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植物主要生命过程的实现基于植物体内生物活性小分子的合成、代谢和调控,这些生物活性小分子主要包括糖类、植物激素、氨基酸、抗氧化物质等。农业生产中为了增强作物对环境的适应性,实现持续高产,需要在多个环节调控作物对环境的适应性。植物体内活性小分子的动态变化为作物育种、栽培、调控等环节提供了理论依据。因此,植物体内这些生物活性小分子的定性和定量检测对于精准农业、作物管理和植物表型分析具有非常重要的意义。本研究以植物体内常见的两类生物活性小分子葡萄糖(glucose)和水杨酸(SA)作为检测对象,分别发展了葡萄糖及水杨酸电化学生物传感器,通过纳米材料对电极进行修饰,提高检测性能;并利用研制的传感器,实现了芦荟叶片中葡萄糖含量的实时监测和黄瓜幼苗叶片中水杨酸的定量检测。获得了与传统测定方法较为一致的实验结果。其结果对植物生长发育的精准调控等具有重要参考价值。论文在以下两个方面开展研究:1.发展了一种基于铂丝电极的葡萄糖微型电化学生物传感器,并对芦荟体内的葡萄糖含量变化进行了实时监测。该传感器利用葡萄糖氧化酶(GOD)催化葡萄糖,通过醋酸纤维素(CA)提高葡萄糖氧化酶的固载量,通过聚氨酯-环氧树脂(PU-Epoxy)提高传感器的选择性和稳定性。该传感器线性范围为1-200mmol/L,检测限为0.1mmol/L,并且具有较高的灵敏度和选择性、良好的重现性及稳定性。利用该传感器活体监测了芦荟体内生物活性小分子葡萄糖含量随时间的变化情况,验证了该传感器的实用性。2.提出了一种基于SPE电极的水杨酸的比率型电化学生物传感器,并用于黄瓜叶片中水杨酸的测定。为建立更有效的水杨酸(SA)活体检测方法,以铜有机骨架材料(Cu-MOFs)和炭黑(CB)为复合材料,研制了比率型水杨酸传感器。Cu-MOFs可以催化SA氧化并用作参考信号,CB可以提高传感器的稳定性,通过微分脉冲伏安法(DPV)得到I(SA)/I(Cu-MOFs)作为响应信号用以开发比率型生物传感器。所制备的传感器在SA浓度为100-900μmol/L时表现出良好的线性范围,并具有较低的检测限,为12.50μmol/L。该传感器还显示出较高的稳定性和可靠性。利用该传感器活体检测了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片中SA含量,表明水杨酸比率型传感器能够测定活体黄瓜幼苗叶部水杨酸的含量变化。证实了该传感器的实际应用潜力。与传统的检测方法相比,本课题制备的葡萄糖和水杨酸传感器线性范围大,检测限低,可以更好地检测植物中的这两种生物活性小分子的含量。具有较高的实际应用潜力,本研究在植物生长调节、实现农作物持续高产等方面具有重要意义。