测定绿萝植物组织PH值(昆山舒美KQ-250DB使用)

植物体内ｐＨ 值对植物细胞生长具有重要作用。一方面ｐＨ 可以调节植物组织细胞的胞内酶、蛋白 质以及其它生理活性；另一方面，植物体内ｐＨ 值及生长发育状况也可以反映当地土壤ｐＨ 变化情况， 为当地水土水文监测提供一个新的方向。植物组织细胞ｐＨ 值测定主要有弱酸弱碱分布法、核磁共振 法、微电极法、荧光染料法等方法。Ｗａｌｋｅｒ等采用三电极体系的微电极对植物组织细胞 ｐＨ 进行测 定，但是过程复杂，技术操作难度大。金属氧化物电极在ｐＨ 测量过程中展现出制作方法简单，易于控制， 易于小型化测量的优势。

１ 实验部分

１．１ 仪器及试剂

所有电化学实验在ＣＨＩ６６０Ｄ型电化学工作站（上海辰华仪器有限公司）上进行；参比电极为 Ａｇ／ＡｇＣｌ（３ｍｏｌ／ＬＫＣｌ，武汉高仕睿联科技有限公司）；Ｐｔ电极（天津兰力科有限公司）；Ｅ－２０１－Ｃ型ｐＨ 计（上海雷 磁仪器有限公司）；Ｓ－４８００扫描电子显微镜（日本，日立公司）；昆山舒美KQ-250DB超声波清洗机（昆山超声仪器有限公司）；Ｃａｓｃａｄｅ－Ｂｉｏ超纯水仪（美国，ＰａｌｌＣａｓｃａｄａ公司）。 铱丝，０．２５ｍｍ，纯度９９．９９％（贵研铂业公司）；ｐＨ 缓冲液采用０．１ｍｏｌ／ＬＮａＨ２ＰＯ４和０．１ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ２ＨＰＯ４配制；ｐＨ 标准缓冲溶液：４．００，６．８６，９．１８；ＮａＯＨ、ＮａＣｌ、无水乙醇和 ＨＣｌ均为分析纯（上海国 药集团化学试剂有限公司）。所有溶液均使用去离子水（１８．２ ＭΩ·ｃｍ）配制。实验所用的玻璃器皿均在 ５％的 ＨＮＯ３中浸泡２４ｈ以上，用去离子水洗净后，烘干备用。

１．２ 电极制备

铱丝的处理：截取２～３ｃｍ 铱丝用细砂纸轻微打磨后，置于５ｍｏｌ／Ｌ的 ＨＣｌ和去离子水中各超声清 洗３０ｍｉｎ，室温下晾干后，将铱丝组装成电极进行电化学修饰。 Ｉｒ（ＯＨ）ｘ膜 层 制 备：三 电 极 系 统 中 工 作 电 极 为 铱 丝，参 比 电 极 为 Ａｇ／ＡｇＣｌ电 极，辅 助 电 极 为 Ｐｔ电极。使用电化学工作站，在３％的 ＮａＯＨ 溶液中，采用循环伏安法（ＣＶ），以５０ｍＶ／ｓ速率扫描４圈。 然后用无水乙醇和去离子水冲洗电极，室温下晾干。最后将电极浸泡在３．５％的 ＮａＣｌ溶液中４ｈ以上， 以活化电极。电极活化完成后，使用绝缘隔膜组装电极系统。 电极实物图和检测系统示意图见图１。

２ 结果与分析

通过ＳＥＭ 表征了电化学沉积的Ｉｒ（ＯＨ）ｘ膜层和纯净铱丝表面的 形貌。从图２中可以看出，经过电化学修饰使得光滑的铱丝表面生成了一层白色的氧化膜。修饰电极表 面的Ｉｒ（ＯＨ）ｘ膜的颗粒尺寸通常在５０～２００ｎｍ 之间。这些纳米尺度的微粒紧密且厚实，为后续测 试中电极所表现优异的电化学性质提供了结构依据。采用 ＣＶ 法，分别在酸性条件和碱性条件下制备铱氧化物电极。其中，碱性 条件下 ＣＶ 法制备的电极只要能斯特斜率在５０～６５之间即认为线性较好。使用ｐＨ 由４～１０之间的 一系列ｐＨ 缓冲溶液来校正电极的能斯特曲线。其中，制备的三根ｐＨ 电极的能斯特曲线线性斜率分别 为－５６．４５、－５７．８３和－６１．１７，线性相关系数Ｒ 在０．９９９３～０．９９９９之间。

３ 结论

在碱性条件下采用循环伏安法，将进行电化学修饰的铱丝制备组装成Ｉｒ／Ｉｒ（ＯＨ）ｘ型ｐＨ 电极。 校正电极的能斯特曲线斜率在５５～６１之间，电极平均能斯特曲线斜率接近能斯特方程标准值。电极对测 定ｐＨ＝４～１０之间的溶液具有快速的响应时间、较好的稳定性和准确性。以绿萝植株为例，利用本实验 制备的Ｉｒ针ｐＨ 电极原位测定了绿萝植株在０．１ｍｏｌ／ＬＮａＨ２ＰＯ４溶液水培过程中，绿萝根茎和叶茎组织 ｐＨ 的变化情况。未来有望将此Ｉｒ针电极应用在活体植株生理生长过程监测，或者新型耐盐碱性植物的 开发过程中。



 

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