基于平板电极生物传感器的植物脱落酸原位检测方法技术

本发明专利技术提出的是一种基于平板电极生物传感器的植物脱落酸原位检测方法，通过平板电极生物传感器，实现植物体内脱落酸的原位在线检测。与传统的质谱色谱法相比较，本发明专利技术的方法无需离体、对植物本身无本质性危害，具有操作简单、灵敏度高、准确度高、便于携带等特点，在植物叶片上可实现不同部位对脱落酸的动态获取，为植物体内脱落酸的研究提供技术支持。为植物体内脱落酸的研究提供技术支持。为植物体内脱落酸的研究提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
基于平板电极生物传感器的植物脱落酸原位检测方法


[0001]本专利技术涉及一种生物检测方法，具体涉及一种基于平板电极生物传感器的植物脱落酸原位检测方法。

技术介绍

[0002]脱落酸（ABA）是一种重要的植物激素，早期研究发现其生理功能多为负功能，如促进器官脱落、抑制生长、抑制萌发等。随着分析方法的改进，人们越来越清楚脱落酸对植物正常生长发育，特别是对各种逆境的反应是必不可少的。通常，植物组织中的某一种植物激素的浓度很低（大约1
‑
100 ng/g FW），而且大多数植物激素很容易被热、光和氧分解。因此，植物激素的测定正成为许多植物激素相关研究领域的限制因素之一。传统的植物激素分析技术，如气相色谱法、气相色谱法
‑
质谱法、液相色谱法
‑
质谱法、以及毛细管电泳法已被广泛报道。然而，这些方法需要精密的仪器，也很耗时，且需要采集植物体样本离体进行分离纯化再进行检测，不但会对植物造成损伤，而且得出的结果也无法准确反映脱落酸在植物体内含量的实时变化。因此，植物生理学家需要一种快速、准确、方便的植物激素测定方法。
[0003]电化学免疫传感器是一种基于抗原
‑
抗体特异性相互作用的电化学传感技术，它结合了抗体的选择性和电化学技术的敏感性，具有便携式、低成本、易小型化等优点，然而现有技术中并无将生物传感器应用于植物体内脱落酸定量检测的成熟方法或工艺，也未见相关文献报道。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于平板电极生物传感器技术的植物体内脱落酸实时原位在体检测方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案：基于平板电极生物传感器的植物脱落酸原位检测方法，以平板电极为基底，通过银丝与铂丝构成三电极体系，将其夹在植物不同部位上，连接电化学工作站进行差分脉冲伏安法，实现对植物脱落酸实时原位在体检测；其中银丝为参比电极，铂丝为对电极，由二茂铁、氧化石墨烯、Nafion及多壁碳纳米管修饰的平板电极为工作电极；该方法具体包括如下步骤：1）检测前由pH 7.4的0.01M磷酸缓冲液配制不同梯度浓度的脱落酸标准溶液，通过电化学工作站进行差分脉冲伏安法扫描，获得脱落酸溶液浓度与响应峰电流的线性关系：
△
I = 4.78605logC
ABA
+18.8981，相关系数为0.95955；其中，
△
I表示电流，单位为μA；C
ABA
表示脱落酸的浓度，单位为nM
·
L
‑1；根据线性关系获得平板电极检测脱落酸的工作曲线；2）在便携夹子上分别裹上银丝与铂丝作为参比电极与对电极，将平板电极生物传感器通过便携夹子夹在植物待测部位（根、茎、叶等部位）上，然后将平板电极生物传感器、参比电极与对电极同时连接电化学工作站进行差分脉冲伏安法扫描，实现对植物脱落酸实时原位在体检测。
[0006]进一步的，所述平板电极生物传感器的制备方法具体包括如下步骤：
①
清洗平板电极，并将其剪切成长1
‑
3 cm、宽0.6
‑
1 cm的条状，将剪好的平板电极放入烧杯中，依次往烧杯中倒入丙酮、乙醇和蒸馏水进行8
‑
12 min超声浸泡处理，其中加入丙酮时烧杯口用保鲜膜封口；
②
配制Fc复合物溶液：将10 mg/ml二茂铁、氧化石墨烯、多壁碳纳米管和0.5 wt% Nafion混合，将等量的50 mM NHS和20 mM EDC溶液加入混合物中，然后超声2 h，得到均匀分散的Fc复合物溶液；
③
将配制好的碳胶滴在步骤
①
超声浸泡处理后的平板电极上，再滴涂上步骤
②
制备的Fc复合物溶液，干燥成膜，然后用清水清洗，得到由碳胶和Fc复合物修饰的平板导电工作电极，从而完成平板电极生物传感器的制备。
[0007]进一步的，所述电化学工作站进行差分脉冲伏安法扫描的检测参数如下：电位
‑
0.5~0.4 V，脉冲周期0.2 s，脉冲幅度50 mV，脉冲宽度50 ms。步骤2）连接电化学工作站时，系统先活化5min，稳定运行1min
‑
