基于石墨电极构建微型电化学传感器在体检测植物体色氨酸

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:TDH39520007
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色氨酸作为植物重要生长激素吲哚-3-乙酸的合成前体,其含量的在体检测对于研究植物生长发育以及实现精准农业具有重要意义。电化学方法检测凭借响应快、可微型化、适用范围广、抗干扰性能强等优点在植物在体检测领域受到广泛关注。实现植物在体电化学检测的关键在于微型电化学传感器的构建。本文以铂丝(Φ=0.5 mm)和在饱和KCl中活化过后的银丝(Φ=0.5 mm)作为对电极和参比电极,探究石墨棒及铅笔芯石墨电极作为工作电极,进一步结合滴涂、电化学沉积等修饰方法制备色氨酸微型电化学传感器。主要研究内容概括如下:(1)以修饰羧基化多壁碳纳米管以及聚磺基水杨酸的石墨棒电极(Φ=2.0 mm)作为工作电极,构建色氨酸微型电化学传感体系。滴涂法修饰羧基化多壁碳纳米管不仅有效增加了工作电极的比表面积,同时对色氨酸的电化学检测具有催化作用;循环伏安法电聚合磺基水杨酸膜提高传感器的抗干扰性和重现性。在p H值为4.0-4.8区间内构建线性关系,其线性范围为10-110μM,检测限低至0.037μM。西红柿汁/西红柿果实中的成功检测揭示了该传感器在体检测色氨酸的适用性;进一步的,监测不同生长阶段圣女果果实中的色氨酸含量可能对了解西红柿果实生长发育过程有很大帮助。(2)在上一个体系的基础上,选用了体积更小、更廉价、更常见易得的铅笔芯(Φ=0.7 mm)作为色氨酸传感器的工作电极,构建色氨酸微型电化学传感体系。循环伏安法电聚合9-氨基吖啶修饰电极可有效提高检测色氨酸的灵敏度及抗干扰性,而且其电极更小、制备方法更简单。同时具备更宽的线性范围,为5-200μM;其检测限低至0.035μM。其具备的更小体积为其实现植物在体检测的场景提供了更多可能,黄瓜汁/黄瓜果实中的成功检测揭示了该微型电化学传感器在体检测色氨酸的适用性,进一步用构建出的微型电化学传感器在体检测探究黄瓜以及水果黄瓜中色氨酸含量,对研究不同品类黄瓜中色氨酸含量有一定帮助。该传感器适用于弱酸性至弱碱性的范围,扩大了电化学在体检测植物体色氨酸的适用范围。
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