
‫رنگدانه‬ ‫شیمیایی‬ ‫ترکیبات‬
‫با‬ ‫که‬ ‫ها‬
pH
‫می‬ ‫رنگ‬ ‫تغییر‬
‫ویژه‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫دهند‬
‫آنتوسیانین‬
‫حسگر‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫گرفته‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
.‫اند‬
(
Sobhan, Muthukumarappan, & Wei, 2021
)
.
‫حسگر‬ ‫مطالعات‬ ‫بیشتر‬ ،‫این‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬
،‫ماهی‬ ‫روی‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
‫غذا‬ ‫و‬ ‫گوشت‬
‫است‬ ‫دلیل‬ ‫این‬ ‫به‬ ً‫ال‬‫احتما‬ ‫که‬ ،‫گرفته‬ ‫صورت‬ ‫دریایی‬ ‫های‬
‫آن‬ ‫کیفیت‬ ‫کاهش‬ ‫که‬
‫در‬ ‫همچنین‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫مهم‬ ‫اقتصادی‬ ‫ضرر‬ ‫یک‬ ‫ها‬
،‫تخریب‬ ‫فرآیند‬
pH
‫از‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫تغییر‬ ‫این‬ ‫و‬ ،‫کرده‬ ‫تغییر‬ ‫اطراف‬ ‫محیط‬
‫حسگر‬ ‫طریق‬
‫ح‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
‫به‬ ‫ساس‬
pH
‫می‬ ‫شناسایی‬
.‫شود‬
(
Mallick,
2002
)
.
‫شده‬ ‫آزمایش‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫اعمال‬ ‫ترکیبات‬ ‫از‬ ‫برخی‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫توجه‬ ‫جالب‬
‫به‬ ‫حساس‬ ‫رنگ‬ ‫تنها‬ ‫نه‬ ،‫حسگر‬ ‫در‬
pH
‫می‬ ‫ارائه‬ ‫را‬
‫دارای‬ ‫بلکه‬ ،‫دهند‬
‫به‬ ،‫هستند‬ ‫نیز‬ ‫دیگری‬ ‫فعال‬ ‫زیست‬ ‫خواص‬
‫خواص‬ ،‫مثال‬ ‫عنوان‬
‫ضدمی‬
‫می‬ ‫نیز‬ ‫پلیمری‬ ‫ماتریکس‬ ‫در‬ ‫آن‬ ‫حضور‬ ‫و‬ ‫کروبی‬
‫فعالیت‬ ‫تواند‬
‫بسته‬ ‫مواد‬ ‫نگهداری‬
‫فرار‬ ‫گازهای‬ ،‫فساد‬ ‫طول‬ ‫در‬ .‫دهد‬ ‫افزایش‬ ‫را‬ ‫بندی‬
‫می‬ ‫آزاد‬ ‫زمان‬ ‫طول‬ ‫در‬ ‫متفاوتی‬
‫آن‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫که‬ ‫شوند‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫ها‬
‫پروتئین‬ ‫میکروبی‬ ‫متابولیسم‬ .‫است‬ ‫فرار‬
‫رایج‬ ،‫ها‬
‫شده‬ ‫یافت‬ ‫اشکال‬ ‫ترین‬
،‫آمونیاک‬
‫و‬ ‫آمین‬ ‫متیل‬ ‫دی‬
‫به‬ ‫مجموع‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫هستند‬ ‫آمین‬ ‫متیل‬ ‫تری‬
‫عنوان‬
TVB-N
‫می‬ ‫شناخته‬
‫تشخیص‬ ‫روش‬ .‫شوند‬
TVB-N
‫نیازمند‬
‫گسترده‬ ‫آزمایشگاهی‬ ‫کار‬
‫تیتراسیون‬ ‫و‬ ‫استخراج‬ ‫شامل‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫ای‬
‫است‬ ‫فرار‬ ‫بازهای‬
(
Monique, 2015
)
‫ایجاد‬ ‫با‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ،‫بنابراین‬ .
‫بتواند‬ ‫که‬ ‫زیستی‬ ‫شاخص‬ ‫یا‬ ‫حسگر‬ ‫یک‬
TVBN
،‫دهد‬ ‫تشخیص‬ ‫را‬
‫باشد‬ ‫سودمند‬
.
‫متابولیت‬ ‫سایر‬ ‫برخالف‬
‫نشان‬ ‫پارامترهای‬ ‫برای‬ ‫فقط‬ ‫که‬ ‫ها‬
‫آمین‬ ،‫هستند‬ ‫استفاده‬ ‫قابل‬ ‫کیفیت‬ ‫دهنده‬
‫اثرات‬ ‫دارای‬ ‫بیوژنیک‬ ‫های‬
‫آمین‬ ‫مقدار‬ .‫هستند‬ ‫موجودات‬ ‫در‬ ‫سمی‬
‫ها‬
‫می‬ ‫بیوژنیک‬ ‫ی‬
‫طول‬ ‫در‬ ‫تواند‬
‫یابد‬ ‫افزایش‬ ‫میکروبی‬ ‫تخمیر‬ ‫فرآیند‬ ‫و‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫فساد‬
(
Ladero,
Calles-Enríquez, Fernández, & A Alvarez, 2010
)
‫آمین‬ .
‫های‬
‫آمیناسیون‬ ‫یا‬ ‫آزاد‬ ‫آمینه‬ ‫اسیدهای‬ ‫کربوکسیالسیون‬ ‫از‬ ً‫ال‬‫معمو‬ ‫بیوژنیک‬
‫ترانس‬ ‫و‬
‫کتون‬ ‫و‬ ‫آلدهیدها‬ ‫آمیناسیون‬
‫می‬ ‫تولید‬ ‫ها‬
‫سطوح‬ ‫بر‬ ‫نظارت‬ .‫شوند‬
‫آمین‬
‫نوشیدنی‬ ‫و‬ ‫غذاها‬ ‫در‬ ‫بیوژنیک‬ ‫های‬
‫تنها‬ ‫نه‬ ‫شده‬ ‫فرآوری‬ ‫و‬ ‫تازه‬ ‫های‬
‫آن‬ ‫سمی‬ ‫خطرات‬ ‫دلیل‬ ‫به‬
‫آن‬ ‫سودمندی‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫بلکه‬ ،‫ها‬
‫به‬ ‫ها‬
‫عنوان‬
‫مانند‬ ،‫نشده‬ ‫تخمیر‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫در‬ ‫نامطلوب‬ ‫میکروبی‬ ‫فعالیت‬ ‫از‬ ‫شاخصی‬
‫فرآورده‬
‫چندین‬ .‫است‬ ‫توجه‬ ‫مورد‬ ‫بسیار‬ ،‫شده‬ ‫پخته‬ ‫و‬ ‫تازه‬ ‫گوشتی‬ ‫های‬
‫برای‬ ‫گلوتاماز‬ ‫ترانس‬ ‫یا‬ ‫اکسیدازها‬ ‫آمین‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگر‬
‫آمین‬ ‫تشخیص‬
‫شده‬ ‫ساخته‬ ‫بیوژنیک‬ ‫های‬
‫اند‬
(
Okuma, Okazaki,
Usami, & Horikoshi, 2000; Punakivi, Smolander, Niku-
Paavola, Mattinen, & Buchert, 2006
)
.
‫جمع‬ ‫اطالعات‬ ‫ادامه‬ ‫در‬
‫در‬ ‫شده‬ ‫خالصه‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫آوری‬
‫جدول‬
2
،
‫گسترده‬ ‫توضیحات‬
‫می‬ ‫ارائه‬ ‫مطالعات‬ ‫اهمیت‬ ‫شدن‬ ‫روشن‬ ‫برای‬ ‫تری‬
.‫شود‬
(
Park, Kim, Lee, & Jang, 2015
)
.
‫جدول‬
2
-
‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫کاربرد‬
pH
(
Park et al., 2015
)
Table 2- Application of biosensors based on pH (Park et al., 2015)
‫ماتریکس‬
Matrix
)‫نوع‬/‫(منبع‬ ‫حسگر‬ ‫مواد‬
Sensing material
(source)
‫عملکرد‬
Function
‫عمده‬ ‫نتایج‬
Main results
‫غذا‬
Food
‫فیلم‬
‫ژالتین‬ ‫دوالیه‬ ‫های‬
-
‫ژالن‬ ‫صمغ‬
Gelatin-
Gellan gum
bilayer films
‫توت‬ ‫مختلف‬ ‫انواع‬
-
‫آنتوسیانین‬
‫ها‬
Mulberry fruits—
anthocyanins
‫الیه‬ ‫حساسیت‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫تغییر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫فرار‬
pH
Sensitivity of the
films to volatile
nitrogen compounds
through pH change
•
‫نانوذرات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
ZnO
‫فیلم‬ ‫رنگ‬ ‫ثبات‬ ‫بهبود‬ ‫باعث‬
.‫شد‬ ‫ها‬
•
‫فیلم‬
.‫هستند‬ ‫حساس‬ ‫آمونیاک‬ ‫به‬ ‫دوالیه‬ ‫های‬
•
‫ژالن‬ ‫صمغ‬ ‫فیلم‬
-
‫ژالتین‬/‫توت‬ ‫آنتوسیانین‬
2
/
0
‫قابل‬ ‫رنگی‬ ‫تغییرات‬ ‫درصد‬
.‫داد‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫مشاهده‬
The use of ZnO nanoparticles improved the color stability of
the films;
Bilayer films proved to be sensitive to ammonia;
anthocyanins/Gellatin 2.0% film demonstrated visible color
changes
‫صلیبی‬ ‫کپور‬ ‫ماهی‬
Crucian fish
‫نشاسته‬
‫میوه‬
‫توت‬ ‫های‬
-
‫آنتوسیانین‬
‫ها‬
Grape—
anthocyanins
‫الیه‬ ‫حساسیت‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫تغیی‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫فرار‬
‫ر‬
pH
Sensitivity of the
films to volatile
nitrogen compounds
through pH change
•
‫آنتوسیانین‬
.‫شدند‬ ‫مکانیکی‬ ‫خواص‬ ‫در‬ ‫تغییراتی‬ ‫باعث‬ ‫ها‬
•
‫ورقه‬
‫کاساو‬ ‫نشاسته‬ ‫های‬
‫ا‬
‫به‬ ‫آنتوسیانین‬ ‫محتوای‬ ‫باالترین‬ ‫با‬
‫حسگر‬ ‫یک‬ ‫عنوان‬
pH
‫می‬ ‫عمل‬
‫محیط‬ ‫تغییر‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫رنگ‬ ‫تغییرات‬ ‫و‬ ‫کنند‬
pH
‫نشان‬
‫می‬
‫دهند‬
.
