磁性微球辅助一锅法RCA激活CRISPR/Cas12a电化学发光生物传感器检测柑橘黄龙病病原体

本综述创新性地构建了集成三功能Fe3O4@Au纳米酶与CRISPR/Cas12a系统的多模态生物传感器，通过滚环扩增（RCA）和CRISPR级联放大实现病原体attomolar级超高灵敏度检测，其电化学（LOD: 32.11 aM）、比色（LOD: 49.28 fM）和光热（LOD: 42.17 fM）三重信号交叉验证机制有效克服复杂基质干扰，为农业病原体现场精准诊断提供突破性解决方案。

　　

Reagents, instruments, and biosensor fabrication

实验所用试剂、仪器及电极的详细制备流程均列于支持信息中。

Preparation of Au/S-GDY

根据既往文献，S-石墨二炔（S-GDY）通过热处理方法合成（Kong et al., 2021）。将0.02 g石墨二炔与4 g二苄基二硫醚分别置于坩埚中，在氩气环境下于900°C加热3小时获得S-GDY。将80 mL 1%氯金酸溶液煮沸后，加入900 μL 1%柠檬酸钠溶液，持续搅拌回流15分钟。冷却后加入0.01 g S-GDY，超声处理2小时，离心收集Au/S-GDY复合材料，最终重悬于超纯水中备用。

Device architecture and operating mechanism

本研究开发了一种便携式多模态传感平台，整合电化学、比色与光热检测模块，用于甘蔗黑穗病病原体的现场精准检测。通过RCA激活的CRISPR/Cas12a反式切割系统与磁性酶双功能Fe₃O₄@Au纳米生物酶联用，构建级联信号放大路径。该系统集成于EP管式多模态生物传感平台，实现从样本处理到信号读出的全流程一体化操作。

Conclusion

我们构建了一种智能便携式多模态检测系统，整合纳米材料、CRISPR生物技术与智能手机读出功能，用于甘蔗黑穗病的快速精准诊断。该平台的核心创新在于三功能Fe₃O₄@Au纳米酶（实现高效磁分离与双酶模拟催化）、RCA-CRISPR/Cas12a级联放大（达到attomolar级灵敏度）及正交三模态验证机制的协同融合。