广西高校光电化学生物传感与分子识别重点实验室

酶生物燃料电池（EBFC）凭借无外接电源、微型化便携等优势成为植物病害检测新方向，但传统单 / 双模态 EBFC 易受信号漂移干扰，多酶体系易引发非特异性扩增，且电极材料导电性与催化活性不足，难以实现超灵敏精准检测。二维 MoS₂异质结构、双金属 MOF 衍生纳米酶的快速发展，为构建高导电、强催化、多信号校验的传感平台提供了核心材料支撑。

近日，广西民族大学黄克靖教授团队，基于 Exo III 单酶介导分子电路、MoS₂AuNPs 光热异质结与 CuCoMOF@C/PDA 双功能纳米酶，构建电化学 / 比色 / 光热三模态自供电甘蔗梢腐病检测平台，具备单酶驱动、无外电源、三信号互验、超灵敏检出的核心优势，实现甘蔗梢腐病病原菌超痕量检测。首先，CuCoMOF@C/PDA/AuNPs 作为电极基底，显著提升葡萄糖氧化酶（GOD）催化活性与电子转移效率（图A）。目标基因触发 Exo III 介导 “切割扩增再切割” 级联反应，驱动磁性纳米机器运行，结合 MoS₂AuNPs 光热材料形成纳米框架结构 MNS（图 B）。其次，生物阳极催化葡萄糖提供电子（图 1C），生物阴极通过特异性结合实现信号输出，亚甲基蓝（MB）作为电子探针与比色指示剂（图 D），在 808 nm 近红外光下产生光热信号，实现三模态同步输出与数学模型交叉验证。

该平台融合单酶级联扩增与纳米界面电子传输调控机制，构建了甘蔗梢腐病基因三模态传感数据库与分类模型，（图 E）。

性能测试表明，三信号数学校验可彻底消除假阳性，长期存储信号保真度超 96%，特异性、稳定性与重现性优异。实际甘蔗样本回收率 97.3%~104.4%，检测结果与 qPCR 高度一致，且无需大型仪器、现场快速便携，为甘蔗梢腐病田间早期诊断提供了实验室级精度的全新自供电检测方案。

图1. 用于甘蔗梢腐病的自供能三模式检测传感平台组装原理示意图。