Anthocyanins caused changes in the
mechanical properties;
Cassava starch sheets with the
highest content in anthocyanins
proved to be effective to act as a
pH-sensor, showing color changes
when the pH environment changed
‫ماهی‬ ‫و‬ ‫گاو‬ ‫گوشت‬
Beef and fish

7. ‫بهاره‬
‫نوروزی‬
،
"
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫به‬ ‫ها‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫های‬
...
171
‫آگارز‬
Agarose
‫رز‬ ‫گل‬ ‫و‬ ‫قرمز‬ ‫کلم‬
-
‫آنتوسیانین‬
Red cabbage and
rose—
anthocyanins
‫الیه‬ ‫حساسیت‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫تغییر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫فرار‬
pH
Sensitivity of the
films to volatile
nitrogen compounds
through pH change
•
‫واکن‬ ‫آمونیاک‬ ‫تولید‬ ‫افزایش‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫حسگر‬
‫تغییرات‬ ‫باعث‬ ‫و‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫ش‬
‫آنتوسیانین‬ ‫در‬ ‫ساختاری‬
.‫شد‬ ‫مشاهده‬ ‫رنگ‬ ‫تغییر‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫شد‬ ‫ها‬
•
‫شبیه‬ ‫شرایط‬ ‫در‬
.‫شد‬ ‫تبدیل‬ ‫سبز‬ ‫به‬ ‫قرمز‬ ‫از‬ ‫نشانگر‬ ،‫آمونیاک‬ ‫تولید‬ ‫سازی‬
•
‫شد‬ ‫مشاهده‬ ‫گاومیش‬ ‫گوشت‬ ‫با‬ ‫حسگر‬ ‫تماس‬ ‫هنگام‬ ‫در‬ ‫مشابهی‬ ‫نتایج‬
The indicator sensor is reactive to
an increase in ammonia production,
causing conformational changes on
anthocyanins and a color change
was observed;
_ Under simulating conditions of
ammonia production, the indicator
turned from red to green;
Same results were observed when
the indicator was in contact with
buffalo meat
‫بوفالو‬ ‫گوشت‬
Buffalo meat
‫متیل‬ ‫و‬ ‫کیتین‬ ‫نانوالیاف‬
‫سلولز‬
Chitin
nanofiber
and methylcellulose
‫قرمز‬ ‫زرشک‬
-
‫آنتوسیانین‬
Red barberry—
anthocyanins
‫الیه‬ ‫حساسیت‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫تغییر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫فرار‬
pH
Sensitivity of the
films to volatile
nitrogen compounds
through pH change
•
‫فیزیکی‬ ‫و‬ ‫نوری‬ ،‫مکانیکی‬ ‫خواص‬
-
‫الیه‬ ‫شیمیایی‬
‫آنتوسیانین‬ ‫افزودن‬ ‫با‬ ‫ها‬
‫به‬ ‫ها‬
.‫کرد‬ ‫تغییر‬ ‫سلولز‬ ‫متیل‬/‫کیتین‬ ‫نانوفیبر‬ ‫فیلم‬
•
‫فیلم‬ ‫که‬ ‫هنگامی‬
‫ماهی‬ ‫با‬ ‫تماس‬ ‫در‬ ‫ظروف‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫پاسخ‬ ،‫گرفتند‬ ‫قرار‬ ‫فاسد‬ ‫های‬
‫به‬ ‫حساس‬
pH
.‫شد‬ ‫مشاهده‬ ‫سنجی‬ ‫رنگ‬
Mechanical, optical, and
physical-chemical properties of the
films changed when anthocyanins
were added to the chitin
nanofiber/methylcellulose film;
A colorimetric pH-sensitive
response was observed when the
films were placed in contact with
spoiled fish in containers.
‫ماهی‬
Fish
‫پکتین‬
Pectin
‫قرمز‬ ‫کلم‬
-
‫آنتوسیانین‬
Red cabbage—
anthocyanins
‫الیه‬ ‫حساسیت‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫تغییر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫فرار‬
pH
Sensitivity of the
films to volatile
nitrogen compounds
through pH change
•
‫آمین‬ ‫معرض‬ ‫در‬ ‫گرفتن‬ ‫قرار‬ ‫هنگام‬ )‫زرد‬ ‫به‬ ‫(بنفش‬ ‫رنگ‬ ‫تغییر‬
‫ها‬
‫مختلف‬ ‫ی‬
.‫شد‬ ‫مشاهده‬
A color change (purple to yellow)
was observed when exposed to
different amines;
Same behavior was observed
when the film was introduced in
the headspace of the package
containing spoiled food products.
،‫مرغ‬ ،‫گاو‬ ‫گوشت‬
‫ماهی‬ ‫و‬ ‫میگو‬
Beef, chicken,
shrimp and
fish
‫متیل‬ ‫کربوکسی‬ ،‫کیتوزان‬
‫سلولز‬
Chitosan,
carboxymethyl
cellulose
‫انگور‬ ‫و‬ ‫اخته‬ ‫زغال‬ ‫پوست‬ ‫پالپ‬
‫قرمز‬
-
‫آنتوسیانین‬
Blueberry and
red grape skin
pulp—
anthocyanins
‫الیه‬ ‫حساسیت‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫تغییر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫فرار‬
pH
Sensitivity of the
films to volatile
nitrogen compounds
through pH change
•
‫عصاره‬
‫فیلم‬ ‫مکانیکی‬ ‫خواص‬ ‫بر‬ ‫ها‬
.‫نداشتند‬ ‫تأثیری‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫های‬
•
.‫داد‬ ‫رخ‬ ‫فیلم‬ ‫دو‬ ‫هر‬ ‫در‬ ‫رنگ‬ ‫تغییرات‬
•
‫فیلم‬ ‫از‬ ‫بیشتر‬ ‫سلولز‬ ‫متیل‬ ‫کربوکسی‬ ‫در‬ ‫رنگ‬ ‫تغییرات‬
.‫بود‬ ‫مشهود‬ ‫کیتوزان‬ ‫های‬
Extracts did not affect mechanical
properties of the films produced;
Color changes occur in both films;
Color changes were more evident
on carboxymethyl cellulose than
on chitosan films.
‫مرغ‬ ‫گوشت‬
Chicken meat
‫الالمانتیا‬ ‫بذر‬ ‫صمغ‬
‫ایبریکا‬
Lallemantia iberica
seed
gum
‫کورکومین‬
Curcumin
‫ح‬
‫الیه‬ ‫ساسیت‬
‫نیتروژنی‬ ‫ترکیبات‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫تغییر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫فرار‬
pH
Sensitivity of the films to
volatile nitrogen compounds
through pH change
•
‫فیلم‬ ‫بازدارنده‬ ‫و‬ ‫مکانیکی‬ ‫خواص‬
.‫یافت‬ ‫افزایش‬ ‫خروس‬ ‫تاج‬ ‫برگ‬ ‫عصاره‬ ‫با‬ ‫ها‬
•
‫فیلم‬
‫خ‬ ‫رنگ‬ ،‫میگو‬ ‫تخریب‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫آمونیاک‬ ‫تولید‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫ها‬
‫قرمز‬ ‫به‬ ‫زرد‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫ود‬
.‫دادند‬ ‫تغییر‬
Mechanical and barrier properties of the films were enhanced
by Amaranth leaf extracts;
Films changed their color from, yellow to red due to ammonia
production from shrimp degradation
‫میگو‬
Shrimp
‫بسته‬
‫هوشمند‬ ‫بندی‬
‫فناور‬
‫بسته‬ ‫ی‬
‫و‬ ‫حسگرها‬ ‫گنجاندن‬ ‫با‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫هوشمند‬ ‫بندی‬
( ‫رادیویی‬ ‫فرکانس‬ ‫شناسایی‬
RFID
)
1
‫بسته‬ ‫در‬
‫مورد‬ ‫در‬ ‫نظارت‬ ،‫بندی‬
‫امکان‬ ‫را‬ ‫غذاها‬ ‫کیفیت‬
‫به‬ ‫همچنین‬ ‫فناوری‬ ‫این‬ .‫است‬ ‫کرده‬ ‫پذیر‬
‫مصرف‬ ‫و‬ ‫تولیدکنندگان‬
‫می‬ ‫را‬ ‫امکان‬ ‫این‬ ‫کنندگان‬
‫یک‬ ‫تاریخ‬ ‫تا‬ ‫دهد‬
‫ز‬ ‫در‬ ‫مهم‬ ‫نکات‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫محصول‬
‫ردیابی‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫تأمین‬ ‫نجیره‬
‫کنند‬
(
Pavelková, 2013
)
.
