甘蔗梢腐病由镰刀菌感染引发，对全球甘蔗生产构成重大威胁，亟需高灵敏、易操作的检测方法。传统检测方法依赖精密大型仪器、灵敏度偏低、检测耗时且成本较高，难以满足该病早期诊断与田间实时监测需求。
近日，广西民族大学黄克靖教授团队，基于氮掺杂石墨炔（N GDY）、CHA 驱动滚环扩增（RCA）级联 DNAzyme 扩增技术与簇状 DNA 纳米花，构建智能手机辅助的自供电甘蔗梢腐病生物传感平台，具备高灵敏、高特异、便携智能的优势，可实现甘蔗梢腐病精准检测。首先，AuNPs 修饰的 N GDY 作为生物电极基底，大幅提升电极导电性与活性位点；目标基因触发 CHA 反应释放 S1 链，启动 RCA 与 DNAwalker 级联反应，在 Mg²⁺激活下 DNAzyme 持续切割产生大量 Output DNA（图 1A）。其次，四条核酸链通过碱基互补配对形成二维 DNA 纳米花结构，在 Output DNA 作用下自组装为簇状 DNA 纳米花，极大提升生物阴极表面积与电子受体吸附量（图 1B）。最后，葡萄糖氧化酶（GOD）修饰的生物阳极催化葡萄糖产生电子，经电路传递至生物阴极产生氧化还原电流，串联电容器可存储并释放电子实现信号放大，通过蓝牙将电信号实时传输至智能手机显示（图 1C）。
性能测试表明，该传感平台检测线性范围为 0.0001 pM~10000 pM，检出限低至 6.5×10-2 fM；串联电容器后灵敏度提升 6.7 倍，特异性、稳定性与重现性优异。实际样本检测结果与荧光定量PCR（qPCR）高度一致。
图1. 用于甘蔗梢腐病的自供能生物传感器平台的制备过程
