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局域表面等离子体共振(Local surface plasmon resonance,LSPR)是一种前沿的光学生物传感技术,与光学表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)生物传感技术相比,在技术实现方面更具优势,同时又保留了 SPR高灵敏度、高选择性和无需标记特点。植物激素在植物生长发育过程中起着重要的调节作用,其中脱落酸(Abscisic acid,ABA)因其能够增强植物的抗逆性是研究最多的植物激素之一。传统的植物激素检测方法(如免疫分析法、色谱法及色谱-质谱联用技术)在样品前处理、仪器成本和技术人员操作要求等方面存在一定局限性。随着植物激素作用机理及信号转导等前沿学科的兴起,迫切需要实现植物激素ABA高特异性和高灵敏度检测。本论文采用LSPR光谱技术开展植物激素ABA定量检测及分析。利用金纳米颗粒LSPR特性,在植物激素ABA光谱信号获取、LSPR光谱系统构建、ABA特异性识别单元优化、光谱特征值提取、定量分析模型及方法对比等方面开展了一系列深入的研究。探讨了核酸适配体作为特异性识别单元的LSPR光谱对植物激素ABA快速和高灵敏检测,提出了一些新型高效的植物激素ABA定量分析方法,为植物激素的测定提供了一种新思路。主要研究内容如下:(1)针对传统植物激素ABA检测方法中存在的问题,研究采用通过紫外-可见分光光度计获取LSPR光谱信号,建立了植物激素ABA低成本LSPR光谱检测新方法。利用核酸适配体与金纳米颗粒之间配位键作用修饰金纳米颗粒,从而制备得到官能团化的金纳米探针,验证了该探针的团聚程度与植物激素ABA浓度密切相关。研究了 NaCl浓度、核酸适配体浓度、孵育时间对检测灵敏度的影响,并根据LSPR光谱中的特征吸光度比值(A620/A520)进行建模,建立了定量分析植物激素ABA模型。在优化实验条件下,当ABA检测浓度在5～20 μM范围时,吸光度比值(A620/A520)与ABA浓度的对数之间线性关系较好,线性相关系数为0.992,检测限为0.33 μM。同时考察了该方法的特异性,实验结果表明该方法对ABA检测表现出了较高的特异性。为了进一步验证该方法对实际样品检测的可行性,进行了植物样品水稻叶片中ABA检测,并与酶联免疫吸附测定法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)相比较,得到的最大测量误差为7.93%,表明两种方法具有可比性。LSPR光谱信号通过紫外-可见分光光度计获取,方法简单且成本较低,并为接下来进一步构建LSPR光谱信号快速获取装置实现ABA快速、高灵敏检测奠定了基础;(2)采用紫外-可见分光光度计获取LSPR光谱信号时,光谱数据采集速度较慢,并且只有两个通道,无法同时进行多个样品的平行测定,造成植物激素ABA分析时间较长。为了提高LSPR光谱信号的获取速度,在对现有的LSPR光谱信号获取方式研究的基础上,构建了一套基于透射光谱检测方式的多通道LSPR光谱检测系统,并通过实验验证了该系统具有较好稳定性、重复性和通道间一致性。采用该系统进行了不同粒径的球形金纳米颗粒吸收光谱实验,在数据处理方面,采用Savitzky-Golay平滑算法对原始光谱数据进行预处理,并通过多项式拟合获得了精确的LSPR峰值波长,研究了金纳米颗粒粒径大小、介质环境折射率与共振波长之间的关系。实验结果证明:在相同介质条件下,随着粒径的增大,共振波长发生红移,且粒径大小与共振波长具有较好的线性关系;在相同粒径条件下,共振波长与介质环境折射率密切相关,对于粒径为25.5 nm和41 nm两种粒径的金纳米颗粒,介质环境折射率与共振波长具有较好的线性关系,折射率灵敏度分别为59.46 nm/RIU和70.38 nm/RIU。该系统能够实现LSPR光谱信号的快速获取及高通量检测,为进一步开展ABA的快速定量检测提供了一套新的LSPR生物传感分析系统;(3)为了提高ABA检测速度和检测灵敏度,采用构建的多通道LSPR光谱系统获取检测信号,并利用核酸适配体和ABA之间的特异性识别能力及金纳米颗粒的催化能力进行定量分析。为了提高核酸适配体与ABA之间的特异性,首先对核酸适配体序列进行了优化,在获得优化序列基础上,进一步提出了采用PolyA尾化的核酸适配体作为特异性识别单元,利用PolyA尾化的核酸适配体修饰小粒径金纳米颗粒,金纳米颗粒表面包裹的PolyA尾化的核酸适配体的数量与ABA浓度密切相关,即不同浓度的ABA造成金纳米颗粒表面裸露程度不同,通过添加还原剂NH2OH和生长剂HAuCl4诱导PolyA尾化的核酸适配体-金纳米颗粒探针进行生长。根据金纳米颗粒表面裸露程度不同,从而产生颜色和形貌不同的大粒径金纳米颗粒。研究了生长时间、生长剂用量、碱基A添加位置、个数、PolyA尾化的核酸适配体浓度对检测灵敏度的影响,并根据LSPR光谱峰值波长变化值(△Amax)建立了 ABA浓度定量分析模型。检测范围为0.1 nM～1 mM,并且在1nM～10 μM检测范围内△λmax与ABA浓度的对数具有较好的线性关系,线性相关系数为0.992,检测限为1 nM。此外,该方法对植物激素干扰物如赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)表现出很小的响应,证明了该方法具有较好的特异性。与盐诱导金纳米颗粒团聚方法相比,检测灵敏度得到了提高,而且多通道LSPR光谱检测系统能够快速获取光谱信号和进行高通量检测。