基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及植物脯氨酸檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度 檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 植物體內(nèi)生物活性有機(jī)小分子的合成、代謝、運(yùn)輸和積累貫穿植物整個生長周期， 影響植物的生長、開花、發(fā)育、結(jié)實(shí)等生命過程。當(dāng)植物受干旱、低溫、高鹽、重金屬等非生物 因素的影響時，都會直接或間接地發(fā)生水分脅迫。為了適應(yīng)逆境，植物通常會在短時間內(nèi)， 通過迅速大量地合成和積累如脯氨酸、甜菜堿等一系列滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，以此來增強(qiáng)其對滲 透脅迫的抵抗能力。脯氨酸（Pro)作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，以游離狀態(tài)存在于植物 細(xì)胞中，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓或參與信號的長距離傳導(dǎo)，參與植物抗逆過程。通過檢測植物 體內(nèi)脯氨酸的濃度，對作物抗逆機(jī)理、品種篩選等研究至關(guān)重要。
[0003]目前的植物生理研究中，對植物脯氨酸濃度的檢測多還是利用化學(xué)分析方法和儀 器分析法進(jìn)行離體測定，例如染料結(jié)合法、酸性茚三酮法、色譜法。受限于該類檢測技術(shù)的 時間響應(yīng)靈敏度問題，獲取到的脯氨酸信息通常反應(yīng)的是環(huán)境變化造成的累積效應(yīng)，這些 靜態(tài)分析指標(biāo)可以在一定程度解釋脯氨酸活動規(guī)律，但脯氨酸代謝過程和作用機(jī)理仍存在 大量未解決的問題。比如在遭遇逆境時的瞬時變化和即時效應(yīng)是現(xiàn)有檢測手段捕捉不到 的。而且現(xiàn)有檢測脯氨酸技術(shù)均采用離體取樣，對樣本材料構(gòu)成破壞或損害，尤其珍貴材料 可能造成徹底破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，提供一種基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法，能夠在 不破壞待測植物待測器官的情況下，實(shí)現(xiàn)對待測器官內(nèi)脯氨酸濃度的準(zhǔn)確檢測。
[0005] 為此目的，本發(fā)明提出一種基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法，包括：
[0006] Sl、將對電極、參比電極和工作電極集成為一個微電極陣列，其中，所述工作電極 為修飾過的玻碳電極，所述修飾過的玻碳電極是將玻碳電極依次經(jīng)全氟磺酸、金納米和碳 納米管修飾得到的，所述對電極、參比電極和修飾過的玻碳電極連接電化學(xué)工作站；
[0007] S2、將所述微電極陣列上電極的檢測端放入待測植物的待測部位，利用所述電化 學(xué)工作站，采用循環(huán)伏安法采集所述待測部位中脯氨酸電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化峰電流，在 所述電流變化平穩(wěn)后，計(jì)算預(yù)設(shè)時長的電流的平均值，通過將所述平均值代入預(yù)先計(jì)算的 脯氨酸濃度與電流的平均值的線性關(guān)系式，得到所述待測部位內(nèi)的脯氨酸濃度。
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例所述的基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法，基于電化學(xué)工作 站，采用循環(huán)伏安法采集待測部位中脯氨酸電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化峰電流，并進(jìn)行處理得 到待測部位內(nèi)的脯氨酸濃度，整個過程不會對環(huán)境造成過大的改變，因而檢測得到的脯氨 酸濃度較為準(zhǔn)確，能夠反映待測部位在自然環(huán)境條件下積累的脯氨酸的濃度且操作簡便、 檢測速度較快，不對待測植物的待測部位進(jìn)行不可逆的損害，因此能夠在不破壞待測植物 待測器官的情況下，實(shí)現(xiàn)對待測器官內(nèi)脯氨酸濃度的準(zhǔn)確檢測，為揭示植物生命活動規(guī)律、 植物生命現(xiàn)象本質(zhì)提供更多的理論依據(jù)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法一實(shí)施例的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明 一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有 做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0011] 如圖1所示，本實(shí)施例公開一種基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法，包括：
