广西高校光电化学生物传感与分子识别重点实验室

纳米酶是兼具天然酶催化活性与纳米材料稳定性的多功能材料，在生物传感、疾病检测等领域展现巨大潜力。传统单 / 双模态传感易受复杂基质干扰，而集电化学、比色、光热于一体的三模态传感可通过多维数据交叉验证，显著提升检测可靠性，但面向甘蔗病原菌检测的高通用性、高稳定性三模态纳米酶传感方法仍未被提出。

近日，我室大学黄克靖教授团队，基于双功能纳米酶与内切酶介导滚环扩增（ERCA）级联 DNAzyme 扩增技术，首次构建电化学 / 比色 / 光热三模态自供电甘蔗梢腐病病原菌传感平台，具备超灵敏、高特异、无外接电源、多信号校验的优势，可实现甘蔗梢腐病精准检测。首先，以硼掺杂石墨炔（BGDY）为电极基底，负载 AuMn₃O₄双功能纳米酶构建生物阳极，显著提升传感界面稳定性与信号输出效率（图 A）。目标基因触发 ERCA 反应，在酶切作用下释放触发链，激活 DNAzyme 级联反应与梯形杂交链式反应（LHCR），形成长链 DNA 网络（图B）。其次，以 Co/La MOF@Au 光热纳米酶为信号单元，结合亚甲基蓝（MB）作为电子探针与比色指示剂，实现光热、电化学、比色三信号同步输出，通过多维数据相互校准消除假阳性（图C）。

三信号交叉验证可有效排除干扰，特异性、稳定性与重现性优异。实际样本检测结果与qPCR 高度一致，回收率95.2%~104.3%，且无需外接电源、检测成本更低、速度更快，为甘蔗梢腐病病原菌早期现场筛查提供了高灵敏、高可靠的全新技术方案。

图1. 用于高灵敏识别甘蔗梢腐病病原体的三模态自供能传感平台示意图。