RHIZOSHEET – Prostorová a časová detekce kořenových exsudátů pomocí mikrofluidního zařízení na papírové bázi

Kořenové exsudáty řídí klíčové procesy v rhizosféře, zadržují vodu, podporují růst prospěšných mikroorganismů nebo rozpouštějí živiny před jejich příjmem rostlinou. Analýza vzorců kořenových exsudátů je však náročná, protože stávající metody jsou často destruktivní a nedokážou rozlišit prostorové a časové variace ve tvorbě kořenových exsudátů. Zde představujeme mikrofluidní zařízení na bázi papíru s integrovanými kolorimetrickými senzory pro kontinuální extrakci a analýzu kořenových exsudátů podél kořenů rostlin. Mikrofluidní zařízení využívalo standardní voskovou tiskárnu na filtrační papír k vytvoření kanálků, kterými voda dopravuje exsudáty k senzorům. K analýze obsahu glukózy v kořenových exsudátech živých rostlin byly použity senzory na bázi nanotrubiček TiO2 a alginátového hydrogelu. Studie ukazuje, že papírový mikrofluidní substrát úspěšně extrahuje uvolněnou glukózu z kořene a přenáší ji do senzoru na bázi hydrogelu, kde je kolorimetricky detekována z nezávislých úseků kořene v různých časových intervalech, a to až po dobu 7 dnů. Tato metoda byla testována na dvou různých odrůdách pšenice Triticum aestivum (odrůdy rgt Tocayo a Filon), u nichž byly zaznamenány významné rozdíly ve vzorcích exsudace . Tento výzkum demonstruje proveditelnost nízkonákladového technologického řešení pro vysoce přesné screeningové a diagnostické testy biochemického složení kořenových exsudátů.