1- Radio frequency sensors and identification
‫سیستم‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫کافی‬ ‫اطالعات‬ ‫اگرچه‬
‫بسته‬ ‫های‬
‫هوش‬ ‫بندی‬
‫مندانه‬
‫میوه‬
‫سال‬ ‫در‬ ‫اما‬ ،‫ندارد‬ ‫وجود‬ ‫سبزیجات‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫اخیر‬ ‫های‬
‫پیشرفت‬
‫در‬ ‫هایی‬
‫است‬ ‫شده‬ ‫حاصل‬ ‫زمینه‬ ‫این‬
(Pavelková, 2013)
‫میوه‬ .
‫سبزیجات‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫به‬
‫آزادسازی‬ ‫و‬ ‫تنفس‬ ‫فرایند‬ ‫دلیل‬
2
CO
‫و‬
‫مواد‬ ‫از‬ ،‫اتیلن‬ ‫تولید‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬
‫که‬ ‫است‬ ‫گیاهی‬ ‫هورمون‬ ‫یک‬ ‫اتیلن‬ .‫هستند‬ ‫فاسدشدنی‬ ‫شدت‬ ‫به‬ ‫غذایی‬
‫میوه‬ )‫(رسیدن‬ ‫شدن‬ ‫کامل‬
‫می‬ ‫تسریع‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫بر‬ ‫پایش‬ ‫و‬ ‫پاکسازی‬ .‫بخشد‬
‫بسته‬ ‫فضای‬ ‫در‬ ‫آن‬ ‫مقدار‬ ‫کاهش‬ ‫همچنین‬ ‫و‬ ،‫اتیلن‬ ‫محتوای‬
‫می‬
‫تواند‬
‫سریعتر‬ ‫تخریب‬ ‫از‬ ‫جلوگیری‬ ‫برای‬ ‫و‬ ‫دهد‬ ‫ارائه‬ ‫را‬ ‫ارزشمندی‬ ‫اطالعات‬

8. 172
‫جلد‬ ،‫ایران‬ ‫غذایی‬ ‫صنایع‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫پژوهشهای‬ ‫نشریه‬
20
‫شم‬ ،
‫اره‬
1
،
‫فروردین‬
-
‫اردیبهشت‬
1403
‫به‬ ‫میوه‬ ‫رسیدن‬ ‫حسگرهای‬ .‫دارد‬ ‫اهمیت‬ ‫شدنی‬ ‫فاسد‬ ‫مواد‬
‫تجاری‬ ‫صورت‬
‫رسیده‬ ‫احساس‬ ‫مانند‬ ،‫هستند‬ ‫دسترس‬ ‫در‬
‫ای‬
1
،
‫عطر‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫حسگری‬
‫های‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫واکنش‬ ‫میوه‬ ‫رسیدن‬ ‫از‬ ‫شده‬ ‫منتشر‬
‫قرمز‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫رنگ‬ ‫و‬ ‫دهد‬
‫اولیه‬
‫می‬ ‫تغییر‬ ‫زرد‬ ‫به‬
‫نشان‬ ،‫رنگ‬ ‫تغییرات‬ .‫دهد‬
‫رسیدن‬ ‫سطح‬ ‫دهنده‬
‫مصرف‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫میوه‬ ‫فعلی‬
‫می‬ ‫اجازه‬ ‫کنندگان‬
‫ترجیحات‬ ‫براساس‬ ‫تا‬ ‫دهد‬
‫کنند‬ ‫انتخاب‬ ‫خود‬
(
Chen et al., 2012
)
.
‫دی‬
( ‫کربن‬ ‫اکسید‬
2
CO
‫کیفیت‬ ‫نشانگر‬ ‫و‬ ‫غذایی‬ ‫مهم‬ ‫افزودنی‬ ‫یک‬ )
‫بسته‬
‫می‬ ‫فاسد‬ ‫غذا‬ ‫که‬ ‫هنگامی‬ .‫است‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫بندی‬
‫سطح‬ ،‫شود‬
2
CO
‫میکروارگانیسم‬ ‫رشد‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫بیشتر‬
‫می‬ ‫افزایش‬ ‫به‬ ‫شروع‬ ‫ها‬
‫عالوه‬ .‫نماید‬
،‫این‬ ‫بر‬
2
CO
‫بسته‬ ‫در‬
‫رشد‬ ‫از‬ ‫جلوگیری‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫اصالح‬ ‫اتمسفر‬ ‫بندی‬
‫است‬ ‫میکروبی‬
‫می‬ ‫فاده‬
‫حسگر‬ ‫یک‬ ‫امروزه‬ .‫شود‬
2
CO
‫رنگ‬ ‫پاسخ‬ ‫اساس‬ ‫بر‬
،‫لیزین‬ ‫از‬ ‫ترکیبی‬ ‫سنجی‬
ε
-
‫پلی‬
‫این‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫آنتوسیانین‬ ‫و‬ ‫لیزین‬
‫به‬ ‫سلولز‬ ‫اتیل‬ ‫محلول‬ ‫در‬ ‫ترکیب‬
.‫است‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫برچسب‬ ‫یک‬ ‫صورت‬
‫در‬ ‫سلولز‬ ‫اتیل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫به‬ ‫نسبت‬ ‫نفوذپذیری‬ ،‫پوششی‬ ‫مواد‬
2
CO
‫و‬
‫پ‬ ‫برابر‬ ‫در‬ ‫نفوذناپذیری‬
‫روتون‬
‫می‬ ‫القا‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫کند‬
(
Purohit, Vernekar,
Shetti, & Chandra, 2020
)
.
‫تشخیص‬
2
CO
‫و‬ ‫آمینه‬ ‫اسید‬ ‫تغییر‬ ‫با‬ ً‫ا‬‫مستقیم‬ ‫حسگرها‬ ‫توسط‬
‫تغییر‬ ‫موجب‬ ‫امر‬ ‫همین‬ ،‫است‬ ‫ارتباط‬ ‫در‬ ‫کاربامیک‬ ‫اسید‬ ‫تشکیل‬
pH
‫شده‬
‫آنتوسیانین‬ ‫توسط‬ ‫رنگ‬ ‫تغییر‬ ‫و‬
‫حسگر‬ ‫برچسب‬ .‫دهد‬ ‫می‬ ‫رخ‬ ،‫ها‬
2
CO
،
‫معرض‬ ‫در‬ ‫گرفتن‬ ‫قرار‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ،‫سرما‬ ‫در‬ ‫نگهداری‬ ‫شرایط‬ ‫تحت‬
2
CO
‫می‬ ‫نشان‬ ‫واکنش‬
‫دهد‬
‫غلظت‬ ‫که‬ ‫زمانی‬ ،
2
CO
‫می‬ ‫افزایش‬
‫از‬ ،‫یابد‬
‫می‬ ‫تغییر‬ ‫بنفش‬ ‫به‬ ‫آبی‬
‫یک‬ ‫اکسیژن‬ .‫است‬ ‫غذا‬ ‫تازگی‬ ‫برای‬ ‫معرفی‬ ‫و‬ ‫کند‬
‫بسته‬ ،‫نظر‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫تخریب‬ ‫برای‬ ‫نامطلوب‬ ‫محرک‬
‫غذایی‬ ‫محصوالت‬ ‫برهمکنش‬ ‫کاهش‬ ‫برای‬ ،‫شده‬ ‫اصالح‬ ‫اتمسفر‬ ‫بندی‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫اطراف‬ ‫محیط‬ ‫با‬
‫به‬ .‫شود‬
‫معمو‬ ‫طور‬
‫بسته‬ ،‫ل‬
‫اتمسفر‬ ‫بندی‬
‫کم‬ ‫غلظت‬ ‫شامل‬ ‫شده‬ ‫اصالح‬
2
O
(
0
-
2
٪
‫باالی‬ ‫غلظت‬ ‫و‬ )
2
CO
(
20
-
80
٪
‫آن‬ ‫بالقوه‬ ‫توانایی‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫نانوحسگرها‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ .‫است‬ )
‫در‬ ‫ها‬
‫پاتوژن‬ ‫کمیت‬ ‫تعیین‬ ‫و‬ ‫شناسایی‬ ،‫تشخیص‬
‫آلرژن‬ ،‫سموم‬ ،‫ها‬
‫سایر‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫بسته‬ ‫در‬ ‫زیادی‬ ‫پتانسیل‬ ،‫شیمیایی‬ ‫نشانگرهای‬
‫دارن‬ ‫هوشمند‬ ‫بندی‬
،‫د‬
‫بسته‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫هنگامی‬
‫می‬ ‫بکار‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫بندی‬
‫می‬ ،‫روند‬
‫برای‬ ‫توانند‬
‫دقیق‬ ‫ماندگاری‬ ‫تعیین‬ ‫به‬ ‫کمک‬ ‫و‬ ‫غذا‬ ‫تازگی‬ ‫پایش‬
‫باشند‬ ‫مفید‬ ‫تر‬
(
Wadhera, Kakkar, Wadhwa, & Raj, 2019
.)
