自参考离子选择性电极技术应用中的微电极制备及测试

• 作者: 侯佩臣 王媛 王忠义 王成 王晓冬 薛琳 赵东杰 黄岚
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 无损检测 微电极 测试 硅烷化 能斯特斜率
• 年，卷（期）: 2013,（16）
• 页码范围: 182-189
• 页数: 8页
• 分类号: TP39|S-3
• 字数: 5509字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.16.023

摘要

SIET（self-referencing ion electrode technique，自参考离子选择性电极技术）是电生理学研究的新手段，可以在植物抗逆研究中无损地获得植物细胞、组织、器官微区内离子流动态变化信息，而离子选择性微电极的制备及性能测试的标准化是 SIET 系统对植物活细胞、活体组织原位离子流测试的前提。该文以钾离子选择性微电极为例，详细讨论了离子选择性微电极的拉制、硅烷化、灌充等制备过程，研究了微电极内阻等电极参数的测量方法，测试了微电极的能斯特响应斜率、检测范围、响应时间等参数，讨论了制备过程中微电极性能的影响因素。离子选择性微电极使用WD-2型微电极拉制仪由无导液丝的TW150-3型硼硅酸盐玻璃毛细管拉制成形，其尖端直径为1～9μm，干燥后用5%硅烷试剂在150℃温度下做硅烷化处理，再灌充入内充液与LIX（liquid ion exchanger，液态离子交换剂）而制成。研究表明：LIX成分是影响微电极内阻的重要因素，灌充LIX后的钾离子选择微电极（LIX长度为150～210μm）内阻达到108～109?，明显高于灌充LIX前；微电极在0.01～500 mmol/L K+浓度范围内具有很好的线性关系，R2=0.9998，能斯特斜率为53.095 mV/dec；微电极对1和100 mmol/L KCl溶液的平均响应时间t95%小于1 s。研究结果表明，离子选择性玻璃微电极的制备过程是影响微电极性能的关键，微电极尖端尺寸、内阻、响应时间等参数对微电极的应用影响显著。该研究可为离子选择性微电极的制备及其在 SIET 系统中的应用提供参考。