環(huán)境條件會(huì)對植物造成損害性壓力，這給家庭園藝愛好者和農(nóng)民帶來了一定的挑戰(zhàn)。因此，在葉片明顯變色、枯萎或凋零之前，及早發(fā)現(xiàn)是至關(guān)重要的。目前，研究人員在《ACS Sensors》期刊中報(bào)告指出，他們已經(jīng)為植物開發(fā)了一種可穿戴貼片傳感器貼片，其能快速感知植物壓力并將信息傳遞給種植者。這種電化學(xué)傳感器直接附著在活體植物葉片上，監(jiān)測過氧化氫這一關(guān)鍵的求救信號(hào)。

這種可穿戴電化學(xué)傳感器貼片可以測量過氧化氫，過氧化氫是大豆和煙草植物葉片中的一種壓力標(biāo)記

害蟲、干旱、極端溫度和感染都會(huì)對植物造成壓力。在這種情況下，植物的正常生物化學(xué)過程會(huì)發(fā)生紊亂，產(chǎn)生過氧化氫。過氧化氫也是細(xì)胞間啟動(dòng)防御機(jī)制的信號(hào)。盡早發(fā)現(xiàn)這種化學(xué)線索可以幫助人們精準(zhǔn)地調(diào)整植物養(yǎng)護(hù)措施，防止進(jìn)一步損害，從而在困難的條件下也能實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量最大化。但是，目前大多數(shù)檢測過氧化氫的方法都需要去除植物部分并進(jìn)行多個(gè)處理步驟，或者使用外部探測器來觀察熒光變化，而熒光變化可能會(huì)被葉綠素所干擾。研究人員此前曾研究過植物可穿戴設(shè)備，用于監(jiān)測葉片水分含量，以此作為植物健康的指標(biāo)。因此，Liang Dong及其同事著手設(shè)計(jì)了一個(gè)獨(dú)立的貼片，能夠快速、準(zhǔn)確地檢測到活體植物發(fā)出的過氧化氫求救信號(hào)。 

為了制造出能貼在葉片背面的傳感器貼片，研究人員在一個(gè)柔韌的基底上制造了一排排微型塑料針。在這個(gè)有圖案的表面上，他們涂上了一種基于殼聚糖的水凝膠混合物，這種混合物能將過氧化氫的微小變化轉(zhuǎn)化為可測量的電流差異。這種混合物含有一種酶，與過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)生電子，并還原氧化石墨烯。 

這種可重復(fù)使用的電化學(xué)傳感器貼片（如圖所示，貼在一片煙草葉片的背面）可以幫助種植者更早地做出決策，通過更早地檢測到植物壓力，來保護(hù)作物的健康。 

研究人員在健康的活體大豆和煙草植物上測試了他們的傳感器貼片，并將其與被細(xì)菌感染而受到壓力的植物進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)： 

- 對于感染了細(xì)菌病原體 Pseudomonas syringae pv. tomato （丁香假單胞桿菌番茄致病變種）DC3000 的兩種作物，傳感器在受到壓力的葉片上產(chǎn)生的電流比在健康葉片上產(chǎn)生的電流更多，電流水平與存在的過氧化氫量直接相關(guān)。 

- 傳感器對過氧化氫的測量是準(zhǔn)確的，并通過常規(guī)實(shí)驗(yàn)室分析得到了證實(shí)。 

- 大約1分鐘后，傳感器貼片在葉片中測出的過氧化氫水平明顯低于之前從活體植物的針狀傳感器上報(bào)告的水平。 

- 在微型針失去形狀之前，傳感器貼片可以重復(fù)使用九次。 

新策略提供的信息可以幫助種植者有效地對作物做出決策。Dong表示：“我們可以在一分鐘內(nèi)完成直接測量，每次檢測的成本不到一美元。這一突破將顯著簡化分析工作，使農(nóng)民可以使用我們的傳感器貼片對作物病害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測?！?nbsp;

研究人員很高興能夠繼續(xù)推進(jìn)這項(xiàng)研究。Dong總結(jié)指出：“我們下一步要做的是完善這項(xiàng)技術(shù)，提高它的可重復(fù)使用性?！?nbsp;