智能手机与物联网联用的植物水杨酸电化学微传感器远程监测系统开发

针对植物激素水杨酸(SA)实时监测难题，南通大学团队开发了基于智能手机的便携式电化学微传感器系统。该系统通过多壁碳纳米管修饰铂微电极(直径100 μm)实现SA检测(线性范围0.5-8 μM，检测限0.3724 μM)，结合物联网(IoT)技术成功实现对番茄叶片在Pst DC3000胁迫下SA动态变化的远程连续监测，为智慧农业植物健康预警提供了新思路。

　　

在植物与病原体的博弈中，水杨酸(Salicylic acid, SA)如同一位隐秘的信使，当植物遭遇病原体攻击时，其含量会迅速升高并激活防御系统。这种植物激素不仅调控着叶片衰老、气孔开闭等生理过程，更是植物健康的"晴雨表"。然而传统检测方法如色谱分析需要复杂的样品前处理，无法实现田间实时监测；现有电化学设备又存在体积庞大、无法远程传输数据的局限。

针对这一技术瓶颈，南通大学的研究团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表了一项创新研究。他们巧妙地将直径仅100 μm的铂微电极、智能手机的移动计算能力与物联网(IoT)技术相结合，构建了一套完整的SA远程监测系统。该系统包含三大核心技术：采用导电碳胶和多壁碳纳米管修饰的微型三电极传感器、可连接智能手机的微型电化学检测装置、以及基于STM32H750VBT6处理器的物联网数据传输模块。

研究结果显示，该传感器对SA的检测表现出优异性能，线性范围覆盖0.5-8 μM，检测限低至0.3724 μM。在模拟病原体(Pst DC3000)胁迫实验中，系统成功捕捉到番茄叶片SA含量的动态变化。特别值得注意的是，智能手机不仅作为控制终端完成数据采集和分析，还能通过物联网平台实现监测数据的实时共享，这为农业专家远程诊断植物健康状况提供了可能。

这项研究的突破性在于首次将智能手机电化学检测技术拓展至植物信号分子监测领域。相比传统方法，该系统兼具便携性(传感器直径仅头发丝粗细)、实时性(无需样品预处理)和智能化(数据云端共享)三大优势。作者在讨论中指出，该技术框架可扩展至其他植物激素如茉莉酸、脱落酸的监测，为构建基于植物信号分子的早期预警系统奠定了基础。未来通过优化传感器阵列，有望实现对多种植物激素的同步监测，推动智慧农业从"表型观察"向"分子预警"的跨越式发展。