10min，采集电流数据代入线性方程，即可得到植物组织中脱落酸的浓度。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1）本专利技术通过在电极表面制备并改性Fc、氧化石墨烯和多壁碳纳米管复合材料，利用Fc制备氧化还原探针，监测抗原
‑
抗体免疫复合物形成对电化学信号的抑制，通过EDC/NHS偶联反应固定MeJA抗体，制备得到基于低成本平板电极的生物免疫传感器，具有检测限低、线性范围宽、选择性好、稳定性好等优点，在实际应用中具有很大的潜力；2）与传统的质谱色谱法相比较，本专利技术的方法无需离体采样，对植物本身无本质性危害，能够实现对植物的无损原位检测，在植物叶片上可实现不同部位对脱落酸的动态获取，为植物体内脱落酸的研究提供技术支持；3）本专利技术提出的基于平板电极生物传感器的植物脱落酸原位检测方法利用平板电极双面导电、廉价、好获取、便于操作等特性，结合现有电化学工作站和便携夹子作为电极，具有操作简单、灵敏度高、准确度高、便于携带等特点。
附图说明
[0009]图1为本专利技术实施例中平板电极生物传感器检测体系的构建过程示意图。
[0010]图2为差分脉冲伏安峰值电流与 ABA浓度之间的标准曲线图。
[0011]图3为清水与盐胁迫下0
‑
72h番茄体内的脱落酸含量变化图。
具体实施方式
[0012]下面根据多个实施例进一步说明本专利技术的技术方案。在本说明书的描述中，各实施例的内容意指结合其描述的具体技术特征包含于本专利技术的至少一个实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体技术特征可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0013]一、平板电极生物传感器制备方法以平板电极为基底，通过在便携夹子上分别裹上银丝与铂丝（夹子可多次重复使用）构成三电极体系，其中Ag/AgCl为参比电极，铂丝为对电极，由二茂铁、氧化石墨烯、
Nafion及多壁碳纳米管修饰的平板电极为工作电极；构建过程如图1所示。
[0014]平板电极按如下方法制备：1）将平板电极剪成长1
‑
3cm、宽0.6
‑
1cm的大小，放入烧杯中，依次往烧杯中倒入丙酮、乙醇和蒸馏水进行8
‑
12min超声浸泡处理，其中加入丙酮这一步烧杯口需用保鲜膜封口；2）将10 mg/ml Fc（二茂铁）、GO（氧化石墨烯）、MWNT（多壁碳纳米管）和0.5 wt% Nafion（全氟磺酸树脂）混合制备纳米复合材料，将等量的50 mM NHS（N
‑
羟基琥珀酰亚胺）和20 mM EDC（1
‑
乙基
‑
(3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于平板电极生物传感器的植物脱落酸原位检测方法，该方法以平板电极为基底，通过银丝与铂丝构成三电极体系，将其夹在植物不同部位上，连接电化学工作站进行差分脉冲伏安法，实现对植物脱落酸实时原位在体检测；其中银丝为参比电极，铂丝为对电极，由二茂铁、氧化石墨烯、Nafion及多壁碳纳米管修饰的平板电极为工作电极；其特征在于，该方法具体包括如下步骤：1）检测前配制不同梯度浓度的脱落酸标准溶液，通过电化学工作站进行差分脉冲伏安法扫描，根据脱落酸溶液浓度与响应峰电流的线性关系获得平板电极检测脱落酸的工作曲线；2）在便携夹子上分别裹上银丝与铂丝作为参比电极与对电极，将平板电极生物传感器通过便携夹子夹在植物待测部位上，然后将平板电极生物传感器、参比电极与对电极同时连接电化学工作站进行差分脉冲伏安法扫描，实现对植物脱落酸实时原位在体检测。2.根据权利要求1所述的基于平板电极生物传感器的植物茉莉酸甲酯原位检测方法，其特征在于，所述平板电极生物传感器的制备方法具体包括如下步骤：
①
清洗平板电极并将其剪切成条状，将剪好的平板电极放入烧杯中，依次往烧杯中倒入丙酮、乙醇和蒸馏水进行超声浸泡处理，其中加入丙酮时烧杯口用保鲜膜封口；
②
配制Fc复合物溶液：将二茂铁、氧化石墨烯、多壁碳纳米管和Nafion混合，将等量的NHS和EDC溶液加入混合物中，超声得到均匀分散的Fc复合物溶液；
③
将配制好的碳胶滴在步骤
①
超声浸泡处理后的平板电极上，再滴涂上步骤
②
制备的Fc复合物溶液，干燥成膜，然后用清水清洗，得到由碳胶和Fc复合物修饰的平板导电工作电极，从而完成平板电极生物传感器的制备。3.根据权利要求2所述的基于平板电极生物传感器的植物茉莉酸甲酯原位检测方法，其特征在于，所述步骤
①
中平板电极的条状尺寸为长1
‑
3 cm、宽0.6
‑
1 cm，超声浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙利军，姚登兵，张亚莉，朱新宇，孙玲，张芝瑶，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：