‫آالینده‬ ‫تشخیص‬
‫علف‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫کش‬
‫جلبک‬ ‫توسط‬ ‫ها‬
‫ها‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬
‫جمعیت‬ ‫اصلی‬ ‫جزء‬ ‫سبز‬ ‫های‬
.‫هستند‬ ‫فیتوپالنکتون‬ ‫های‬
‫آنجایی‬ ‫از‬
‫آن‬ ‫که‬
‫می‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫که‬ ‫محیطی‬ ‫شرایط‬ ‫تحت‬ ‫توانند‬
‫برای‬ ‫تواند‬
‫میکروارگانیسم‬ ‫سایر‬
‫آن‬ ‫از‬ ،‫بمانند‬ ‫زنده‬ ‫باشد‬ ‫مضر‬ ‫ها‬
‫توسعه‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫م‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫شده‬ ‫استفاده‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫ی‬
‫در‬ ‫حیاتی‬ ‫تغییرات‬ ‫به‬ ‫توانند‬
1- Ripe Sense
‫اکوسیستم‬
‫مهم‬ ‫موضوع‬ ‫یک‬ ‫آب‬ ‫سمیت‬ ‫ارزیابی‬ .‫دهند‬ ‫پاسخ‬ ‫آبی‬ ‫های‬
‫محیط‬ ‫در‬ ‫آب‬ ‫ایمنی‬ ‫برای‬
‫به‬ .‫است‬ ‫زیست‬
‫علف‬ ،‫مثال‬ ‫عنوان‬
‫کش‬
‫به‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫محصوالت‬ ‫از‬ ‫حفاظت‬ ‫برای‬ ‫کشاورزی‬ ‫در‬ ‫گسترده‬ ‫طور‬
،‫شوند‬
‫آن‬ ‫اما‬
‫نمی‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫بن‬ .‫کرد‬ ‫حذف‬ ‫خاک‬ ‫از‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫توان‬
‫از‬ ‫پس‬ ،‫ابراین‬
‫آن‬ ،‫استفاده‬
‫می‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫آب‬ ،‫خاک‬ ‫در‬ ‫توان‬
‫بافت‬ ‫و‬ ‫سطحی‬ ‫و‬ ‫زیرزمینی‬ ‫های‬
‫علف‬ ‫از‬ ‫کمی‬ ‫بسیار‬ ‫آثار‬ ‫تنها‬ ،‫ایمنی‬ ‫دالیل‬ ‫به‬ .‫یافت‬ ‫بدن‬ ‫مایعات‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫کش‬
‫بماند‬ ‫باقی‬ ‫آب‬ ‫در‬ ‫باید‬ ‫ها‬
(
Reynolds, 2006
)
‫کاربردهای‬ ‫از‬ ‫یکی‬ .
‫زیست‬ ‫اصلی‬
‫آفت‬ ‫تشخیص‬ ،‫ریزجلبکی‬ ‫حسگرهای‬
‫کش‬
‫حشره‬ ،‫ها‬
‫کش‬
‫ها‬
‫قارچ‬ ‫و‬
‫کش‬
‫می‬ ‫ها‬
‫علف‬ .‫باشد‬
‫کش‬
‫یا‬ ‫سنتاز‬ ‫استوالکتات‬ ‫آنزیم‬ ‫که‬ ‫هایی‬
‫می‬ ‫قرار‬ ‫هدف‬ ‫را‬ ‫سنتاز‬ ‫اسید‬ ‫استوهیدروکسی‬
‫پرم‬ ‫جمله‬ ‫از‬ ،‫دهند‬
‫صرف‬
‫علف‬ ‫ترین‬
‫کش‬
‫می‬ ‫بیان‬ ‫اروپا‬ ‫آب‬ ‫قانون‬ .‫هستند‬ ‫جهان‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫که‬ ‫کند‬
‫علف‬ ‫غلظت‬
‫کش‬
‫علف‬ ‫گروه‬ ‫هر‬ ‫برای‬ ‫باید‬ ‫آب‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫به‬ ‫کش‬
‫زیر‬ ‫ترتیب‬
0.1
‫یا‬
0.5
‫باشد‬ ‫لیتر‬ ‫در‬ ‫میکروگرم‬
(
Giardi & Pace, 2005
)
،‫بنابراین‬ .
‫فزاینده‬ ‫عالقه‬
‫سنجش‬ ‫توسعه‬ ‫به‬ ‫ای‬
‫ارزان‬ ،‫سریع‬ ‫های‬
‫برای‬ ‫قیمت‬
‫علف‬ ‫حضور‬ ‫غربالگری‬
‫کش‬
‫تجزیه‬ ،‫حال‬ ‫این‬ ‫با‬ .‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫محیط‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫فیزیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬
‫علف‬ ‫کالسیک‬ ‫شیمیایی‬ ‫و‬
‫کش‬
‫مرحله‬ ‫یک‬ ‫نیازمند‬ ‫ها‬
‫پاک‬
‫به‬ ‫و‬ ‫نمونه‬ ‫سازی‬
‫یا‬ ‫مایع‬ ‫کروماتوگرافی‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫آن‬ ‫دنبال‬
‫گا‬
‫طیف‬ ‫تشخیص‬ ‫و‬ ‫ز‬
‫حسگرهای‬ .‫است‬ ،‫هم‬ ‫سر‬ ‫پشت‬ ‫جرمی‬ ‫سنجی‬
‫فرصت‬ ‫به‬ ‫باید‬ ‫زیستی‬
‫روش‬ ‫توسعه‬ ‫برای‬ ‫جدیدی‬ ‫های‬
‫تحلیلی‬ ‫های‬
.‫شوند‬ ‫منجر‬ ‫مستقیم‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ،‫خودکار‬
‫روش‬ ‫مفیدترین‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ،‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫برای‬ ‫ها‬
‫پساب‬ ‫سمیت‬ ‫تعیین‬
‫سنجش‬ ‫از‬ ‫بسیاری‬ .‫است‬ ‫صنعتی‬ ‫و‬ ‫محیطی‬ ‫های‬
‫م‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫بر‬ ‫بتنی‬
‫سال‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫یافته‬ ‫توسعه‬ ‫اخیر‬ ‫های‬
.‫اند‬
‫آن‬
‫تکرار‬ ‫قابل‬ ‫و‬ ‫حساس‬ ‫بسیار‬ ‫شیمیایی‬ ‫یا‬ ‫فیزیکی‬ ‫آنالیزهای‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫ها‬
‫سبز‬ ‫جلبک‬ .‫هستند‬
Chlorella vulgaris
‫در‬ ‫بیشتر‬ ‫پایداری‬ ‫دلیل‬ ‫به‬
‫سیگنال‬ ‫تولید‬
‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫ساخت‬ ‫برای‬ ً‫ال‬‫معمو‬ ‫بیولوژیکی‬ ‫های‬
‫می‬ ‫انتخاب‬
‫شود‬
(
Védrine, Leclerc, Durrieu, & Tran-Minh,
2003
)
،‫آن‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫فعالیت‬ ‫از‬ ‫شده‬ ‫ساطع‬ ‫کلروفیل‬ ‫فلورسانس‬ .
‫آفت‬ ‫تشخیص‬
‫کش‬
‫امکان‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫پذیر‬
‫فسفاتاز‬ ‫آلکالن‬ ‫فعالیت‬ ‫مهار‬ ‫و‬ ‫کند‬
‫حشره‬ ‫و‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫تعیین‬ ،‫آن‬ ‫استراز‬ ‫و‬
‫کش‬
‫را‬ ‫ارگانوفسفره‬ ‫های‬
‫امکان‬
‫می‬ ‫پذیر‬
‫حسگر‬ .‫کند‬
‫فلورسانس‬ ‫براساس‬ ‫سلولی‬ ‫کل‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
‫کلروف‬
‫شده‬ ‫ساخته‬ )‫استراز‬ ‫و‬ ‫(فسفاتاز‬ ‫آنزیم‬ ‫مهار‬ ‫یا‬ ‫یل‬
‫اند‬
(
Durrieu,
Badreddine, & Daix, 2003
)
‫می‬ ‫نشان‬ ‫نتایج‬ .
‫دستگاه‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫دهد‬
‫آفت‬ ‫و‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫ها‬
‫کش‬
‫هستند‬ ‫حساس‬ ‫ها‬
(
Durrieu et
al., 2003
)
.

9. ‫بهاره‬
‫نوروزی‬
،
"
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫به‬ ‫ها‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫های‬
...
173
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫سیستم‬ ‫فلورسانس‬
‫ها‬
‫فعالیت‬ ،‫فتوسنتزی‬ ‫فعالیت‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫جلبکی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫در‬
‫سلول‬ ‫فتوسنتزی‬
‫آالینده‬ ‫حضور‬ ‫با‬ ‫زنده‬ ‫های‬
‫می‬ ‫بررسی‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫که‬ ‫شود‬
‫سیگنال‬ ‫به‬ ‫تواند‬
‫نوری‬ ‫حسگرهای‬ .‫شود‬ ‫تبدیل‬ ‫نوری‬ ‫یا‬ ‫الکتریکی‬ ‫های‬
‫کلروپالست‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫کلروفیل‬ ‫فلورسنس‬ ‫براساس‬
‫هستند‬ ‫ها‬
،
‫حالی‬ ‫در‬
‫الکترود‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫اکسیژن‬ ‫میزان‬ ،‫آمپرومتریک‬ ‫حسگرهای‬ ‫که‬
‫می‬ ‫سنجش‬ ‫کالرک‬
‫جلبک‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ .‫کنند‬
‫حال‬ ‫در‬ ،‫ها‬
‫به‬ ‫کلروفیل‬ ‫فلورسانس‬ ‫از‬ ‫حاضر‬
‫اندازه‬ ‫قابل‬ ‫سیگنال‬ ‫عنوان‬
‫استفاده‬ ‫گیری‬
‫می‬
‫رنگدانه‬ ‫در‬ ‫نور‬ ‫جذب‬ .‫کنند‬
‫غشای‬ ‫در‬ ‫آنتن‬ ‫اصطالح‬ ‫به‬ ‫های‬
‫تیالکوئید‬
‫می‬ ‫صورت‬
‫فتوسیستم‬ ‫واکنش‬ ‫مرکز‬ ‫به‬ ‫انرژی‬ .‫گیرد‬
‫می‬ ‫منتقل‬ ‫ها‬
‫و‬ ‫شود‬
‫ارگانیسم‬ ‫توسط‬
‫تولید‬ ‫برای‬ ‫ها‬
ATP
‫می‬ ‫استفاده‬
‫در‬ ‫تغییرات‬ .‫شود‬
‫می‬ ‫را‬ ‫سمی‬ ‫مواد‬ ‫حضور‬ ‫در‬ ‫کلروفیل‬ ‫فلورسانس‬
‫اندازه‬ ‫توان‬
‫و‬ ‫کرد‬ ‫گیری‬
‫داد‬ ‫ارتباط‬ ‫آالینده‬ ‫غلظت‬ ‫با‬
(
Rodriguez Jr, Sanders, &
Greenbaum, 2002
)
.
