地中海贫血是一种常见的单基因遗传性溶血性血红蛋白病，全球约5%-7%人群携带相关基因突变，其中CD17位点（A→T）是β-地中海贫血的特征突变之一。现有检测方法（如下一代测序、荧光法等）存在检测限高、操作复杂、便携性差等问题。自供电生物传感器（SPBs）具有仪器简单、便携性强等优势，而CRISPR/Cas12a系统虽可特异性识别核酸，但传统检测灵敏度受限于nM-pM水平。
图1. 自供电生物传感器制备示意图
近日，谭学才团队开发了一种基于CRISPR/Cas12a触发、DNA风车驱动的双模式自供电生物传感器，结合电容信号放大技术，用于超灵敏、便携式检测地中海贫血基因CD17。该平台整合分子识别、纳米工程与便携式电子技术，通过DNA风车结构提供亚甲基蓝结合位点，CRISPR/Cas12a调控DNA风车完整性，AuNPs/石墨炔纳米复合材料增强电子传递效率，酶促生物燃料电池与电容耦合实现信号放大，最终通过电化学和比色双模式检测，检测限低至36.0 aM（电化学）和52.1 aM（比色），并支持蓝牙智能手机读取，为现场基因疾病筛查提供新思路。
本研究开发的CRISPR/Cas12a触发DNA风车驱动双模式自供电生物传感器，通过级联信号放大（RCA→Cas12a→DW切割）和电容增强，实现了地中海贫血基因CD17的超灵敏检测（aM级），双模式检测提高了结果可靠性，蓝牙便携设计适用于现场诊断。
该工作以“CRISPR/Cas12a-triggered DNA windmill-driven dual-mode self-powered biosensor with capacitor signal amplification for ultrasensitive and portable detection of thalassemia”为题，于2025年9月28日在《Sensors and Actuators: B. Chemical》发表（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138876）。我室谭学才教授为该论文的通讯作者，化学化工学院硕士研究生解雅倩和刘诗雨为该论文共同第一作者。此项研究得到了国家自然科学基金（编号：22264004、22074130），广西重点研发计划项目（编号：AB22035080）、广西自然科学基金（2024GXNSFAA010431）、广西重点研发项目（编号：AB18126048）、广西创新驱动发展专项基金项目（编号：AA18118013-10）、广西自然科学基金青年基金项目（2025GXNSFBA069327）等经费的支持。
