一种用于原位植物健康监测的基于空心微针的3D打印电化学传感装置,Biosensors and Bioelectronics
植物健康监测被设计为阐明生理过程的新概念。增加粮食产量来养活不断增长的全球人口的需求与气候变化的巨大影响不一致，气候变化阻碍了作物健康并加剧了植物胁迫。在这种情况下，可穿戴传感器在评估植物胁迫方面发挥着至关重要的作用。在此，我们提出了一种低成本的 3D 打印空心微针阵列 (HMA) 贴片作为采样装置，与基于丝网印刷技术的生物传感器相结合，从而可以对叶子植物液中的生物标志物进行经济实惠的分析。首先，3D 打印方法的改进显示，使用经济实惠的 3D 打印机（<500 欧元），微针的尖端直径为 25.9 ± 3.7 μm，侧孔直径为 228.2 ± 18.6 μm。值得注意的是，HMA 贴片能够承受拇指按压所施加的力（即20-40 N）。随后，HMA 的孔能够在植物叶子中进行液体提取测试（即 13.5 ± 1.1 µL）。适合 HMA 的纸质采样策略可以收集植物液体。最后，将采样装置集成到生物传感器上有助于对植物健康生物标志物（即 H2O、葡萄糖和 pH）进行电化学分析，并对五种植物进行电化学分析。总体而言，该电化学平台为植物健康监测提供了精确且多功能的传感器。可穿戴设备可以改善精准农业实践，满足不断变化的环境条件下可持续和弹性农业的迫切需求。
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