微電極是一種能夠直接刺入植物細(xì)胞的微小探針，通常參考電極置于外部測量溶液中，測量電極既能置于植物表面也能直接刺入單個細(xì)胞，離子選擇性微電極能用于在體內(nèi)估計細(xì)胞內(nèi)的鉀離子、硝酸根離子活度和pH值[5-7]等。微電極技術(shù)能在體內(nèi)測量細(xì)胞內(nèi)的離子活度，然而絕大多數(shù)的測量在根部，因?yàn)槿~片是相對薄的，并且葉片表面特性更復(fù)雜，微電極用于葉片測量的植物主要有大麥和小白菜。

本文主要介紹硝酸鹽選擇微電極的標(biāo)定的目的，并用微電極測量了黃瓜葉片的細(xì)胞內(nèi)硝酸鹽濃度，以量化溫室作物的營養(yǎng)需求并建立精確的溫室管理模型。

硝酸鹽選擇微電極的標(biāo)定

在使用雙阻離子選擇性微電極測定膜電位之前應(yīng)該進(jìn)行標(biāo)定，以確保：

（1）硝酸根離子敏感劑對硝酸根離子的敏感性，來驗(yàn)證硝酸根離子敏感劑配制質(zhì)量的好壞。

（2）硝酸根離子敏感劑對硝酸根離子敏感的程度，用經(jīng)計算機(jī)軟件計算得到的3個參數(shù)（P1、P2、P3）來表示。P1為微電極參比電位；P2為電位差對-lg（aNO3-）作圖所得曲線的斜率，即標(biāo)定溶液中硝酸根離子活度每改變1個數(shù)量級，所產(chǎn)生的電位的差值；P3為選擇性離子電極的檢出限濃度。理想的P2在48～58 mV之間，P3<1.0 mmol/L。P2大于58 mV，說明電極尖部被破壞；小于48 mV，微電極對硝酸根離子的敏感度不高，檢測限較高。

在測定之后，也應(yīng)該對微電極進(jìn)行標(biāo)定，以證實(shí)在測定過程中沒有破壞微電極的尖部和所充灌形成的[JP3]硝酸根離子敏感膜。測定前后所計算得到相近的P1、P2、P3才作為可靠的數(shù)據(jù)保留。測定之后將不能進(jìn)行標(biāo)定的電極棄掉。

微電極的標(biāo)定

硝酸根離子選擇性電極在刺入植物葉片細(xì)胞前后都應(yīng)該對微電極進(jìn)行標(biāo)定，以證實(shí)在測定過程中微電極的尖部和所充灌形成的硝酸根離子敏感膜沒有受到破壞。測定前后所計算得到相近的P1、P2、P3才作為可靠的數(shù)據(jù)保留，測定之后不能進(jìn)行標(biāo)定的電極及其數(shù)據(jù)放棄。

硝酸根離子選擇性電極的測定點(diǎn)電位及標(biāo)定曲線在測定前后的重疊性都很高，測定前標(biāo)定所得到的P1=-77.8 mV，P2=-54.0 mV，P3=0.000 122 1 mmol/L，測定后標(biāo)定所得到的P1=-78.6 mV，P2=-53.3 mV，P3=0.000 148 4 mmol/L。P1為微電極參比電位，本研究中所制備硝酸根離子選擇性電極的參比電位在-78 mV左右，P2為標(biāo)定溶液中硝酸根離子活度每改變1個數(shù)量級，所產(chǎn)生的電位的差值。理想的P2絕對值在48～58 mV之間，P2大于58 mV，說明電極尖部被破壞；小于48 mV，說明微電極對硝酸根離子的敏感度不高，檢測限較高。本研究中所制備硝酸根離子選擇性電極的P2絕對值在53～54 mV之間，說明微電極對硝酸根離子的敏感度很好，滿足使用的要求。P3為選擇性離子電極的檢出限濃度，P3<1.0 mmol/L。本研究中所制備硝酸根離子選擇性電極的檢出限濃度在10-4 mmol/L量級，檢出限精度非常高。本研究標(biāo)定前后3個參數(shù)值相近，說明硝酸根離子選擇性微電極對硝酸根離子有很好的敏感性，且在整個測定過程中一直保持良好的選擇性，沒有因?yàn)椴迦肴~片而被影響。