[0012] S1、將對電極、參比電極和工作電極集成為一個微電極陣列（微電極陣列通過蝕 刻技術(shù)、噴涂技術(shù)、電沉積技術(shù)等制備，其外形具有穿透植物組織的能力），其中，所述工作 電極為修飾過的玻碳電極，所述修飾過的玻碳電極是將玻碳電極依次經(jīng)全氟磺酸、金納米 和碳納米管修飾得到的，所述對電極、參比電極和修飾過的玻碳電極連接電化學(xué)工作站；
[0013] S2、將所述微電極陣列上電極的檢測端放入待測植物的待測部位，利用所述電化 學(xué)工作站，采用循環(huán)伏安法采集所述待測部位中脯氨酸電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化峰電流（反 復(fù)測試，可以得到可重復(fù)的較好的工作曲線），在所述電流變化平穩(wěn)后，計(jì)算預(yù)設(shè)時長的電 流的平均值，通過將所述平均值代入預(yù)先計(jì)算的脯氨酸濃度與電流的平均值的線性關(guān)系 式，得到所述待測部位內(nèi)的脯氨酸濃度。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例所述的基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法，基于電化學(xué)工作 站，采用循環(huán)伏安法采集待測部位中脯氨酸電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化峰電流，并進(jìn)行處理得 到待測部位內(nèi)的脯氨酸濃度，整個過程不會對環(huán)境造成過大的改變，因而檢測得到的脯氨 酸濃度較為準(zhǔn)確，能夠反映待測部位在自然環(huán)境條件下積累的脯氨酸的濃度且操作簡便、 檢測速度較快，不對待測植物的待測部位進(jìn)行不可逆的損害，因此能夠在不破壞待測植物 待測器官的情況下，實(shí)現(xiàn)對待測器官內(nèi)脯氨酸濃度的準(zhǔn)確檢測，為揭示植物生命活動規(guī)律、 植物生命現(xiàn)象本質(zhì)提供更多的理論依據(jù)。
[0015] 可選地，在本發(fā)明基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法的另一實(shí)施例中，在 所述將對電極、參比電極和工作電極集成為一個微電極陣列之前，還包括：
[0016] 對玻碳電極依次進(jìn)行拋光、超聲清洗，直至表面潔凈光滑；
[0017] 配制全氟磺酸，在所述玻碳電極上修飾所述全氟磺酸，并利用所述電化學(xué)工作站， 對所述玻碳電極進(jìn)行交流阻抗掃描，直至修飾成功；
[0018] 制備金納米顆粒溶膠，將所述金納米顆粒溶膠滴加到所述玻碳電極表面，并利用 所述電化學(xué)工作站，對所述玻碳電極進(jìn)行交流阻抗掃描，直至修飾成功；
[0019] 在所述玻碳電極上修飾碳納米管，并利用所述電化學(xué)工作站，對所述玻碳電極進(jìn) 行交流阻抗掃描，直至修飾成功，得到所述修飾過的玻碳電極。
[0020] 可選地，在本發(fā)明基于生物傳感技術(shù)的脯氨酸濃度檢測方法的另一實(shí)施例中，在 所述通過將所述平均值代入預(yù)先計(jì)算的脯氨酸濃度與電流的平均值的線性關(guān)系式，得到所 述待測部位內(nèi)的脯氨酸濃度之前，還包括：
[0021] S30、將所述電極的檢測端放入校正液中，并利用所述電化學(xué)工作站，采用循環(huán)伏 安法采集所述校正液中脯氨酸電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化峰電流（反復(fù)測試，可以得到可重復(fù) 的較好的氧化峰電流隨電壓的工作曲線），在所述電流變化平穩(wěn)后，計(jì)算所述預(yù)設(shè)時長的電 流的平均值，其中，所述校正液為溶解有脯氨酸的磷酸緩沖液，所述校正液的PH值的范圍 為4. 0~7. 0,所述校正液中脯氨酸的濃度為第一濃度；
[0022] S31、按照步驟S30再計(jì)算至少一組校正液所對應(yīng)的電流的平均值，其中，步驟S31 中所使用的校正液與步驟S30中所使用的校正液的pH值相同，步驟S31中所使用的校正液 中脯氨酸的濃度為第二濃度，所述第一濃度與所述第二濃度不同；
[0023] S32、利用計(jì)算得到的至少兩組電流的平均值及其對應(yīng)的校正液中脯氨酸的濃度 進(jìn)行線性擬合，得到脯氨酸濃度與電流的平均值的線性關(guān)系式。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例中，脯氨酸在溶液中會被碳納米管吸附，采用循環(huán)伏安法對工作電 極施加電壓