一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备。所述设备包括微电极生物传感器、植物活性分子检测分析仪和工控机；微电极生物传感器一端固定在植物体内，另一端连接植物活性分子检测分析仪；工控机连接植物活性分子检测分析仪，工控机发送控制指令给植物活性分子检测分析仪，植物活性分子检测分析仪生成数字信号，将数字信号转换成电信号并施加给微电极生物传感器；微电极生物传感器将植物体内关键活性小分子的浓度信息以电信号形式返回到植物活性分子检测分析仪，植物活性分子检测分析仪将电信号形式的浓度信息转换成数字信号形式存储至工控机实现监测。本实用新型专利技术对于总结植物生长活动规律，精准调控植物生长发育具有重要意义。物生长发育具有重要意义。物生长发育具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备


[0001]本技术涉及植物关键活性小分子监测
，具体为一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备。

技术介绍

[0002]植物关键活性小分子，即植物体内的生物活性物质，它们的合成、代谢、运输和积累贯穿植物的整个生长周期，调节并影响植物的生长、开花、发育、结实等生命过程。通过在植物体内对这些物质的识别和检测，可以跟踪能量转换和物质代谢过程，进而总结植物生长活动规律，为植物生长发育的精准调控奠定基础。
[0003]现有技术中，通常采用气
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质联用、酶联免疫、微透析等技术对植物体内关键活性小分子进行检测，但是这些方法具有破坏取样、离体测定、费时费力，灵敏度较低等问题。同时，由于不能随时对活体植物进行测定，检测结果对植物生长发育的反映存在一定偏差。
[0004]刘俊桃等人，利用以钛合金丝(Ti6Al4V)为基底材料，制作了碳包碳化钛纳米线阵列微电极，并以此为基底电极，釆用化学还原法在电极表面均匀负载粒径约为3
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6nm的铂颗粒，研制了竖直排列的核壳结构纳米纤维阵列电极并通过使用光刻胶绝缘并暴露尖端盘面，有效的减小了微电极的活性面积，显著降低了信噪比(J.T.Liu,L.S.Hu,Y.L.Liu,R.S.Chen,Z.Cheng,S.J.Chen,C.Amatore,W.H.Huang,K.F.Huo,Real
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Time Monitoring of Auxin Vesicular Exocytotic Efflux from Single Plant Protoplasts by Amperometry at Microelectrodes Decorated with Nanowires，AngewandteChemie
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International Edition,53(2014)2643
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2647.)。该电极对植物激素生长素具有较高的检测灵敏度，检出限可达1nmol/L。采用该电极，刘俊桃等人实现了单个油菜单个原生质体生长素释放的实时动态监测，并在此基础上对其释放动力学进行了研究。然而，该实验采用常规台式电化学工作站(上海辰华仪器有限公司，仪器型号CHI660A)进行测试，该系统仅仅能实现实验室的电化学数据采集，且结构复杂。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备，本技术结构简单，能够轻易实现对植物关键活性小分子的监测。
[0006]本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0007]一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备，包括微电极生物传感器、植物活性分子检测分析仪和工控机；
[0008]微电极生物传感器一端固定在植物体内，另一端连接植物活性分子检测分析仪；工控机连接植物活性分子检测分析仪，工控机发送控制指令给植物活性分子检测分析仪，植物活性分子检测分析仪根据控制指令生成数字信号，将数字信号转换成电信号并施加给微电极生物传感器；微电极生物传感器将植物体内关键活性小分子的浓度信息以电信号形式返回到植物活性分子检测分析仪，植物活性分子检测分析仪将电信号形式的浓度信息转
换成数字信号形式存储至工控机实现监测。
[0009]进一步地，微电极生物传感器与植物活性分子检测分析仪电性连接。
[0010]进一步地，工控机与植物活性分子检测分析仪通过电缆连接。
[0011]进一步地，植物活性分子检测分析仪包括微控制器、电化学信号发生器、前置放大器和电流检测器；
[0012]其中，微控制器输出数字脉冲信号至电化学信号发生器；
[0013]电化学信号发生器的数模转换器将数字脉冲信号转换为电压波形，电化学信号发生器的滤波器过滤电压波形的噪音；
