基于Z型结构的Bi2S3/Bi2WO6异质结的双极性开关光电化学生物传感器在临床地中海贫血筛查中的应用：通过3D DNA Walker实现级联信号放大及目标物质循环利用

该研究开发了一种双极性切换光电化学传感器，通过整合Bi2S3/Bi2WO6异质结基底与Ag2S量子点标记系统，结合目标触发的级联核酸扩增策略（TSDR-EATC与3D DNA walker），实现了对地中海贫血基因CD142和CD41-42的超灵敏检测（检测限分别为30.9 aM和27.8 aM），临床样本验证显示高回收率（98.0%-107.9%）和准确率（>93%），为社区筛查提供了可靠解决方案。

同时检测CD142和CD41–42突变对于准确诊断和精准医疗至关重要，但由于早期筛查中目标分子的浓度极低，这一任务仍然具有挑战性。在这里，我们开发了一种基于光电流极性切换策略的双极性切换光电化学生物传感器，通过“阴极-阳极-阴极”三态转换实现了对地中海贫血相关基因CD142和CD41–42的超灵敏双重检测。该传感器创新性地结合了Z型结构的Bi₂S₃/Bi₂WO₆异质结基底与Ag₂S量子点（阳极）/Cu₂O（阴极）标记系统，并采用了目标触发的级联核酸放大策略：包括目标驱动的趾部介导的链置换反应（TSDR-EATC）以及3D DNA行走器，将背景干扰转化为具有自校准功能的特征信号。实验表明，该传感器在0.1 fM至0.1 μM的浓度范围内表现出优异的线性响应，检测限分别为30.9 aM（CD142）和27.8 aM（CD41–42）。临床样本验证显示，该传感器的回收率为98.0–107.9%，相对标准偏差（RSD）≤4.8%，双盲测试的正确率超过93%。这项工作通过将异质结技术与核酸放大技术相结合，为极性可切换的PEC系统树立了新的范例，为地中海贫血的群体筛查提供了高度可靠的解决方案。