地中海贫血是珠蛋白基因缺失或突变引发的遗传性溶血性疾病，CD122为地贫关键突变基因，其精准、超灵敏检测是疾病早期诊断与基层大规模筛查的核心需求。传统PCR等检测方法依赖大型仪器、操作复杂，难以适配现场快速检测；现有生物传感技术存在信号放大不足、结构稳定性差、单模式检测易出现假阳性等技术瓶颈。
广西民族大学谭学才、黄克靖教授团队开发了基于功能化金属有机框架（MOF）介导G-四链体（G-4s）DNA 纳米结构的自供电、智能手机辅助双模生物传感平台，实现地中海贫血基因CD122的高灵敏、高可靠检测。该体系创新性结合AuNPs/Zr-MOF/石墨炔（GDY）纳米复合材料与刚性DNA立方纳米笼支架，通过链置换扩增（SDA）大量生成G-4s结构，负载亚甲基蓝（MB）形成MB/G-4s信号放大单元，构建葡萄糖氧化酶生物阳极与 MB/G-4s 生物阴极的自供电系统，同步实现电化学+比色双模检测。材料表征证实，AuNPs/Zr-MOF/GDY兼具高比表面积、优异导电性与催化活性，显著提升电子转移效率；刚性DNA立方纳米笼保障G-4s结构稳定，大幅降低假阳性信号。研究引入高输出功率电容器实现信号二次放大，使检测灵敏度提升7.2倍。在最优条件下，该传感器线性范围达0.0001–1000 pM，电化学模式检出限低至18.9 aM，比色模式检出限为23.9 aM（S/N=3）。特异性、稳定性与重现性测试表明，传感器可有效区分突变序列与干扰序列，4℃储存12天信号保留率超95%，平行检测RSD<2%。临床血清样本加标回收实验显示，回收率99.3%–104.2%，RSD为2.6%–6.8%，具备优异的实际应用潜力。该工作突破传统生物传感依赖外接电源、单模式可靠性不足的局限，构建出无需外接电源、智能手机实时读取的便携式双模传感平台，为偏远地区与现场快速诊断地中海贫血提供了全新技术方案，也为功能化MOF与DNA纳米结构在生物传感中的联用提供了通用设计思路。
该工作以“Functional metal organic framework mediated G-quadruplex DNA nanostructures for improved self-powered smartphone-assisted dual-mode biosensing”为题,于2025年2月在《Biosensors and Bioelectronics》发表(论文链接: https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117310)。我室谭学才教授和黄克靖教授为本论文的通讯作者，化学化工学院硕士研究生李佩源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（2264004、22074130）、广西重点研发计划项目（AB22035080）、广西自然科学基金（2024GXNSFAA010431）、广西重点研发项目（AB18126048）以及广西创新驱动发展专项资金项目（AA18118013-10）等号费支持。
