手性是大自然的基本属性,对于地球上的生命系统起着至关重要的作用。不同的手性对映体具有相同的物理性质,但在生命系统中经常表现出不同的生物学、药理学、毒理学性质和代谢活性。手性分子广泛存在于DNA、氨基酸、蛋白质、糖、酶和多种药物中。人体对外消旋药物对映体的区分可能导致不同的治疗活性。在大多数情况下,手性分子的对映异构体在毒性、代谢机制和转运途径上显示出明显的差异。通常,仅一种对映异构体具有所需的药物活性,而另一种对映异构体则没有治疗作用,甚至可能引起严重的副作用,结果导致单一对映体药物成分优于外消旋体。在生物体中,通常只有L-氨基酸用于表达功能性和结构蛋白,而D-氨基酸则与某些疾病有关。因此,在生物学和化学领域中,必须对L-氨基酸及D-氨基酸进行区分识别。在过去的几十年中,已经报道了许多识别手性分子的方法,例如色谱法、毛细管电泳法和圆二色性法等,但这些方法通常具有响应时间过长,且成本高昂的缺点。因此,仍然非常需要开发一种简单、快速、灵敏的手性识别新型检测方法。对于大规模应用,这种方法还需要具备低成本和易于制备的优点。光电化学（PEC）传感是一种以纳米半导体材料为基础的新型检测方法,与传统电化学方法相比,它具有更低的检出限和更高的检测灵敏度,表现出更优异的检测性能。但由于对映体具有相同的化学结构,并且仅在空间构型上表现出差异,实现对映体的PEC手性检测确实是一个巨大的挑战。在本文中,基于稳定性好、无毒、生物相容性好的n-型半导体材料二氧化钛（TiO₂）和钒酸铋（BiVO₄）分别构建了用于光电化学手性分子检测的传感器,实现了在模拟太阳光条件下对手性分子的光电化学检测。本论文主要内容分为如下几个部分:第一章绪论本章介绍了手性以及手性识别的研究背景、研究意义。简述了现阶段常用的手性识别方法的发展现状及研究进展。第二章基于TiO₂纳米通道的高灵敏度双响应信号的手性氨基酸对映体识别传感器手性是自然界的固有和本质的属性,手性分子的对映体识别可以提供重要的信息,从而使人们更好地理解手性识别在生物系统中的应用,并促进有用的分子器件生物化学和药物研究领域中的发展。因此,探索高准确性、可靠性的新型检测技术,实现高通量对映体选择性检测仍是十分必要的。在本章中,提出了一种基于二氧化钛纳米通道阵列（TiO₂ NCA）的对映选择性识别平台,以实现通过同步输出离子电流和光电流双响应信号的光电化学检测,为区分手性氨基提供了一个新颖的传感平台。纳米通道阵列的使用确保了高通量检测,并且双信号模型避免了“假阳性”检测。此外,基于所构建的手性检测平台,通过整合不同的手性识别单元,可以对各种手性物质进行便捷的检测,这为在生物环境的实际应用中的构建可靠的手性传感器提供了启示。第三章基于介孔BiVO₄材料的光电化学对映选择性氧化手性3,4-二羟基苯丙氨酸天然生物酶在温和的反应条件下能够高效催化多种生物化学反应,并表现出非常高的底物特异性和反应活性,其被广泛用于生物传感器的构建,并在制药、食品工业、农业和化学生产中得到了广泛应用。受天然酶的启发,在本章工作中设计了一种对映选择性纳米酶,构建了以手性半胱氨酸（Cys）为识别选择剂,金纳米颗粒（Au NPs）为活性中心,介孔钒酸铋（BiVO₄）为人工酶骨架的对映选择性纳米复合人工酶材料。实现了L-Cys修饰的纳米酶对手性3,4-二羟基苯丙氨酸（DOPA）对映体的对映选择性氧化。