‫دو‬ ‫فتوسیستم‬ ‫در‬ ‫فتوسنتز‬
1
(PSII)
‫می‬ ‫آغاز‬
‫با‬ ‫آب‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شود‬
‫می‬ ‫تقسیم‬ ‫الکترون‬ ‫و‬ ‫پروتون‬ ‫به‬ ‫مولکولی‬ ‫اکسیژن‬ ‫شدن‬ ‫آزاد‬
.‫شود‬
‫پروتون‬
‫تیالکوئید‬ ‫غشای‬ ‫سراسر‬ ‫در‬ ‫بالقوه‬ ‫گرادیان‬ ‫یک‬ ‫ایجاد‬ ‫برای‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫استفاده‬
‫تولید‬ ‫که‬ ‫شوند‬
ATP
‫از‬
ADP
‫امکان‬ ‫را‬ ‫فسفات‬ ‫و‬
‫می‬ ‫پذیر‬
‫الکترون‬ .‫کند‬
‫ها‬
‫می‬ ‫الکترون‬ ‫انتقال‬ ‫زنجیره‬ ‫وارد‬
‫یک‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫شوند‬
‫مولکول‬ ‫سری‬
‫پروتئین‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫فتوسیستم‬ ‫به‬ ‫انتقالی‬ ‫های‬
I (PSI)
‫می‬
.‫روند‬
‫الکترون‬
‫تولید‬ ‫برای‬ ‫نهایت‬ ‫در‬ ‫برانگیخته‬ ‫های‬
NADPH
‫می‬ ‫استفاده‬
‫واکنش‬ ‫سایر‬ ‫و‬ ‫کربن‬ ‫تثبیت‬ ‫برای‬ ‫کالوین‬ ‫چرخه‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شوند‬
‫های‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫متابولیکی‬
‫شود‬
(
Pospíšil, 2009
)
.
‫آالینده‬
‫علف‬ ‫یا‬ ‫ها‬
‫کش‬
‫با‬ ‫تماس‬ ‫در‬ ‫ها‬
PSII
‫الکترون‬ ‫انتقال‬ ،
‫از‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫اولیه‬ ‫گیرنده‬
QA
‫کینون‬ ‫به‬
QB
‫مهار‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫زنجیره‬ ‫طول‬ ‫در‬ ‫ثانویه‬
‫می‬
‫به‬ ‫یا‬ ‫حدی‬ ‫تا‬ ‫و‬ ‫کنند‬
‫می‬ ‫مسدود‬ ‫را‬ ‫الکترون‬ ‫انتقال‬ ،‫کامل‬ ‫طور‬
.‫کنند‬
‫فلورسانس‬ ‫انتشار‬ ‫در‬ ‫تغییر‬ ‫به‬ ‫منجر‬ ‫مهار‬ ‫این‬
PSII
‫می‬
‫می‬ ‫که‬ ‫شود‬
‫تو‬
‫اند‬
‫علف‬ .‫شود‬ ‫نظارت‬ ‫فلورسانس‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫با‬
‫کش‬
‫که‬ ‫هایی‬
PSII
‫را‬
‫می‬ ‫قرار‬ ‫هدف‬
‫کالس‬ ‫از‬ ‫مختلفی‬ ‫انواع‬ ‫به‬ ‫دهند‬
،‫دارند‬ ‫تعلق‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬
‫به‬
‫تری‬ ،‫مثال‬ ‫عنوان‬
‫آزین‬
‫تری‬ ،‫ها‬
‫آزینون‬
‫اوره‬ ،‫ها‬
‫بیس‬ ،‫ها‬
‫کاربامات‬
،‫ها‬
‫دینیتروفنول‬
‫سیانوفنول‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫ها‬
(
Brayner, Couté, Livage,
Perrette, & Sicard, 2011a
)
‫برای‬ ‫نوری‬ ‫فیبر‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ .
‫علف‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬
‫کش‬
‫مختلف‬ ‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫سه‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫ها‬
Dictyosphaerium chlorelloides
،
Scenedesmus sp.
‫و‬
Scenedesmus intermedius
‫گرفته‬ ‫قرار‬ ‫بررسی‬ ‫مورد‬
‫اند‬
(
Brayner
et al., 2011a
)
.
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ،‫منظور‬ ‫این‬ ‫به‬
‫سل‬ ‫ماتریکس‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫ها‬
-
‫سیلیکات‬ ‫ژل‬
‫بی‬ ‫سدیم‬
‫افزایش‬ .‫کنند‬ ‫حفظ‬ ‫را‬ ‫خود‬ ‫بیولوژیکی‬ ‫فعالیت‬ ‫تا‬ ،‫شدند‬ ‫حرکت‬
1- Photosystem II (PSII)
‫علف‬ ‫کمیت‬ ‫تعیین‬ ‫برای‬ ‫کلروفیل‬ ‫فلورسانس‬ ‫مقدار‬
‫کش‬
‫فتوسنتز‬ ‫که‬ ‫هایی‬
‫در‬ ‫را‬
PSII
‫می‬ ‫مهار‬
‫به‬ ،‫کنند‬
‫تریازین‬ ‫مثال‬ ‫عنوان‬
،‫سیمازین‬ ،‫(آترازین‬ ‫ها‬
‫تربوتیال‬
‫علف‬ ‫و‬ )‫زین‬
‫کش‬
.‫شد‬ ‫استفاده‬ )‫(لینورون‬ ‫اوره‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫های‬
‫پایین‬ ‫یعنی‬ ،‫نتایج‬ ‫بهترین‬
‫وسیع‬ ،‫تشخیص‬ ‫حد‬ ‫ترین‬
‫محدوده‬ ‫ترین‬
‫برگشت‬ ‫و‬ ‫دقیق‬ ‫پاسخ‬ ،‫دینامیکی‬ ‫کالیبراسیون‬
‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ،‫پذیری‬
Dictyosphaerium chlorelloides
.‫است‬ ‫آمده‬ ‫دست‬ ‫به‬
(
Brayner
et al., 2011a
)
.
‫آمپرومتری‬ ‫فوتو‬
‫می‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫سریعی‬ ‫روش‬ ،‫فوتوآمپرومتری‬
‫از‬ ‫قبل‬ ‫نقطه‬ ‫چند‬ ‫تواند‬
‫محلول‬ ‫در‬ .‫کند‬ ‫ثبت‬ ‫را‬ ‫واالن‬ ‫اکی‬ ‫بعداز‬ ‫نقطه‬ ‫چند‬ ‫و‬ ‫واالن‬ ‫اکی‬
‫های‬
‫همچنین‬ .‫دارد‬ ‫کاربرد‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫رقیق‬
‫مصرف‬ ‫یکبار‬ ‫زیستی‬ ‫حسگر‬ ‫یک‬
‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫سمیت‬ ‫سریع‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫فوتوآمپرومتری‬ ‫روش‬ ‫با‬
‫جلب‬
‫سبز‬ ‫ک‬
Chlorella vulgaris
‫این‬ ‫در‬ .‫گرفت‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ،‫زیستی‬ ‫حسگر‬
‫کمپلکس‬ ‫غشای‬ ‫یک‬ ‫یا‬ ‫آلژینات‬ ‫ژل‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫شفاف‬ ‫الکترود‬ ‫سطح‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ً‫ا‬‫مستقیم‬ ‫که‬ ‫یونی‬ ‫پلی‬
ITO
‫اکسید‬ ‫(تین‬
‫فتوسنتزی‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫اکسیژن‬ .‫افتادند‬ ‫دام‬ ‫به‬ ،‫بود‬ ‫شده‬ ‫تثبیت‬ )‫ایندیوم‬
‫جل‬ ‫ریز‬ ‫این‬ ‫توسط‬
‫بک‬
‫به‬ ‫شده‬ ‫تثبیت‬ ‫های‬
‫بررسی‬ ‫آمپرومتریک‬ ‫صورت‬
‫شدند‬
‫(شکل‬
1
)
.
