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疾病的早期发现与治疗对于人类的健康发展是十分重要的,因此生物标志物作为疾病早期诊断与预防的重要指标受到了研究人员的广泛关注。高灵敏和高选择性的检测方法在生物标志物分析的实际应用阶段占据重要位置。近年来,基于此的研究展现出很大的进步,但为了更好的满足对痕量目标分析物检测的要求,需进一步发展高选择、高灵敏、宽检测范围的生物分子检测方法。本论文基于光阳极纳米材料的设计与开发,结合信号放大技术构建了高性能的光电化学（PEC）生物传感平台,实现了生物标志物的高灵敏检测。主要研究内容如下:（1）胰蛋白酶作为一种消化酶是胰腺外分泌调节的关键所在,被视作临床诊断中最重要的生物标志物之一。本工作基于二硫化钼纳米片和二氧化钛纳米棒复合材料（Mo S2-TiO2）开发一种简便的PEC传感平台进行胰蛋白酶的定量检测。由于蛋白质的绝缘作用,去铁蛋白（APO）固定在Mo S2-TiO2/氧化铟锡电极表面影响光电流响应。当存在胰蛋白酶时能够分解APO导致PEC信号恢复,从而达到检测胰蛋白酶的目的。该生物传感器的线性范围为1-1000 ng·mL-1,检测限低至0.82 ng·mL-1,并成功验证了在血清样品中的实际应用。（2）博来霉素（BLM）是一类来源于天然糖肽的抗生素,被广泛用于各种抗癌药物。然而,BLM在临床应用中的不当使用会导致一些严重的后果。在此,基于生长在钛网上的硫化钨纳米棒阵列（WS2 NA/TM）与金纳米颗粒（Au NPs）复合作为PEC基质,结合纳米酶催化生物沉淀技术构建PEC传感器灵敏检测BLM。在此,DNA1（P1）和DNA2（P2）分别对Au/WS2和纳米酶银纳米粒子/锌基金属有机框架（Ag/ZnMOF）进行修饰,通过两条DNA链之间的杂交反应制备了Ag/Zn MOF-P2/BSA/P1-Au/WS2探针。当存在BLM时,以Fe2+为辅助因子的BLM可以特异性识别和切割P2的5’-GC-3’的活性位点并使光电流恢复。该生物传感器在BLM浓度为0.5 n M到500 n M范围内线性相关,检测限低至0.18 n M,可以实现高灵敏检测BLM。此外,人血清中BLM的回收检测效果较优。（3）前列腺特异性抗原（PSA）对于相关疾病的早期筛查与诊断是非常重要的。因此迫切需要发展一种简单、灵敏的检测手段对PSA的活性进行评估。本工作将硫化镉纳米棒阵列和氧化亚铜纳米颗粒复合（Cd S-Cu2O NAs/TM）作为光活性材料构建了PEC适配体传感器用于高效、灵敏检测PSA。PSA被固定在材料表面的适配体捕获后与空穴发生反应,消除空穴从而增强了光电流。该传感器对PSA的检测表现出优异的性能,其线性范围为0.1-100 ng·m L-1,检测限低至0.026 ng·mL-1。实际样品分析的结果也令人满意,证明该传感器具有广阔的应用前景。（4）血管内皮生长因子165(VEGF165)过表达或下调与病理性血管有关,因此迫切需要开发一种高灵敏和高选择性检测VEGF165的方法用于相关疾病的早期诊断。利用原位生成策略,以Cu（OH）2作为前驱体通过一步水热法将Cu2O@Cu-MOF纳米带阵列成功生长在铜网上。基于上述纳米阵列材料结合滚环扩增和酶促生物催化沉淀技术构建的PEC适配体传感器对VEGF165进行高灵敏检测。该PEC适配体传感器表现出良好的性能,线性范围为10-1×108 fM,检测极限低至2.3 f M。成功构建的适配体传感器不仅为灵敏检测目标物提供了一条新途径,而且扩展了半导体@MOFs阵列材料在PEC传感领域的应用。