近日，我校电子工程学院（人工智能学院）、国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心龙拥兵、兰玉彬教授团队在国际高水平期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering（影响因子9.224）以Supplementary Cover形式在线发表了题为“Online Monitoring of Indole-3-acetic Acid in Living Plants Based on Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes/Core–shell Au@Cu2O Nanoparticles/Carbon Fiber Electrochemical Microsensor”的研究论文（论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.2c04222）。文章共同通讯作者为学院农业人工智能团队徐海涛老师和龙拥兵教授，第一作者为博士生巫彬芳。
图1 增选封面及论文首页
植物内源激素含量信息的实时在线监测，一直是精准农业领域关注的热点。吲哚乙酸（IAA）作为重要的植物内源生长激素，在植物组织合成、信号转导、胁迫抵御等过程中发挥着重要作用。但吲哚乙酸在各植物器官中的含量很低，传统的实验室检测分析需要大型贵重仪器且需时较长，无法实现实时在线监测。
图2 IAA微电极传感器开发流程及智能在线分析系统
为实现植物活体体内信息实时检测，研究团队开发了智能在线分析系统，包括可重复使用的微电极农业传感器、便携式设备、上位机及处理软件和信息云平台（图2）。团队开发的农业传感器以微米级碳纤维丝为基底，采用核壳结构的Au@Cu2O纳米颗粒和氮掺杂碳纳米管协同构建三维纳米网络状敏感层，具有宽pH和浓度检测范围、低检出限以及强抗污能力。该农业传感器可植入到菜心茎中，配合便携式设备即可现场检测并将检测数据传输至云平台。信息云平台中部署了人工神经网络模型，通过输入检测数据就能够准确预测活体菜心中的IAA浓度。该研究为活体植物实时监测提供了一种可行的智能解决方案。
图3 便携式/多通道分析仪
自2019年来，团队在农业传感器和植物内源信息检测系统开发方面开展了一系列的研究工作，分别开发了葡萄糖传感器（Food Quality and Safety, 2022）、水杨酸传感器（Carbon，2021），以及便携式/多通道分析仪等设备（图3）。
该研究获得了广东省重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金的资助。
文图/电子工程学院 徐海涛