‫جلبک‬ ‫حسگر‬ ‫زیست‬ ‫پاسخ‬
‫ترکیب‬ ‫چهار‬ ‫حضور‬ ‫در‬ ‫ها‬
( ‫آترازین‬ :‫گرفت‬ ‫قرار‬ ‫آزمایش‬ ‫مورد‬ ‫سمی‬
6
-
‫کلرو‬
-
N
-
‫اتیل‬
-
N
-
‫ایزوپروپیل‬
-
1،3،5
-
‫تریازین‬
-
2،4
،)‫دیامین‬
DCMU
(
3
-
(
3،4
-
‫دی‬
) )‫کلروفنیل‬
-
1،1
-
‫اوره‬ ‫اتیل‬ ‫دی‬
‫بین‬ ‫خوبی‬ ‫همبستگی‬ .‫بنزن‬ ‫و‬ ‫تولوئن‬ ،)
‫اندازه‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫نتایج‬
‫گیری‬
‫به‬ ‫نتایج‬ ‫و‬ ‫آمپرومتریک‬ ‫های‬
‫دست‬
‫آمده‬
‫به‬ ‫معمولی‬ ‫استاندارد‬ ‫رشد‬ ‫آزمون‬ ‫یک‬ ‫از‬
‫این‬ ‫اصلی‬ ‫مزایای‬ .‫آمد‬ ‫دست‬
‫آن‬ ‫سنجش‬ ‫زمان‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫ارزانتر‬ ‫بسیار‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫این‬ ‫جدید‬ ‫زیستی‬ ‫حسگر‬
‫مع‬ ‫جلبکی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫دیگر‬ ‫به‬ ‫نسبت‬
‫ال‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫مولی‬
‫کترودهای‬
( ‫کوتاهتر‬ ‫بسیار‬ ‫کالرک‬
≤
200
‫است‬ )‫ثانیه‬
(
Shitanda et al., 2005
)
.
‫ح‬
‫فرار‬ ‫آلی‬ ‫ترکیبات‬ ‫برای‬ ‫گاز‬ ‫زیستی‬ ‫سگرهای‬
(
VOC
)
‫جلبک‬ ‫توسط‬
‫ها‬
‫آنزیم‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫بیشتر‬
‫میکروارگانیسم‬ ‫یا‬ ‫ها‬
‫فقط‬ ‫ها‬
‫محلول‬ ‫در‬
‫فاز‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫ساختن‬ .‫هستند‬ ‫مؤثر‬ ‫آبی‬ ‫های‬
‫می‬ ‫عمل‬ ‫گاز‬
‫می‬ ،‫کنند‬
‫به‬ ‫توانند‬
‫هشدار‬ ‫وسیله‬ ‫یک‬ ‫عنوان‬
‫برای‬ ‫دهنده‬
‫هوا‬ ‫کیفیت‬ ‫نظارت‬
‫به‬ ‫اغلب‬ ‫فرار‬ ‫آلی‬ ‫ترکیبات‬ .‫باشند‬ ‫مفید‬ ‫کار‬ ‫درمحل‬
‫خانه‬ ‫تصفیه‬ ‫در‬ ‫بخار‬ ‫شکل‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫شهری‬ ‫های‬
‫آن‬ .‫شوند‬
‫همچنین‬ ‫ها‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫فعالیت‬ ‫بر‬
‫های‬
‫ولگاریس‬ ‫کلرال‬
‫می‬ ‫تأثیر‬
.‫گذارند‬
‫سلول‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫حسگرها‬ ‫این‬
‫های‬
‫ولگاریس‬ ‫کلرال‬
‫روی‬ ‫بر‬ ‫شده‬ ‫تثبیت‬

10. 174
‫جلد‬ ،‫ایران‬ ‫غذایی‬ ‫صنایع‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫پژوهشهای‬ ‫نشریه‬
20
‫شم‬ ،
‫اره‬
1
،
‫فروردین‬
-
‫اردیبهشت‬
1403
‫کال‬ ‫اکسیژن‬ ‫الکترود‬ ‫یک‬ ‫غشای‬
‫شده‬ ‫طراحی‬ ‫رک‬
‫زیس‬ ‫حسگر‬ ‫این‬ .‫اند‬
،‫تی‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫فعالیت‬ ‫توسط‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫اکسیژن‬
‫نور‬ ‫زیر‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫اندازه‬ ‫اتمسفر‬ ‫کربن‬ ‫اکسید‬ ‫دی‬ ‫حضور‬ ‫در‬ ‫و‬
‫می‬ ‫گیری‬
‫زیستی‬ ‫حسگر‬ .‫کند‬
‫کنترل‬ ‫اتمسفر‬ ‫محفظه‬ ‫یک‬ ‫داخل‬ ‫در‬
‫می‬ ‫نگهداری‬ ‫شده‬
‫مخزن‬ ‫یک‬ ‫و‬ ‫شود‬
‫می‬ ‫ثابت‬ ‫الکترود‬ ‫بدنه‬ ‫به‬ ‫آب‬
‫رط‬ ‫تا‬ ‫شود‬
‫سلول‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫فراهم‬ ‫را‬ ‫وبت‬
‫های‬
‫سمی‬ ‫ترکیب‬ ‫یک‬ ‫کردن‬ ‫اسپری‬ .‫کنند‬ ‫کار‬ ‫درستی‬ ‫به‬ ‫جلبکی‬
‫تغییر‬ ‫به‬ ‫منجر‬ ،‫شده‬ ‫کنترل‬ ‫اتمسفر‬ ‫محفظه‬ ‫داخل‬ ‫به‬ )‫(پرکلرواتیلن‬
‫می‬ ‫را‬ ‫این‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫نور‬ ‫زیر‬ ‫در‬ ‫تولیدی‬ ‫اکسیژن‬
‫کالرک‬ ‫الکترود‬ ‫با‬ ‫توان‬
‫داد‬ ‫تشخیص‬
(
Altamirano et al., 2004
)
.
‫شکل‬
1
-
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫مولکولی‬ ‫ساختمان‬
‫الکترود‬ ‫روی‬ ‫شده‬ ‫تثبیت‬ ‫های‬
ITO
(
Shitanda et al., 2005
)
Fig. 1. Molecular structure of microalgae immobilized on ITO electrode (Shitanda et al., 2005)
‫ریزجلبک‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫حساسیت‬ ‫افزایش‬
‫ها‬
‫اما‬ .‫دارند‬ ‫دقیقی‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫حساسیت‬ ً‫ال‬‫معمو‬ ‫جلبکی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫به‬
‫مختلف‬ ‫ژنوتیپ‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫تحقیقی‬ ‫در‬ ،‫حساسیت‬ ‫میزان‬ ‫افزایش‬ ‫منظور‬
‫دو‬ ،‫روش‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫گردید‬ ‫استفاده‬ ‫معین‬ ‫آالینده‬ ‫یک‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬
‫سبز‬ ‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫ژنوتیپ‬
Dictyosphaerium chlorelloides
‫به‬
‫آوردن‬ ‫دست‬ ‫به‬ ‫برای‬ ‫حساس‬ ‫ژنوتیپ‬ ‫یک‬ ‫شد؛‬ ‫استفاده‬ ‫همزمان‬ ‫طور‬
‫وحشی‬ ‫(نوع‬ ‫حساسیت‬
DcG1wt
‫به‬ ‫مقاوم‬ ‫جهش‬ ‫ژنوتیپ‬ ‫یک‬ ‫و‬ )
TNT
‫فلورسانس‬ ‫کلروفیل‬ ‫مهار‬ .
PSII
‫توسط‬
TNT
‫به‬
‫سیگنال‬ ‫عنوان‬
‫پاسخ‬ ،‫جلبکی‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫چنین‬ ‫در‬ .‫شد‬ ‫استفاده‬ ‫بیولوژیکی‬
‫س‬ ‫بیولوژیکی‬
‫لول‬
‫آالینده‬ ‫حضور‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫کاهش‬ ‫ها‬
‫زیست‬ ‫این‬ .‫یابد‬
‫حسگر‬
TNT
‫کم‬ ‫جلبکی‬
‫سیستم‬ ‫دیگر‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫هزینه‬
‫سنجش‬ ‫های‬
‫حساس‬
‫آن‬ ‫تشخیص‬ ‫حد‬ ‫و‬ ‫تر‬
5
/
0
‫میلی‬
‫می‬ ‫لیتر‬ ‫در‬ ‫گرم‬
‫زمانی‬ ‫پاسخ‬ .‫باشد‬
‫سریع‬ ‫برابر‬ ‫پنج‬ ‫شده‬ ‫بیان‬ ‫حسگر‬ ‫زیست‬
‫است‬ ‫تر‬
(
Roberta, Alain,
Jacques, Catherine, & Clemence, 2011
)
.
)
‫یون‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬
‫فلزی‬ ‫های‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬
‫یون‬ ‫برای‬ ‫قوی‬ ‫ترکیبی‬ ‫میل‬ ،‫ها‬
‫آن‬ .‫دارند‬ ‫فلزی‬ ‫های‬
‫ها‬
‫می‬
‫حاضر‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫کنند‬ ‫جمع‬ ‫خود‬ ‫محیط‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫فلز‬ ‫زیادی‬ ‫مقادیر‬ ‫توانند‬
‫به‬
‫دستگاه‬ ‫با‬ ‫تیتراسیون‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫فلز‬ ‫تغلیظ‬ ‫پیش‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫جاذب‬ ‫عنوان‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫تحلیلی‬ ‫های‬
‫رو‬ ‫با‬ ‫فلزات‬ .‫شوند‬
‫ش‬
‫وشیمیایی‬ ‫فیزیکی‬ ‫های‬
‫و‬ ‫تجزیه‬ ،‫پالسما‬ ‫انتشار‬ ‫سنجی‬ ‫طیف‬ ‫یا‬ ‫نوری‬ ‫جذب‬ ‫مثال‬ ‫برای‬ ،‫مرسوم‬
‫می‬ ‫تحلیل‬
‫شوند‬
(
Carrilho, Nóbrega, & Gilbert, 2003
)
.
