植物组织传感器：探索植物的健康状态

植物组织传感器利用植物组织中的酶特异性催化底物,产生电活性物质,从而引起基础电极的响应。由于植物组织传感器所用材料的酶源简单易得、成本低廉、易于保存,所以它的发展速度很快。组成植物组织传感器所用的基础电极多为CO2气敏电极、氨气敏电极和氧电极。所以下面按照基础电极的分类进行介绍。

1.基于CO2气敏电极的植物组织传感器

基于CO2气敏电极的植物组织传感器测定时所依据的酶促反应中都有CO2生成,故采用CO2气敏电极作为基础电极。

例如,对于黄南瓜-L-谷氨酸电极,黄南瓜组织中含有谷氨酸脱羧酶,在某些试剂的参与下,谷氨酸脱羚酸可使L-谷氨酸发生反应,生成物中有CO2气体,将黄南瓜中的皮层切片(作为敏感膜)与CO2气敏电极组装成植物组织传感器则可测定L-谷氨酸。再例如,使用玉米芯-丙酮酸电极可使丙酮酸发生酶促反应:

将玉米芯切片作为敏感膜固定于CO2电极表面,可以组成植物组织传感器测定丙酮酸。丙酮酸脱羧酶的辅酶是镁离子,电极首先需要浸泡在含辅酶的活性缓冲溶液中活化,激活丙酮酸脱羧酶,然后进行测定。

2.基于氨气敏电极的植物组织传感器

凡是植物组织敏感膜中所含的酶能与底物能发生酶促反应并能生成NH3,就都可采用NH3气敏电极(作为基础电极)来组成植物组织传感器,如用植物叶研制的黄瓜叶-L-半胱氨酸电极、紫玉-L-精氨酸电极、兰花-L-精氨酸电极、菊花-L-精氨酸电极等。

例如,黄瓜叶-L-半胱氨酸电极是根据黄瓜叶中含有脱硫化氢酶,可与L-半胱氨酸发生降解反应,最终生成氨气。将黄瓜叶表面的蜡质膜除去,露出具有催化作用的表皮细胞层。取表皮细胞层(作为敏感膜)置于NH3气敏电极的透气膜上,用尼龙网制成的组织电极可以直接与被测溶液接触,从而我进行测定。

3.基于氧电极的植物组织传感器(www.xing528.com)

包括真菌类植物在内,许多植物(如香蕉、苹果、土豆、蘑菇等)均含有丰富的多酚氧化酶,它在催化氧化底物的同时使耗氧量增加。上述植物组织(作为敏感膜)与氧电极组装成的组织传感器,可通过耗氧量来对底物进行测定。

将玉米芯切片作为敏感膜固定于CO2电极表面,可以组成植物组织传感器测定丙酮酸。丙酮酸脱羧酶的辅酶是镁离子,电极首先需要浸泡在含辅酶的活性缓冲溶液中活化,激活丙酮酸脱羧酶,然后进行测定。

2.基于氨气敏电极的植物组织传感器

凡是植物组织敏感膜中所含的酶能与底物能发生酶促反应并能生成NH3,就都可采用NH3气敏电极(作为基础电极)来组成植物组织传感器,如用植物叶研制的黄瓜叶-L-半胱氨酸电极、紫玉-L-精氨酸电极、兰花-L-精氨酸电极、菊花-L-精氨酸电极等。

例如,黄瓜叶-L-半胱氨酸电极是根据黄瓜叶中含有脱硫化氢酶,可与L-半胱氨酸发生降解反应,最终生成氨气。将黄瓜叶表面的蜡质膜除去,露出具有催化作用的表皮细胞层。取表皮细胞层(作为敏感膜)置于NH3气敏电极的透气膜上,用尼龙网制成的组织电极可以直接与被测溶液接触,从而我进行测定。

3.基于氧电极的植物组织传感器

包括真菌类植物在内,许多植物(如香蕉、苹果、土豆、蘑菇等)均含有丰富的多酚氧化酶,它在催化氧化底物的同时使耗氧量增加。上述植物组织(作为敏感膜)与氧电极组装成的组织传感器,可通过耗氧量来对底物进行测定。