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光致电化学生物传感器是将光电材料与分子识别结合发生的变化转化为电流信号的生物传感器。由于光致电化学分析的灵敏度高的优点使其在各个领域都显示出了广阔的应用前景。为了实现高灵敏的检测,合成性能优异的光电材料,引入高效和简单的信号放大策略具有极其重要的意义。具体工作如下:1.DNA网状结构作为敏化剂固载平台构建的高灵敏光致电化学传感器通常情况下通过增加敏化剂在DNA结构上的固载量去提高敏化剂的敏化效率,而敏化剂的固载量受限制于DNA单链杂交形成的双链结构,因此本文构建的包含大量的双链结构的适体链桥联的DNA网状结构为敏化剂亚甲基蓝（MB）的固载提供了一个很好的平台,提高了光致电化学适体生物传感器检测癌症标志物血管内皮生长因子(VEGF165)的灵敏度。敏化剂亚甲基蓝通过DNA螺旋结构促进电子传递,抑制了光电性能优良的光活性材料g-C3N4产生的电子-空穴对的复合,增强了光电流。通过目标物VEGF165与DNA网络结构包含的适体序列之间的特异性识别破坏了敏化剂固载的DNA网络结构,最初增强的电子转移过程可被抑制。最终此光致电化学适体生物传感器检测血管内皮生长因子的线性范围是100 fmol·L-1至10 nmol·L-1,检测限低至0.03 pmol·L-1。另外,此策略可被用于检测其他试体序列对应的疾病标志物。2.ZnIn2S4P4-X作为光电材料结合目标物循环放大构建的高灵敏的光致电化学传感器通常双金属硫化物和磷化物被用作光电材料,但双金属的磷硫化物很少被研究。为了合成新颖的光电效率高的光电材料来构建光致电化学传感体系,本实验发现双金属的磷硫化物ZnIn2SXP4-X相较于双金属硫化物ZnIn2S4表现出了优良的光致电化学性能。通过水热法合成ZnIn2S4,将其磷化后得到的ZnIn2S4P4-X作为光电材料,通过双重特异核酸酶（DSN）辅助的目标物循环信号放大将单个目标物miRNA转换为多个核酸去进一步提高检测灵敏度,转换得到的多个核酸被用来固定猝灭剂SiO2。因此,最初ZnIn2SXP4-X的电子转移过程可被抑制,导致光电流显著降低。最终此光致电化学生物传感器检测miRNA-155的线性范围是100 fmol·L-1到10 nmol·L-1,检测限是33 fmol·L-1。该策略可扩展构建成灵敏检测其他miRNA的平台,应用于生物分析和临床诊断中。3.钒酸银纳米粒子结合双重信号放大策略构建的近乎零背景信号的光致电化学传感器光致电化学分析通常采用由多种光电材料组成的共敏化结构来获得高的初始信号从而实现生物标志物的检测。然而,共敏化结构的引入会产生不可忽略的背景噪音,导致检测的灵敏度受到限制。本实验设计了一种背景信号几乎为零的光致电化学生物传感器用于VEGF165的超灵敏检测。传感器的构建基于单一的光活性材料AgVO3与双重信号放大策略。AgVO3纳米颗粒作为光致电化学生物传感器中的一种新型的光活性材料,表现出优异的光致电化学性能并且能够产生足够强的光电流检测信号。为了进一步提高检测灵敏度,核酸外切酶III辅助目标物循环和杂交链式反应被巧妙结合实现双重信号放大将一个目标物蛋白转化为多倍的DNA。同时,杂交链式反应反应为光活性材料AgVO3的大量固载提供了一个优良的平台去实现构建近乎零的背景信号的光致电化学生物传感器。最终此光致电化学生物传感器检测VEGF165的线性范围是10 fmol·L-1至10nmol·L-1,检测限为3 fmol·L-1。该方法为检测其他的蛋白提供了新的策略。