植物體內(nèi)ｐＨ 值對(duì)植物細(xì)胞生長(zhǎng)具有重要作用。一方面ｐＨ 可以調(diào)節(jié)植物組織細(xì)胞的胞內(nèi)酶、蛋白 質(zhì)以及其它生理活性；另一方面，植物體內(nèi)ｐＨ 值及生長(zhǎng)發(fā)育狀況也可以反映當(dāng)?shù)赝寥溃穑?變化情況， 為當(dāng)?shù)厮了谋O(jiān)測(cè)提供一個(gè)新的方向。植物組織細(xì)胞ｐＨ 值測(cè)定主要有弱酸弱堿分布法、核磁共振 法、微電極法、熒光染料法等方法。Ｗａｌｋｅｒ等采用三電極體系的微電極對(duì)植物組織細(xì)胞 ｐＨ 進(jìn)行測(cè) 定，但是過(guò)程復(fù)雜，技術(shù)操作難度大。金屬氧化物電極在ｐＨ 測(cè)量過(guò)程中展現(xiàn)出制作方法簡(jiǎn)單，易于控制， 易于小型化測(cè)量的優(yōu)勢(shì)。

１ 實(shí)驗(yàn)部分

１．１ 儀器及試劑

所有電化學(xué)實(shí)驗(yàn)在ＣＨＩ６６０Ｄ型電化學(xué)工作站（上海辰華儀器有限公司）上進(jìn)行；參比電極為 Ａｇ／ＡｇＣｌ（３ｍｏｌ／ＬＫＣｌ，武漢高仕睿聯(lián)科技有限公司）；Ｐｔ電極（天津蘭力科有限公司）；Ｅ－２０１－Ｃ型ｐＨ 計(jì)（上海雷 磁儀器有限公司）；Ｓ－４８００掃描電子顯微鏡（日本，日立公司）；昆山舒美KQ-250DB超聲波清洗機(jī)（昆山超聲儀器有限公司）；Ｃａｓｃａｄｅ－Ｂｉｏ超純水儀（美國(guó)，ＰａｌｌＣａｓｃａｄａ公司）。 銥絲，０．２５ｍｍ，純度９９．９９％（貴研鉑業(yè)公司）；ｐＨ 緩沖液采用０．１ｍｏｌ／ＬＮａＨ２ＰＯ４和０．１ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ２ＨＰＯ４配制；ｐＨ 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：４．００，６．８６，９．１８；ＮａＯＨ、ＮａＣｌ、無(wú)水乙醇和 ＨＣｌ均為分析純（上海國(guó) 藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。所有溶液均使用去離子水（１８．２ ＭΩ·ｃｍ）配制。實(shí)驗(yàn)所用的玻璃器皿均在 ５％的 ＨＮＯ３中浸泡２４ｈ以上，用去離子水洗凈后，烘干備用。

１．２ 電極制備

銥絲的處理：截取２～３ｃｍ 銥絲用細(xì)砂紙輕微打磨后，置于５ｍｏｌ／Ｌ的 ＨＣｌ和去離子水中各超聲清 洗３０ｍｉｎ，室溫下晾干后，將銥絲組裝成電極進(jìn)行電化學(xué)修飾。 Ｉｒ（ＯＨ）ｘ膜 層 制 備：三 電 極 系 統(tǒng) 中 工 作 電 極 為 銥 絲，參 比 電 極 為 Ａｇ／ＡｇＣｌ電 極，輔 助 電 極 為 Ｐｔ電極。使用電化學(xué)工作站，在３％的 ＮａＯＨ 溶液中，采用循環(huán)伏安法（ＣＶ），以５０ｍＶ／ｓ速率掃描４圈。 然后用無(wú)水乙醇和去離子水沖洗電極，室溫下晾干。最后將電極浸泡在３．５％的 ＮａＣｌ溶液中４ｈ以上， 以活化電極。電極活化完成后，使用絕緣隔膜組裝電極系統(tǒng)。 電極實(shí)物圖和檢測(cè)系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖１。

２ 結(jié)果與分析

通過(guò)ＳＥＭ 表征了電化學(xué)沉積的Ｉｒ（ＯＨ）ｘ膜層和純凈銥絲表面的 形貌。從圖２中可以看出，經(jīng)過(guò)電化學(xué)修飾使得光滑的銥絲表面生成了一層白色的氧化膜。修飾電極表 面的Ｉｒ（ＯＨ）ｘ膜的顆粒尺寸通常在５０～２００ｎｍ 之間。這些納米尺度的微粒緊密且厚實(shí)，為后續(xù)測(cè) 試中電極所表現(xiàn)優(yōu)異的電化學(xué)性質(zhì)提供了結(jié)構(gòu)依據(jù)。采用 ＣＶ 法，分別在酸性條件和堿性條件下制備銥氧化物電極。其中，堿性 條件下 ＣＶ 法制備的電極只要能斯特斜率在５０～６５之間即認(rèn)為線性較好。使用ｐＨ 由４～１０之間的 一系列ｐＨ 緩沖溶液來(lái)校正電極的能斯特曲線。其中，制備的三根ｐＨ 電極的能斯特曲線線性斜率分別 為－５６．４５、－５７．８３和－６１．１７，線性相關(guān)系數(shù)Ｒ 在０．９９９３～０．９９９９之間。

３ 結(jié)論

在堿性條件下采用循環(huán)伏安法，將進(jìn)行電化學(xué)修飾的銥絲制備組裝成Ｉｒ／Ｉｒ（ＯＨ）ｘ型ｐＨ 電極。 校正電極的能斯特曲線斜率在５５～６１之間，電極平均能斯特曲線斜率接近能斯特方程標(biāo)準(zhǔn)值。電極對(duì)測(cè) 定ｐＨ＝４～１０之間的溶液具有快速的響應(yīng)時(shí)間、較好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。以綠蘿植株為例，利用本實(shí)驗(yàn) 制備的Ｉｒ針ｐＨ 電極原位測(cè)定了綠蘿植株在０．１ｍｏｌ／ＬＮａＨ２ＰＯ４溶液水培過(guò)程中，綠蘿根莖和葉莖組織 ｐＨ 的變化情況。未來(lái)有望將此Ｉｒ針電極應(yīng)用在活體植株生理生長(zhǎng)過(guò)程監(jiān)測(cè)，或者新型耐鹽堿性植物的 開(kāi)發(fā)過(guò)程中。



 

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