地中海贫血是珠蛋白基因缺失/突变导致的遗传性溶血性疾病，CD142与CD41−42为α/β地贫高频突变位点，同步精准检测是临床早筛关键。传统检测（毛细管电泳、NGS 等）依赖高端仪器、流程繁琐、成本高，难以用于大规模人群筛查；光电化学（PEC）传感灵敏度高、背景低，但存在非特异性干扰易致假阳性/假阴性、多靶标信号稳定性与检测精度难平衡等瓶颈。
谭学才教授团队构建了一种基于Z型Bi2S3/Bi2WO6异质结的双极性转换光电化学生物传感器，用于地中海贫血临床筛查，可同步超灵敏检测CD142与CD41−42两种高频突变基因。该传感器创新性采用阴极–阳极–阴极三态光电流极性转换策略，结合Ag2S QDs与Cu2O标记体系，将背景干扰转化为特征信号，实现检测自校准，有效降低假阳性与假阴性。为提升灵敏度，研究整合Exo Ⅲ辅助靶标循环扩增与3D DNA walker级联放大，针对CD142与CD41−42分别实现高效信号放大。材料表征与机理分析表明，Z型异质结具有优异电荷分离效率，Ag2S QDs与Cu2O可精准调控光电流极性，完成双靶标特异性响应。在优化条件下，传感器线性范围达0.1 fM–0.1 μM，CD142检出限低至30.9 aM，CD41−42为27.8 aM，具备良好特异性、重现性与稳定性。临床血清样本验证显示，加标回收率98.0%–107.9%，RSD≤4.8%，双盲测试正确率超93%。该方法突破传统检测仪器昂贵、流程繁琐的局限，为基层大规模地中海贫血筛查提供了高可靠、超灵敏的新方案，也为极性可调光电化学传感体系设计提供了通用范式。
该工作以“Dual-Polarity Switching Photoelectrochemical Biosensor Based on Z-Scheme Bi2S3/Bi2WO6 Heterojunction for Clinical Thalassemia Screening: Cascade Signal Amplification via 3D DNA Walker and Target Recycling”为题,于 2025年10月14日在《Analytical chemistry》发表(论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.5c05758.)。我室谭学才教授、吴佳雯老师和黄克靖教授为本论文的通讯作者，化学化工学院硕士生冯那和广西生殖医院韦雅淑为共同第一作者。此项研究得到了广西壮族自治区教育厅光电化学/生物传感与分子识别重点实验室和广西森林产品化学与工程重点实验室的重要支持，中国国家自然科学基金（22264004、22464004、22074130）、广西重点研发计划（AB18126048）以及广西创新驱动发展专项资金项目（AA18118013-10）等号费支持。