[0014]前置放大器将过滤噪音后的电压波形转换为激励电压信号，将激励电压信号经过电缆输出至微电极生物传感器产生激励，受到激励的微电极生物传感器产生相应的生物分子电流信号；
[0015]微电极生物传感器将产生的生物分子电流信号输入电流检测器的电阻并产生相应的生物分子电压信号；
[0016]电化学信号发生器的滤波器接收生物分子电压信号并将生物分子电压信号输入模数转换器，模数转换器把生物分子电压信号转换为生物分子数字信号，最后输入工控机完成信号的采集过程。
[0017]进一步地，微电极生物传感器的材料修饰端固定在植物体内。
[0018]进一步地，所述微电极生物传感器的结构包括探针式或贴片式。
[0019]进一步地，微电极生物传感器的制备材料包括碳基材料或复合材料。
[0020]进一步地，工控机包括中央控制单元和数据处理单元；中央控制单元连接数据处理单元；
[0021]中央控制单元向数据处理单元发出监测指令并接受反馈信号，数据处理单元根据监测指令连接植物活性分子检测分析仪中的电化学信号发生器的数模转换器的输出端，接收植物活性分子检测分析仪传输的生物分子数字信号，实现植物体内活性小分子的监测。
[0022]进一步地，采用多台植物活性分子检测分析仪和对应连接的多台微电极生物传感器进行监测，多台植物活性分子检测分析仪分别和工控机通过电缆连接。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0024]本技术的结构简单，通过植物活性分子检测分析仪实现电信号与数字信号的转换，结合微电极生物传感器实现植物体内产生的生物分子电流信号的采集与监测，进而实现对活体植物体内活性小分子的高特异性识别；本技术通过多组植物活性分子检测分析仪与微电极生物传感器实现多种活性小分子同时监测；本技术便于携带，对于户外总结植物生长活动规律具有重要意义。
附图说明
[0025]图1为本技术一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备的结构示意图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图和实施例对本技术做进一步描述。
[0027]实施例：
[0028]一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备，如图1所示，包括微电极生物传感器1、植物活性分子检测分析仪2和工控机3；
[0029]微电极生物传感器1一端固定在植物体内，另一端连接植物活性分子检测分析仪2；工控机3连接植物活性分子检测分析仪2，工控机3发送控制指令给植物活性分子检测分析仪2，植物活性分子检测分析仪2根据控制指令生成一个三角波信号，将三角波信号转换成电信号施加给微电极生物传感器1，该三角波信号经过植物体内环境后，微电极生物传感器1将植物体内关键活性小分子的浓度信息以电信号形式返回到植物活性分子检测分析仪2，植物活性分子检测分析仪2将电信号形式的浓度信息转换成一个新的三角波信号存储至工控机3实现监测。
[0030]本实施例中，微电极生物传感器1与植物活性分子检测分析仪2电性连接。
[0031]本实施例中，工控机3与植物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备，其特征在于：包括微电极生物传感器(1)、植物活性分子检测分析仪(2)和工控机(3)；微电极生物传感器(1)一端固定在植物体内，另一端连接植物活性分子检测分析仪(2)；工控机(3)连接植物活性分子检测分析仪(2)，工控机(3)发送控制指令给植物活性分子检测分析仪(2)，植物活性分子检测分析仪(2)根据控制指令生成数字信号，将数字信号转换成电信号并施加给微电极生物传感器(1)；微电极生物传感器(1)将植物体内关键活性小分子的浓度信息以电信号形式返回到植物活性分子检测分析仪(2)，植物活性分子检测分析仪(2)将电信号形式的浓度信息转换成数字信号形式存储至工控机(3)实现监测。2.根据权利要求1所述的一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备，其特征在于：微电极生物传感器(1)与植物活性分子检测分析仪(2)电性连接。3.根据权利要求1所述的一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备，其特征在于：工控机(3)与植物活性分子检测分析仪(2)通过电缆连接。4.根据权利要求1所述的一种基于电化学的植物关键活性小分子监测设备，其特征在于：植物活性分子检测分析仪(2)包括微控制器(21)、电化学信号发生器(22)、前置放大器(23)和电流检测器(24)；其中，微控制器(21)输出数字脉冲信号至电化学信号发生器(22)；电化学信号发生器(22)的数模转换器将数字脉冲信号转换为电压波形，电化学信号发生器(22)的滤波器过滤电压波形的噪音；前置放大器(23)将过滤噪音后的电压波形转换为激励电压信号，将激励电压信号经过电缆输出至微电极生物传感器(1)产生激励，受到激励的微电极生物传感器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勤学，颜继雄，黄诗茗，陈润杰，谢韬，叶建山，马英，戴琬琳，赵文源，杨灵芬，
申请(专利权)人：广州华工中云信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：