光电化学（PEC）分析技术是指基于PEC活性材料的光电转换特性确定待测物浓度的一类新兴分析方法。作为继承了电化学和光化学的分析优点的PEC分析法,已经与生物分析技术相结合而发展成为PEC生物传感器。在该传感器中激发源（光）和输出信号（电）是两种完全不同的能量形式,使得检测的背景信号很小且灵敏度高。与光学检测仪器相比,PEC检测装置简单,便宜且易于小型化,尤其是与传统的电化学或者光学方法相比,PEC生物传感器能识别复杂样品中的目标物,从而使它具有更优异的分析性能。然而,传统的PEC分析法在实际应用中仍面临一些问题,由于光照将不可避免的损害生物分子（固定的生物探针和捕获的目标物等）,同时,生物分子对光的吸收或散射也能干扰信号;且与电化学分析方法类似,PEC分析法的样品孵育和信号监测是在同一片电极上进行,导致样品只能在给定的时间进行分析,这就使得PEC分析法通量较低。针对这些弊端,本文采用了分离式分析法构建了三种PEC生物传感器,实现了对多种生物目标物的高灵敏度、高通量地检测。主要研究内容如下:1.基于沉积-溶解电子受体构建的分离式PEC免疫传感器本文通过在光电极表面上沉积和溶解电子受体MnO₂,开发了调节网状CdS阳极光电流强度的PEC生物传感器,基于这种沉积-溶解反应调节光电化学的行为,我们构建了检测大肠杆菌O157:H7（E.coli O157:H7）的分离式PEC传感平台。将抗菌肽Magainin I固定在微孔板上作为E.coli O157:H7的识别物,葡萄糖氧化酶（GOx）作为标记酶,通过在微孔板中催化O₂产生H₂O₂,溶解沉积在ITO/CdS电极表面的MnO₂,以此达到对E.coli O157:H7检测的目的。在最佳的检测条件下,对E.coli O157:H7的线性检测范围是10.0⁵.0×10⁶ CFU/mL,检测限为3.0 CFU/mL,达到了预期效果。2.基于量子阱增大阴极光电流机理构建的分离式PEC致病菌传感器本文利用液相法合成了水溶性的巯基乙酸修饰的硒化铅（PbSe）量子点（QDs）并将其修饰到氧化铟锡（ITO）电极上,制备了ITO/PbSe电极。Zn²⁺可与电极上修饰的PbSe QDs进行离子交换形成ZnSe/PbSe/ZnSe量子阱（QW）,促进电子-空穴分离,提高了ITO/PbSe电极的阴极光电流。以抗菌肽Magainin I为识别探针,开发出了一种分离式PEC检测E.coli O157:H7的方法,避免了生物分子固定在电极上阻碍PEC信号的传递,因而具有更好的检测效果。E.coli O157:H7的检出范围为10.0⁵.0×10⁶ CFU/mL,检测限为4.0 CFU/mL。3.基于量子阱增大阴极光电流分离式PEC适配体传感器本文开发了一种基于量子阱增大阴极光电流的无酶链置换信号放大分离式PEC传感平台,用于检测miRNA和癌胚抗原（CEA）。首先,使用T-Hg²⁺-T(两种发卡结构H1-Hg²⁺、H5-Hg²⁺对应的目标物分别是miRNA、CEA适配体的部分互补DNA链（H4）;其环部与目标物杂交)发卡结构作为探针,目标物与发卡结构结合释放Hg²⁺。然后,辅助DNA H2（H6）（与H1（H5）完全互补配对）与DNA H1-miRNA杂交链（DNA H5-H4杂交链）结合释放目标物,触发另一个反应循环。释放的Hg²⁺与体系中的CdS QDs进行阳离子交换释放Cd²⁺,Cd²⁺再与电极上的PbSe反应形成CdSe/PbSe/CdSe QW结构后增大传感器阴极光电流。目标物的循环使用极大地放大了PEC信号,从而高灵敏地检测miRNA与CEA。在最佳实验条件下,本传感器对miRNA-21的检测范围是0.50⁵.0×10⁵ fmol/L,检测限为6.8×10^-2 fmol/L;对CEA的检测范围是0.05⁵.0×10⁴ pg/mL,检测限为7.0 fg/mL。