‫می‬ ‫را‬ ‫جیوه‬ ‫یا‬ ‫کادمیوم‬ ،‫مس‬ ،‫کبالت‬ ،‫کروم‬ ‫مانند‬ ‫فلزات‬ ‫از‬ ‫بسیاری‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫توسط‬ ‫توان‬
‫از‬ ‫یکی‬ ‫جیوه‬ ،‫فلزات‬ ‫این‬ ‫میان‬ ‫در‬ .‫کرد‬ ‫تثبیت‬ ‫ها‬
‫سمی‬
‫مولکول‬ ‫با‬ ‫واکنش‬ ‫به‬ ‫زیرا‬ ،‫است‬ ‫فلزات‬ ‫ترین‬
‫ایجاد‬ ‫با‬ ‫آلی‬ ‫های‬
‫قوی‬ ‫پیوندهای‬
C-Hg
‫بتوان‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫مهم‬ ‫بسیار‬ ‫بنابراین‬ .‫دارد‬ ‫تمایل‬
‫ای‬ ‫ردپای‬
.‫داد‬ ‫تشخیص‬ ‫آب‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫فلز‬ ‫ن‬
+
Hg
3
CH
‫و‬
+2
Hg
‫مهم‬
‫ترین‬
‫محیط‬ ‫در‬ ‫جیوه‬ ‫ترکیبات‬
‫به‬ ،‫هستند‬ ‫آبی‬ ‫های‬
‫اینکه‬ ‫خصوص‬
+
Hg
3
CH
‫نتایج‬ .‫است‬ ‫خطرناک‬ ‫بسیار‬ ‫بیولوژیکی‬ ‫غشاهای‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫انتشار‬ ‫دلیل‬ ‫به‬
‫سال‬ ‫در‬ ‫جالبی‬
‫اخیر‬ ‫های‬
‫سبز‬ ‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬
Chlorella
vulgaris
‫ب‬ ‫یک‬ ‫روی‬ ‫شده‬ ‫تثبیت‬
‫به‬ )‫(سیلیکاژل‬ ‫جامد‬ ‫ستر‬
‫آمده‬ ‫دست‬
‫است‬
(
Tajes-Martinez et al., 2006
)
‫این‬ ‫در‬ .
،‫زیستی‬ ‫حسگر‬ ‫زیست‬
‫سیلیکا‬ ‫کامپوزیت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ً‫ال‬‫معمو‬ ‫زدایی‬ ‫جیوه‬
-
‫انجام‬ ‫جلبک‬
‫می‬
‫شود‬
‫و‬
+
Hg
3
CH
‫و‬
+2
Hg
‫به‬
‫می‬ ‫حفظ‬ ‫ستون‬ ‫در‬ ‫مؤثر‬ ‫طور‬
‫جذب‬ ‫راندمان‬ .‫شوند‬
‫در‬ ‫ترکیب‬ ‫دو‬ ‫هر‬ ‫برای‬
pH
3
‫از‬ ‫باالتر‬
97
‫افزودن‬ ‫با‬ ‫سپس‬ .‫بود‬ ‫درصد‬
HCl
‫می‬
‫آن‬ ‫توان‬
‫به‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫در‬ ‫متوالی‬ ‫صورت‬
pH
‫پایین‬
‫ت‬
.‫داد‬ ‫شستشو‬ ‫ر‬
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫اصلی‬ ‫مزایای‬ ‫از‬ ‫یکی‬
‫ظرفیت‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫این‬ ‫ها‬
‫سانتی‬ ‫درجه‬ ‫صفر‬ ‫دمای‬ ‫در‬ ‫هفته‬ ‫سه‬ ‫مدت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫نگهداری‬
‫می‬ ‫را‬ ‫جیوه‬ ‫ترکیبات‬ ،‫بنابراین‬ .‫دارند‬ ‫گراد‬
‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫زمان‬ ‫تا‬ ‫توان‬

11. ‫بهاره‬
‫نوروزی‬
،
"
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫به‬ ‫ها‬
‫آالینده‬ ‫شناسایی‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫های‬
...
175
،‫بنابراین‬ .‫کرد‬ ‫ذخیره‬
‫ولگاریس‬ ‫کلرال‬
‫سیلیکا‬ ‫روی‬ ‫شده‬ ‫تثبیت‬
‫ژ‬
‫یک‬ ،‫ل‬
‫کم‬ ‫امیدوارکننده‬ ‫جایگزین‬
‫است‬ ‫جیوه‬ ‫آنالیز‬ ‫برای‬ ‫هزینه‬
(
Tajes-
Martínez, Beceiro-González, Muniategui-Lorenzo, &
Prada-Rodríguez, 2006
)
.
‫ارگانیسم‬ ‫از‬ ‫برخی‬ ،‫آن‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬
‫حامل‬ ‫های‬
‫ژن‬
‫شب‬ ‫گزارشگر‬ ‫های‬
‫یون‬ ‫القای‬ ‫پروموترهای‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫تاب‬
‫شده‬ ‫ترکیب‬ ‫فلزی‬ ‫های‬
‫ممکن‬ ،‫اند‬
‫به‬ ‫است‬
‫یون‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫عنوان‬
‫فلزات‬ ‫های‬
‫نمونه‬ ‫در‬ ‫زیستی‬ ‫سنگین‬
‫به‬ .‫شوند‬ ‫استفاده‬ ‫محیطی‬ ‫های‬
،‫مثال‬ ‫عنوان‬
Synechococcus PCC 7942 (pJLE23)
‫کاتیون‬ ‫تشخیص‬ ‫به‬ ‫قادر‬
‫مانند‬ ‫هایی‬
+2
Zn
‫محلول‬ ‫در‬
‫پایین‬ ‫بسیار‬ ‫سطوح‬ ‫در‬ ‫آبی‬ ‫های‬
‫حداکثر‬ ‫از‬ ‫تر‬
‫توصیه‬
( ‫آشامیدنی‬ ‫آب‬ ‫برای‬ ‫جهانی‬ ‫بهداشت‬ ‫سازمان‬ ‫شده‬
5
‫میلی‬
‫در‬ ‫گرم‬
،‫لیتر‬
80
‫است‬ )‫لیتر‬ ‫در‬ ‫میکرومول‬
(
Brayner, Couté, Livage,
Perrette, & Sicard, 2011b
)
.
‫آزمایش‬ ‫تکرارپذیری‬ ‫بهبود‬ ‫برای‬
‫سم‬ ‫های‬
‫فلزات‬ ‫حضور‬ ‫در‬ ‫شناسی‬
‫سیانوباکتری‬ ،‫سنگین‬
‫می‬ ‫را‬ ‫ها‬
‫ماتریکس‬ ‫در‬ ‫توان‬
‫تثبیت‬ ‫مختلف‬ ‫های‬
‫به‬ .‫کرد‬
‫سیانوباکتریوم‬ ،‫مثال‬ ‫عنوان‬
Anabaena torulosa
‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬
( ‫پلی‬ ‫ماتریکس‬
2
-
‫الکترود‬ ‫یک‬ ‫روی‬ )‫متاکریالت‬ ‫اتیل‬ ‫هیدروکسیل‬
‫بی‬ ‫اکسیژن‬
‫اندازه‬ ‫با‬ ‫سرب‬ ‫حضور‬ ‫در‬ ‫میکروارگانیسم‬ ‫این‬ ‫رفتار‬ .‫شد‬ ‫حرکت‬
‫نشان‬ ‫نتایج‬ .‫شد‬ ‫بررسی‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫اکسیژن‬ ‫آزادسازی‬ ‫تغییرات‬ ‫گیری‬
‫توسط‬ ‫سرب‬ ‫جذب‬ ‫میزان‬ ‫حداکثر‬ ‫که‬ ‫داد‬
Anabaena torulosa
،
4
/
0
‫میلی‬
‫بود‬ ‫لیتر‬ ‫در‬ ‫گرم‬
(Carrilho et al., 2003)
.
‫فسفاتاز‬ ‫آلکالین‬ ‫فعالیت‬
( ‫فسفاتاز‬ ‫آلکالین‬ ‫فعالیت‬
APA
‫جلبک‬ ‫ریز‬ )
‫ولگاریس‬ ‫کلرال‬
‫در‬
‫می‬ ‫مهار‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫حضور‬
‫می‬ ‫خاصیت‬ ‫این‬ ‫از‬ ،‫شود‬
‫برای‬ ‫توان‬
‫برای‬ ‫حسگر‬ ‫زیست‬ ‫یک‬ ‫بنابراین‬ .‫کرد‬ ‫استفاده‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫سنجش‬
‫فسفاتاز‬ ‫آلکالین‬ ‫مهار‬ ‫خاصیت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫تشخیص‬
(
AP
)
‫خارجی‬ ‫غشای‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬
‫ولگاریس‬ ‫کلرال‬
‫است‬ ‫شده‬ ‫ساخته‬
(
Guedri & Durrieu, 2008
)
‫جلبک‬ ‫ریز‬ ‫حسگر‬ ‫زیست‬ ‫این‬ ‫در‬ .
