RHIZOSHEET: rilevamento spaziale e temporale degli essudati radicali mediante un dispositivo microfluidico su supporto cartaceo

Gli essudati radicali regolano processi fondamentali nella rizosfera, trattenendo l'acqua, favorendo la proliferazione di microrganismi benefici o solubilizzando i nutrienti prima che vengano assorbiti dalla pianta. L'analisi dei modelli di essudazione radicale è tuttavia complessa, poiché i metodi esistenti sono spesso distruttivi e incapaci di risolvere le variazioni spaziali e temporali nella produzione degli essudati radicali. Qui presentiamo un dispositivo microfluidico a base di carta con sensori colorimetrici integrati per l'estrazione e l'analisi continua degli essudati radicali lungo le radici delle piante. Il dispositivo microfluidico ha utilizzato una stampante a cera su carta da filtro standard per creare canali attraverso cui l'acqua trasportasse gli essudati verso i sensori. Sono stati utilizzati sensori a base di nanotubi di TiO2/idrogel di alginato per analizzare il contenuto di glucosio degli essudati radicali delle piante vive. Lo studio dimostra che il substrato microfluidico di carta estrae con successo il glucosio rilasciato dalla radice e lo trasferisce al sensore a base di idrogel per essere rilevato colorimetricamente da sezioni indipendenti della radice in momenti diversi, fino a 7 giorni. Questo metodo è stato testato su due diverse varietà di grano Triticum aestivum (varietà rgt Tocayo e Filon), dove sono state registrate differenze significative nei modelli di essudazione . Questa ricerca dimostra la fattibilità di una soluzione tecnologica a basso costo per lo screening e la diagnostica ad alta precisione della composizione biochimica degli essudati radicali.