急性髓系白血病是成人中最常见的急性白血病，它源于髓系祖细胞的恶性转化（Chen et al., 2019; Long et al., 2022）。这是一种高度异质性的疾病，其特征是这些细胞的无控制增殖和分化受阻，最终导致骨髓功能衰竭（Horibata et al., 2019; Park et al., 2022）。尽管治疗技术有所进步，但AML仍然是一种致命的恶性肿瘤，全球发病率较高，预后较差，尤其是60岁以上的患者，这凸显了早期准确诊断的迫切需求（Anderson et al., 2024; Chen et al., 2019; Totiger et al., 2023）。分子生物标志物，尤其是PML-RARα和AML1-ETO等融合基因，在AML的分型、治疗决策以及预后预测中起着关键作用（Gupta et al., 2022）。最近，Lu等人发现了一种新的染色体内融合基因UBA2-WTIP，它是由于UBA2的第16外显子与WTIP的第2外显子发生易位而形成的，这种融合基因会促进白血病细胞的增殖（Lu et al., 2018; Smith et al., 2012）。因此，早期可靠地检测这类低丰度的融合转录本对于及时干预至关重要，但目前仍面临技术难题。
目前用于检测融合基因的方法，如逆转录聚合酶链反应和高通量测序，虽然具有较高的特异性，但由于检测周期长、成本高、仪器复杂以及需要专业人员操作等缺点，限制了其在快速检测、即时检测或资源有限环境中的应用（Zehtabcheh et al., 2025）。为解决这一问题，基于酶基生物燃料电池的自供电生物传感系统成为一种有前景的替代方案（Gu et al., 2025; Fu et al., 2025a; Zhang2021; Fu et al., 2025b）。这类基于自参考生物阳极系统的生物燃料电池能够利用酶催化反应产生电能，无需外部电源即可为传感器供电。这一特性使得可以开发出体积小、成本低且便于携带的传感设备（Pak et al., 2025; Tang et al., 2024），非常适合实际诊断应用。通常，葡萄糖氧化酶的氧化还原活性中心深埋在其蛋白质外壳中，因此实现酶的直接电子转移仍面临诸多挑战。而本研究中的纳米材料-酶复合体系由于其出色的导电性和良好的生物相容性，能够显著提升酶在材料表面的催化活性，从而实现无介质的直接电子转移。
在检测UBA2-WTIP这类微量目标物时，灵敏度仍是亟需克服的难题。等温核酸扩增技术为解决这一问题提供了有效途径。自从Lizardi等人引入滚环扩增技术以来，杂交链反应、熵驱动催化以及催化发夹组装等一系列技术彻底改变了信号放大方式（Che et al., 2025; Su et al., 2026; Zhou et al., 2025）。滚环扩增能够在恒定温度下高效生成长的重复单链DNA产物（You et al., 2023），而杂交链反应则能在启动后实现DNA发夹的可编程自组装，形成长的双链聚合物（Zhou et al., 2021）。将这些等温扩增策略与电化学转导技术相结合，就可以避免传统的热循环步骤，为超灵敏检测提供有力支持。值得注意的是，将不同的扩增机制串联起来，比如先进行滚环扩增再结合杂交链反应，可以实现信号的倍增效应，这对于检测低丰度生物标志物极为有利。基于上述策略，本研究采用了滚环扩增-杂交链反应级联扩增策略，用于高灵敏度检测低丰度目标物，从而为髓系白血病的早期筛查提供了一种实用且可行的技术解决方案。
通过设计特殊的纳米材料，还可以进一步提升这类生物传感器的性能。二硫化钼是一种二维层状半导体，具有较大的表面积和丰富的催化位点，非常适合作为传感材料（Li et al., 2019; Huo et al., 2022; Lu et al., 2020; Chen et al., 2025; Wei et al., 2021）。当将其与具有优异导电性的π共轭碳同素异形体graphdiyne结合时，就能形成MoS2-GDY异质结。这种复合结构有利于促进电子从GDY向MoS2的传输，形成高效的电荷传输路径，进而提高电极的稳定性。再在表面修饰金纳米粒子，还能进一步提升该异质结的电催化活性和导电性，为生物分子的固定和信号转导提供了理想的载体。
在此，我们介绍了一种新型的双模式自供电生物传感平台，可用于超灵敏检测与AML相关的UBA2-WTIP融合基因。如图1所示，该平台巧妙地整合了高性能的Au/MoS2-GDY异质结电极、结构稳定的三维六面体DNA纳米柱支架，以及由滚环扩增和DNAzyme walker介导的杂交链反应构成的级联扩增策略。生物阳极是通过将葡萄糖氧化酶固定在经异质结修饰的碳布上制成的。至于生物阴极，则是将六面体DNA纳米柱首先固定在电极上。一旦出现目标物质，保护性DNA链就会被取代，释放出一种walker DNA，进而触发滚环扩增反应。滚环扩增产生的产物中含有多个DNAzyme单元，它们会切割底物并释放出起始链，从而完成第一阶段的扩增。这些起始链随后会展开DNA纳米柱，促使两个亚稳态发夹之间启动自主的杂交链反应，最终在电极表面形成长的双链DNA聚合物，这就是第二阶段的扩增过程。电致变色分子亚甲蓝会嵌入这些DNA双链结构中。将这个生物阴极与经过葡萄糖氧化酶修饰的生物阳极在含葡萄糖的溶液中连接起来，就构成了一个完整的生物燃料电池。在阳极处，葡萄糖的氧化会释放电子，这些电子流向阴极后会使亚甲蓝还原为无色的亮亚甲蓝，这一过程同时会产生可量化的开路电压（电化学信号）和可见的颜色变化（比色信号）。这种双信号输出且具备自我验证功能的设计，不仅灵敏度极高，可靠性也很强，为AML的早期筛查提供了一种强大的新工具。