‫بین‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫قرار‬ ‫پالتینیومی‬ ‫الکترود‬ ‫دو‬
‫گیرند‬
‫می‬ ‫تشکیل‬ ‫را‬ ‫مبدل‬ ‫و‬
‫فعالیت‬ .‫دهند‬
APA
‫اندازه‬ ‫هدایت‬ ‫در‬ ‫تغییر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫جلبک‬
‫می‬ ‫گیری‬
‫واقع‬ ‫در‬ .‫شود‬
‫یون‬ ‫غلظت‬ ‫حتی‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫حسگرها‬ ‫این‬ ‫دقت‬
‫زیر‬ ‫فلزی‬ ‫های‬
10
ppb
‫فلز‬ ‫یک‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫حسگرهای‬ ‫این‬ .‫است‬ ‫شناسایی‬ ‫قابل‬ ‫نیز‬
‫ارائ‬ ‫کلی‬ ‫پاسخ‬ ‫سنگین‬ ‫فلزات‬ ‫حضور‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫نیستند‬ ‫خاص‬
‫می‬ ‫ه‬
‫می‬ ‫و‬ ‫دهند‬
‫به‬ ‫توانند‬
‫شوند‬ ‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫اولیه‬ ‫هشدار‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫عنوان‬
(
Chouteau et al., 2004; Védrine et al., 2003
)
.
( ‫فسفاتاز‬ ‫آلکالین‬ ‫فعالیت‬
AP
‫ط‬ ‫از‬ )
‫اندازه‬ ‫ریق‬
‫گیری‬
‫یا‬ ‫نوری‬ ‫های‬
‫می‬ ‫تعیین‬ ‫رسانایی‬
‫سلول‬ ،‫مثال‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ .‫شود‬
‫های‬
‫ولگاریس‬ ‫کلرال‬
‫در‬
‫غشا‬ ‫داخل‬
( ‫گاوی‬ ‫سرم‬ ‫آلبومین‬ ‫های‬
BSA
‫پیوند‬ ‫گلوتارآلدئید‬ ‫با‬ ‫که‬ )
.‫شدند‬ ‫تثبیت‬ ،‫دارند‬ ‫متقابل‬
APA
‫یون‬ ‫حضور‬ ‫در‬
‫اندازه‬ ‫کادمیوم‬ ‫های‬
‫اندازه‬ .‫شد‬ ‫گیری‬
‫غشایی‬ ‫فسفاتاز‬ ‫گیری‬
APA
‫م‬ ‫را‬
‫ی‬
‫سلول‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫توان‬
‫فلزات‬ ‫نهایت‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫داد‬ ‫انجام‬ ‫استخراج‬ ‫مرحله‬ ‫هیچ‬ ‫بدون‬ ،‫کامل‬ ‫های‬
‫می‬ ‫داده‬ ‫تشخیص‬ ‫سلول‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫جذب‬
‫یکی‬ ‫مس‬ ‫سولفات‬ .‫شوند‬
‫کشنده‬ ‫مواد‬ ‫از‬
‫آب‬ ‫تصفیه‬ ‫برای‬ ً‫ال‬‫معمو‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫ای‬
‫دریاچه‬ ‫سطحی‬ ‫های‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫آب‬ ‫منابع‬ ‫سایر‬ ‫و‬ ‫مخازن‬ ،‫ها‬
‫حاضر‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫همچنین‬ .‫شود‬
‫به‬
‫حشره‬ ‫عنوان‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫کشاورزی‬ ‫در‬ ‫کش‬
‫به‬ .‫شود‬
‫طوری‬
‫یون‬ ‫که‬
‫های‬
+2
Cu
‫می‬ ‫غذایی‬ ‫زنجیره‬ ‫وارد‬
‫به‬ ‫را‬ ‫زیستی‬ ‫تنوع‬ ‫و‬ ‫شوند‬
‫توجهی‬ ‫قابل‬ ‫طور‬
‫می‬ ‫کاهش‬
‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫غربالگری‬ ‫روش‬ ‫یک‬ ‫توسعه‬ ‫بنابراین‬ .‫دهند‬
‫است‬ ‫مهم‬ ‫بسیار‬ ‫آب‬ ‫در‬ ‫مس‬
(
Chouteau et al., 2004; Guedri &
Durrieu, 2008
)
.
‫سیانوباکتری‬ ‫حسگرهای‬ ‫زیست‬
‫ها‬
‫سیانوباکتر‬
‫توسعه‬ ‫برای‬ ‫که‬ ‫هستند‬ ‫موجوداتی‬ ‫اولین‬ ‫وحشی‬ ‫نوع‬ ‫های‬
‫حسگر‬
‫می‬ ‫استفاده‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
‫نظر‬ ‫از‬ ‫فوتوتروف‬ ‫موجودات‬ ‫این‬ .‫شوند‬
‫علف‬ ‫مانند‬ ‫ترکیباتی‬ ‫بر‬ ‫نظارت‬ ‫برای‬ ‫بنابراین‬ ‫و‬ ‫مهم‬ ‫اکولوژیکی‬
‫کش‬
‫می‬ ‫مهار‬ ‫را‬ ‫موجودات‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫فعالیت‬ ‫که‬ ‫هایی‬
‫کنند‬
.‫هستند‬ ‫مناسب‬ ،
‫سیانوباکتری‬
( ‫شده‬ ‫تثبیت‬ ‫های‬
Synechocystis
‫و‬
Synechococcus
)
‫می‬ ‫همچنین‬
‫به‬ ‫توانند‬
‫حسگر‬ ‫عنوان‬
‫سمیت‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫زیستی‬ ‫های‬
‫به‬ ‫آب‬
‫همه‬ ‫متابولیسم‬ ‫دلیل‬
‫کاره‬
‫فتوسنتزی‬ ‫فعالیت‬ ‫مثال‬ ‫برای‬ ،‫شان‬
‫سلول‬ ‫در‬ ‫تیالکوئید‬ ‫(غشاهای‬
‫تثبیت‬ ‫و‬ ‫تخمیر‬ ،‫تنفس‬ ،)‫رویشی‬ ‫های‬
‫نیتروژن‬
‫(سلول‬
‫زیست‬ .‫شوند‬ ‫استفاده‬ )‫هتروسیت‬ ‫های‬
‫حسگرهای‬
‫سیانوباکتری‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫آمپرومتریک‬
‫آالینده‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫نیز‬ ‫ها‬
‫های‬
‫شده‬ ‫استفاده‬ ‫فیتوتوکسیک‬
‫آن‬ ،‫حال‬ ‫این‬ ‫با‬ ‫اند‬
.‫نیستند‬ ‫قوی‬ ‫و‬ ‫پایدار‬ ‫ها‬
(
Lin et al., 2010
)
‫سلول‬ ،‫معایب‬ ‫این‬ ‫بر‬ ‫غلبه‬ ‫برای‬
‫می‬ ‫را‬ ‫میکروبی‬ ‫های‬
‫معرفی‬ ‫با‬ ‫توان‬
‫یک‬
"
‫گزارشگر‬ ‫ژن‬
"
‫به‬ ‫را‬ ‫بیولوژیکی‬ ‫تعامالت‬ ‫تا‬ ‫کرد‬ ‫ژنتیکی‬ ‫اصالح‬
‫متداول‬ .‫کند‬ ‫تبدیل‬ )‫نور‬ ً‫ال‬‫(مث‬ ‫ضبط‬ ‫قابل‬ ‫خروجی‬ ‫سیگنال‬ ‫یک‬ ‫به‬ ‫راحتی‬
‫پروتئین‬ ‫ترین‬
‫گاالکتوز‬ ‫بتا‬ ‫گزارشگر‬ ‫های‬
‫سبز‬ ‫فلورسنت‬ ‫پروتئین‬ ،‫یداز‬
(
GFP
‫هستند‬ ‫لوسیفراز‬ ‫و‬ )
(
Liu & Wang, 2009
)
.
‫به‬
‫می‬ ‫نظر‬
‫سیانوباکتری‬ ‫حسگرهای‬ ‫زیست‬ ‫رسد‬
‫تشخیص‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫علف‬ ‫سمیت‬
‫کش‬
‫روش‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫ها‬
‫زیست‬ ‫حسگرهای‬ ‫مانند‬ ،‫دیگر‬ ‫های‬
‫ساده‬ ،‫فتوسیستم‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫بافتی‬ ‫و‬ ‫سلولی‬
‫سریع‬ ،‫تر‬
‫دقیق‬ ،‫تر‬
‫مقرون‬ ‫و‬ ‫تر‬
‫صرفه‬ ‫به‬
‫می‬ ‫همچنین‬ .‫باشند‬ ‫تر‬
‫علف‬ ‫نوع‬ ‫دادن‬ ‫نشان‬ ‫برای‬ ‫توان‬
‫و‬ ‫کش‬
‫عملکرد‬ ‫نحوه‬ ً‫ال‬‫احتما‬
‫آن‬ ‫بالقوه‬
‫ها‬
‫زیست‬ ‫این‬ ‫از‬
.‫کرد‬ ‫استفاده‬ ‫حسگرها‬
.‫است‬ ‫ژنتیکی‬ ‫ابزارهای‬ ‫با‬ ‫کار‬ ‫دانش‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ،‫روش‬ ‫این‬ ‫معایب‬ ‫از‬ ‫یکی‬
‫سیانوباکتری‬ ‫فتوسنتزی‬ ‫فعالیت‬ ،‫محدودیت‬ ‫این‬ ‫بر‬ ‫غلبه‬ ‫برای‬
‫در‬ ‫ها‬
‫علف‬ ‫حضور‬
‫کش‬
‫اندازه‬ ‫با‬ ‫ها‬
‫گیری‬
‫آمپرومتریک‬ ‫و‬ ‫فوتوالکتروشیمیایی‬ ‫های‬
‫می‬ ‫دنبال‬
‫علف‬ .‫شود‬
‫کش‬
‫ها‬
‫مهار‬ ً‫ا‬‫عموم‬
‫کننده‬
‫وابسته‬ ‫الکترون‬ ‫جریان‬ ‫های‬
‫به‬
PSII
‫هستند‬
(
Shao, Howe, Porter, & Glover, 2002
)
.