光电化学传感是一种新颖而且极具发展前景的生物分析检测方法,它以光化学与电化学检测方法为基础,利用光信号与电信号之间的转换,再结合特定的生物识别过程,达到了对目标分子灵敏检测的目的。与单纯的光学检测及电化学检测方法相比,光电化学分析方法不仅读数方便,易微型化,而且背景噪声小,灵敏度高。因此光电化学分析凭借对生物分子检测的理想优势及经济潜力,在生物和环境等分析领域获得了巨大的发展。但是,近些年来大部分光电分析的工作方向都聚焦于紫外光与可见光区域的分析检测。然而,将这种高能量的紫外光与可见光作为激发光源,在检测过程中会对生物分子的结构产生破坏,从而影响检测的灵敏度。不仅如此,紫外光与可见光对生物组织的穿透能力较弱,只能局限于生物体表面的分析检测,限制了它在活体生物体内的应用与发展。相反,能量较低的近红外光则具有良好的生物相容性和较高的生物组织穿透能力。基于近红外光出色的性能,目前已经作为体内光热疗法的首选,它不仅可以控制药物在特定的时间与病灶处释放,还可以通过近红外荧光成像技术实现对患者病理的分析。因此近红外光电化学分析作为一种强有力的分析检测工具,对于实现生物体内目标分子的检测具有重要意义。但是据我们了解,近期有关近红外光电化学分析工作的报导并不多见。经过慎重考虑,我们认为上述现象的产生主要是由于稳定的近红外光电材料的稀缺所造成的。所以,对于理想的近红外响应型光电材料的探索仍然是一个很大的挑战。本文基于光电性能良好的TiO₂纳米阵列材料设计了三种性能不同的近红外光电化学传感器,并实现了在近红外光照条件下对多巴胺分子与四环素类抗生素的高灵敏测定。论文的具体内容如下:第一章绪论本文首先介绍了光电化学传感器及其相关研究,然后分别介绍了TiO₂纳米阵列材料与近红外光电材料的特点、性能及其应用。最后对本论文研究工作的目的和意义进行了阐述。第二章缺陷调控TiO₂纳米阵列电极实现近红外光照条件下多巴胺分子的高灵敏检测本工作基于缺陷调控后的TiO₂纳米阵列电极材料可以产生近红外吸收的性能,实现了在近红外光照条件下对多巴胺分子的灵敏检测。首先,以Ti箔为基底材料通过阳极氧化的方法制得表面包覆光子晶体层的TiO₂纳米阵列电极材料,然后进行真空封装煅烧,通过对真空度与煅烧温度的调控,制得了优化后的氧缺陷电极材料。由于氧缺陷的存在诱导产生了中间能级（介于导带与价带之间）,使得电极材料具备了近红外吸收的性能。与此同时,光子晶体层的存在增强了材料对光的捕获,从而进一步促进了材料对近红外光的吸收。最后,我们利用多巴胺分子与TiO₂之间的特异性键合作用,实现了对多巴胺分子的高灵敏、高选择性检测。第三章磷掺杂的缺陷调控TiO₂纳米阵列电极的近红外光电化学响应及检测本工作中,我们构建了一种磷掺杂的缺陷调控TiO₂纳米阵列近红外光电化学传感器。首先利用两步阳极氧化的方法制得表面有光子晶体层覆盖的TiO₂纳米阵列电极材料,然后将此电极材料与适量NaH₂PO₂进行真空封装,通过调节真空度与温度,制得磷掺杂与缺陷并存的TiO₂纳米阵列近红外光电化学传感器,磷元素的成功掺杂不仅抑制了电子与空穴的复合,而且进一步提升了电极材料对多巴胺检测的灵敏度。第四章基于表面等离子共振金纳米粒子修饰缺陷调控TiO₂光子晶体材料的近红外光电化学传感器的构建及应用本工作设计了一种金纳米粒子修饰的TiO₂纳米阵列近红外光电化学传感器。这里我们采用离子溅射的方法对缺陷调控后的Ti O₂纳米阵列材料进行金纳米粒子的修饰,之后我们再利用Au-S键对电极进行适配体修饰。在Au纳米颗粒等离子共振效应与电极材料的氧缺陷以及光子晶体层的协同作用下,实现了对近红外光的高灵敏响应,再进一步利用生物核酸适配体与待检测目标物的特异性识别作用,实现了对重要抗生素-四环素的高灵敏、高选择性检测。