基于RCA构建双金属纳米酶/GOD催化森林的内置电容生物传感器突破植物病原体监测灵敏度极限

本研究创新性整合滚环扩增（RCA）技术、双金属纳米酶（Au-PtNPs）与葡萄糖氧化酶（GOD）构建催化森林体系，耦合自供能生物传感平台，实现甘蔗黑穗病病原体bE4'基因的24.86 aM级超高灵敏度检测，突破qPCR检测极限，为田间植物病原体即时诊断（POCT）提供新范式。

　　

Highlight

Experimental section

支持信息中详细描述了化学试剂合成流程、仪器参数、生物电极（阴极与阳极）、GOD@S3、Au-PtNPs@S3、Au@CoV-MOF及Au-PtNPs的制备方法，同时包含Au-PtNPs的酶活性分析、双金属纳米酶/GOD级联催化体系的构建策略以及E-SDA扩增技术的实现方案。

Device architecture and operational mechanism

双极性自供能传感器工作原理如方案1所示。A部分：利用DNA链S1和S2组装纳米茎干骨架，经RCA扩增增强结构后，通过碱基配对将Au-PtNPs@S3与GOD@S3吸附于纳米茎。B部分：当靶基因bE4'存在时，H1探针特异性结合并暴露酶切位点，Nt.BbvCI内切酶切割DNA链产生缺口，Phi29聚合酶启动链置换反应（E-SDA），完成三级信号放大。

Conclusion

本研究通过整合催化纳米酶工程与自供能生物传感原理，为植物病原体检测提供了创新解决方案。RCA驱动的模板技术使Au-PtNPs/GOD级联反应突破传统纳米酶活性限制，双金属协同效应显著提升界面电子传输效率。理性设计的Au@CoV-MOF电极基质有效解决了能量存储与传感功能集成的技术难题。

CRediT authorship contribution statement

（略，按原文格式保留作者贡献声明）

Declaration of Competing Interest

作者声明不存在可能影响本研究的已知竞争性财务利益或个人关系。

Acknowledgments

研究获得广西自然科学基金（2024GXNSFAA010431）、国家自然科学基金（No. 22464004, 22264004, 32260715）、广西农业科学院科技发展基金（NO. 2021YT136）、广西农业科技联合项目（NO. 202516）及广西研究生教育创新项目（YCSW2025297）资助。

Declaration of competing interest

作者声明无利益冲突

Biographies

Rongshuai Che为广西民族大学研究生，当前研究方向为电化学自供能生物传感器。